[发明专利]生物自适应放射疗法的系统和方法

说明书

在此公开了用于基于从实时(例如，在治疗环节期间)获取的成像数据提取或计算的生物学和/或生理数据和/或解剖学数据来自适应调节和/或更新放射疗法治疗计划的系统和方法。放射治疗时获取的功能成像数据用于修改治疗计划和/或剂量输送指令以向患者靶区域提供规定的剂量分布。在此还公开了用于基于实时获取的成像数据评估治疗计划的方法。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年6月22日提交的美国临时专利申请No.62/523,691的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

技术领域

在此公开了基于从实时(例如，在治疗时)获取的成像数据中提取或计算出的生物学和/或生理学数据和/或解剖学数据来在治疗环节(session)期间自适应调节和/或更新放射疗法治疗计划和/或放射输送的系统和方法。在此还公开了用于基于实时获取的成像数据评估治疗计划的方法。

背景技术

放射疗法治疗计划通常在治疗环节(例如，几周、几天、几小时)之前进行。这样，在治疗规划环节和治疗环节之间的时间段内，各种参数可能已经改变，并且这些改变可能会影响输送给患者的剂量(即，对靶区域的放射不足，对非靶区域的放射增加等)。

通常，就在治疗环节之前的患者成像扫描提供有关患者和/或靶区域的任何结构或几何变化的信息。例如，在治疗当天以及就在治疗环节之前执行的来自CT或MRI扫描的解剖图像可以用于根据患者和/或肿瘤的位置偏移来改变放射通量，放大或缩小辐射区域的大小以与患者和/或肿瘤的大小变化对应，和/或调节辐射区域的轮廓以与患者和/或肿瘤的形状变化对应。基于最近获取的数据修改治疗计划和/或放射输送可以促进更有效和更有针对性的放射治疗。

因此，可能期望开发用于更新放射疗法治疗计划以反映患者和/或靶区域中的变化的附加方法。

发明内容

在此描述的是基于从在治疗环节期间获取的成像数据中提取或计算出的生物学和/或生理数据来自适应调节和/或更新放射疗法治疗计划的方法。在一些变型中，患者的生物活性和/或生理数据可以包括示踪剂摄取值(例如，标准摄取值或SUV)、PET示踪剂动力学、组织代谢数据(例如，光谱成像数据、磁共振光谱成像数据)、成骨活性数据、氧合数据、基因表达数据(例如，人类生长父亲2型受体(HER2)表达)、游离脂肪酸摄取数据、血流数据、血管分布数据、肿瘤几何形态移位(例如，推测)和/或淋巴活性数据。基于这些生物活性和/或生理数据，更新或自适应调节治疗计划可包括更新或修改一个或多个靶区域或其它关注区域(ROI)的剂量学目标、一个或多个靶区域或其它关注区域(ROI)的几何形状、总治疗环节的数量、治疗环节的持续时间和/或多个治疗环节上的分次模式等。可以使用任何成像模态(例如，诸如PET成像、MRI成像、单光子发射计算机断层扫描或SPECT成像、磁性粒子成像或MPI的功能成像模态)来获取生物活性和/或生理数据。可选地，诸如X射线成像、CT成像、超声成像的结构成像模态也可以用于更新或自适应调节治疗计划。可替代地或另外地，可以基于来自先前治疗环节或分次的剂量输送数据来更新或自适应调节治疗计划。