利用感兴趣组织谱成像和跟踪进行的自适应放射治疗制造技术

一种放射治疗装置(100)，包括感兴趣组织跟踪器(124)，所述感兴趣组织跟踪器接收感兴趣组织的第一图像和所述感兴趣组织的第二随后采集的谱图像，并且至少基于所述第一图像和第二图像来跟踪所述感兴趣组织的几何结构和/或位置的改变，并生成指示所述改变的信号。所述第二图像是基于第一谱信号和第二谱信号而被生成的，并且视觉增强对应于所述第一信号或所述第二信号的被扫描结构，同时视觉抑制对应于所述第一信号或所述第二信号中的另一个的被扫描结构，所述第一谱信号对应于能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第一预定能量范围的输出，所述第二谱信号对应于所述能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第二预定能量范围的输出。自适应规划器(126)基于所述信号来更新放射治疗处置规划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】利用感兴趣组织谱成像和跟踪进行的自适应放射治疗
以下大体涉及自适应放射治疗，并且更具体地涉及带有感兴趣组织谱成像与跟踪的自适应放射治疗。
技术介绍
放射治疗(也被称作辐射肿瘤学和辐射治疗)是这样一种技术，其中电离辐射被用于控制或杀死感兴趣组织，例如肿瘤细胞，并通过损伤所述感兴趣组织的细胞的DNA起作用。用放射治疗，患者典型地接收在一段时间(例如几周)定期(例如每天)施予的一剂量的电离辐射。在处置过程期间，所述患者被置于放射治疗设备(一般被称作线性加速器或直线加速器)的检查区域中，所述放射治疗设备被用于辐照所述肿瘤。为了绕过周围组织，放射治疗规划典型地定义射束形状及在所述感兴趣组织相交的几个暴露角度，这得到定位到所述感兴趣区域的吸收剂量。可以限定所述感兴趣组织周围的组织的余裕，以允许所述处置规划中的不确定度。在处置时程进程中，所述感兴趣组织的几何结构(例如大小和/或形状)和/或所述感兴趣组织在患者中的位置可能在所述患者内改变。这可能因所述感兴趣组织的收缩、患者体重减轻、内部器官移动(例如呼吸)等等而发生。结果，所述放射治疗规划可能不再使对所述感兴趣组织的处置最优化，或者不再减轻对周围组织的损伤。这已通过肿瘤跟踪与自适应放射治疗规划，而得到补偿，在所述肿瘤跟踪与自适应放射治疗规划中，在所述放射治疗规划之后创建，并在处置或后续处置之前跟踪所述患者中的所述感兴趣组织的相对几何结构和/或位置改变，并将其用于在处置过程中更新所述放射治疗规划。已使用对被植入到感兴趣组织中或非常接近感兴趣组织的金珠的双平面成像或基于CT的千伏(kV)和/或兆伏(MV)成像，实现了这样的跟踪。针对感兴趣组织跟踪，扫描所述患者，并在得到的图像中确定所述感兴趣组织相对于所述金珠的相对几何结构及位置。可以然后基于该信息以及初始规划，来更新所述放射治疗规划，使得所述处置束再次基本上仅被定位在所述感兴趣组织处。在以下文献中讨论了这样的跟踪的范例：T.R.Mackie等人的“Tomotherapy:anewconceptforthedeliveryofdynamicconformalradiotherapy”(MEDICALPHYSICS-LANCASTERPA，第20卷，1709–1709页(1993年))；P.J.Keall等人的“ThemanagementofrespiratorymotioninradiationoncologyreportofAAPMTaskGroup76”，(Medicalphysics，第33卷，3874页(2006年))；以及R.D.Wiersma、W.Mao与L.Xing的“CombinedkVandMVimagingforreal-timetrackingofimplantedfiducialmarkers”(MedicalPhysics，第35卷，4号，1191页(2008年))。遗憾的是，将这样的珠植入患者的感兴趣组织中或感兴趣组织附近是个有创过程，并且可能是具有挑战性的任务。至少鉴于以上，存在着对在自适应放射治疗中用于感兴趣组织跟踪并在其基础上更新放射治疗规划的一种或多种方法的待解决需求。
技术实现思路
