[发明专利]用于规划辐射处置治疗的系统

说明书

技术领域

本申请总体上涉及一种用于辐射处置治疗的方法和系统，并且涉及医学成像领域。辐射处置治疗是这样一个过程，受过训练的医学专业人员通过辐射处置治疗对患者规划并执行电离辐射的递送。该治疗非常普遍地用于通过电离病变组织从而破坏病变组织来处置诸如癌症的疾病。在这个背景下，辐射源通常被设置在人体的外部以采用可控的方式将电离辐射引导至人体中。因此，辐射对目标病变组织和辐射的路径内的健康组织两者进行电离。因此，辐射治疗的中心目标是控制辐射递送以将对患者体内的目标病变区域的辐射暴露最大化而将对患者体内的风险健康区域的辐射暴露最小化。

背景技术

辐射治疗通常以患者身体的诊断三维成像扫描开始，以例如计算机断层摄影(CT)扫描开始。受过训练的医学专业人员使用诊断CT成像数据以指定辐射治疗递送计划的若干特性。例如，使用诊断CT成像数据，医学专业人员能够识别患者体内的具体目标和风险区域。专业人员还能够指定要被递送到目标区域的最小辐射剂量(即，足以破坏病变组织)以及要被递送到各个风险区域的最大辐射剂量(即，以限制对健康组织的损害)。在设计在患者体内产生指定的辐射剂量分布的一组外部辐射源射束递送角度和形状时，可以使用辐射处置规划软件来将这些要求和其他信息考虑在内。

在时间上尽可能地接近随后辐射处置递送来执行诊断CT扫描。然而，即使使用软件通常也需要至少几分钟来生成所建议的辐射递送计划。之后，利用软件计算的辐射处置计划在该计划被发布用于对患者递送之前必须通过质量保证测试。出于诸如患者和医生日程安排问题的这些和其他原因，在临床实践中在诊断CT扫描与辐射处置递送之间通常经过多日。

一旦辐射处置计划被认可，则辐射被递送到患者。患者被放置在辐射治疗递送系统内的这样一个位置中，该位置尽可能接近地与先前诊断CT成像扫描期间的患者位置相匹配。然而，患者内部器官的位置和取向不能类似容易地被匹配在与辐射处置治疗相关的小裕量内。通常，第二诊断CT成像扫描刚好在递送辐射之前被执行。第二诊断扫描的结果可以被用来在辐射递送之前重新定位患者，或被用作从开始重启辐射处置规划过程的基础。

在实际辐射处置递送期间跟踪患者体内的目标区域和风险区域的形状和位置已经在临床实践中被以传统方式完成，如果有的话，大多基于附接到患者身体的外部跟踪器。这样的外部跟踪只允许得出关于患者体内的目标区域和风险区域的形状和位置的间接结论。

然而，已经提出了使用与光纤形状感测和定位(FOSSL)跟踪技术相组合的辐射剂量计来测量在辐射处置递送期间施加到目标区域的辐射剂量。参见于2011年11月7日提交的、发明人为M.Grass、R.Manzke和R.Chan、名称为“Flexible X-Ray Detector with Optical Shape Sensing”的美国临时专利申请No.61/556315(下文的“Grass等人”)。本申请在此通过引用将Grass等人的关于组合式辐射剂量计与光纤跟踪传感器设备和方法的其公开内容并入本文。

辐射剂量计是测量存在于该辐射剂量计所处区域中的电离辐射的量或者指示这样的辐射的一些其他相关量的设备。辐射剂量计在尺寸上能够被制造为很小，例如直径几毫米，但仍提供高度的测量准确度。

与之对比，FOSSL技术跟踪光缆的取向。如本文具体定义的光缆的“取向”对应于识别光缆相对于指定参考点的形状和位置。这例如经由沿着光纤的长度放置以测量光纤的偏转和弯曲的多个传感器来完成。该FOSSL跟踪技术总体上例如被描述在以下三个专利申请中：

于2011年1月14日提交的并指定美国的、发明人为R.Chan、G.Shechter、A.E.Desjardins、G.‘T Hoof和C.S.Hall、名称为“Apparatus,System and Method for Imaging and Treatment Using Optical Position Sensing”的WO2011/098926，其要求于2010年2月9日提交的美国临时专利申请No.61/302571的优先权；

于2011年3月29日提交的并指定美国的、发明人为J.Wang、R.Chan、G.‘T Hoof、A.E.Desjardins和C.S.Hall、名称为“Motion Compensation and Patient Feedback in Medical Imaging Systems”的WO2011/138691，其要求于2010年5月7日提交的美国临时专利申请No.61/332212的优先权；以及