本文描述的各方面解决上述问题以及其他问题。在一个方面中，一种放射治疗装置，包括感兴趣组织跟踪器，所述感兴趣组织跟踪器接收感兴趣组织的第一图像和所述感兴趣组织的第二随后采集的谱图像，并且至少基于所述第一图像和第二图像来跟踪所述感兴趣组织的几何结构和/或位置的改变，并生成指示所述改变的信号。所述第二随后采集的谱图像是基于第一谱信号和第二谱信号而被生成的，所述第一谱信号对应于能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第一预定能量范围的输出，所述第二谱信号对应于所述能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第二预定能量范围的输出。所述第二随后采集的谱图像视觉增强对应于所述第一信号或第二信号的被扫描结构，同时视觉抑制对应于所述第一信号或第二信号中另一个的被扫描结构。自适应规划器基于来自所述感兴趣组织跟踪器的指示所述改变的所述信号来更新放射治疗处置规划。在另一方面中，一种用于放射治疗规划的成像方法，包括：接收来自所述放射治疗系统的能量分辨辐射敏感探测器阵列的成像数据，获得感兴趣的预定子能量范围，所述能量范围为所采集的数据能量范围的子能量范围，选择所接收的成像数据中对应于所获得的感兴趣子能量范围的子成像，并且基于所选择的子成像数据来生成谱图像。在另一方面中，一种方法，包括：获得感兴趣组织的第一图像；获得所述感兴趣组织的第二图像，包括所述感兴趣组织的谱组成；确定所述感兴趣组织在所述第一图像与第二图像之间的改变；并且基于所确定的改变来更新对所述感兴趣组织的治疗规划。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件的布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选的实施例的目的，并且不应被解释为对本专利技术的限制。图1示意性地图示了包括能量分辨辐射敏感探测器的示范性放射治疗系统的侧视图。图2示意性地图示了沿线A-A看向图1的示范性放射治疗系统的前视图。图3示意性地图示了范例闪烁体/背面安装的光传感器能量分辨辐射敏感探测器。图4示意性地图示了示范性闪烁体/侧面安装的光传感器能量分辨辐射敏感探测器。图5示意性地图示了针对图1的示范性放射治疗系统的直接转换探测器的直接转换能量分辨电路。图6示意性地图示了图5的能量分辨电路的鉴别器的示范性比较器。图7图示了示范性方法。具体实施方式下文描述自适应放射治疗方法，其中放射治疗装置的谱X射线和/或谱CT成像功能被配置为对金和/或其他k边材料掺杂的纳米离子(其靶向于患者中的感兴趣组织，并且任选地被用于在患者的放射治疗疗程期间，增强到所述感兴趣组织的细胞的局部剂量)成像，以产生所述感兴趣组织的造影增强谱图像。相对于在其中不存在这种谱成像功能的配置，这可以改进所述感兴趣组织的造影增强，这允许自适应放射治疗中改进的感兴趣组织跟踪和靶向，而无需在患者中的介入性标记珠植入。图1和图2示意性地图示了示范性放射治疗装置100，放射治疗装置100包括谱成像硬件和功能。图1示意性地图示了示范性放射治疗装置100的侧视图，并且图2示意性地图示了沿图1的线A-A看向放射治疗装置100的前视图。图示的放射治疗装置100包括大体静止的部分102和可旋转的部分104，其由所述大体静止的部分102可旋转地支撑，并且关于检查区域106旋转。可旋转部分104被配置为在预定角度范围或弧上旋转，例如二百度，或者比二百度更大或更小。放射治疗装置100还包括辐射源108，例如兆伏(MV)辐射源，其由可旋转部分104支撑并与可旋转部分104一起旋转。在该范例中，辐射源108被配置为至少作为放射治疗装置100的放射治疗处置源。任选地，辐射源108——与任选的二维(例如翻板)探测器阵列110相连——也被配置为成像源。辐射源108，如所示的，定位于与探测器阵列110相对，在检查区域106的对面。源108和探测器阵列110形成源/探测器对108/110。图示的放射治疗装置100也包括辐射源112，例如千伏(kV)源。类似地，辐射源112由可旋转部分104支撑并与可旋转部分104一起关于检查区域106旋转。在该范例中，源112——与二维(例如翻板)探测器阵列114相连本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放射治疗装置(100)，包括：感兴趣组织跟踪器(124)，其接收感兴趣组织的第一图像和所述感兴趣组织的第二随后采集的谱图像，并且至少基于所述第一和第二图像来跟踪所述感兴趣组织的几何结构和/或位置的改变，并生成指示所述改变的信号，其中，所述第二随后采集的谱图像是基于第一谱信号和第二谱信号而被生成的，所述第一谱信号对应于所述放射治疗装置的能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第一预定能量范围的输出，所述第二谱信号对应于所述放射治疗装置的所述能量分辨辐射敏感探测器阵列针对第二预定能量范围的输出，其中，所述第二随后采集的谱图像视觉增强对应于所述第一信号或所述第二信号的被扫描结构，同时视觉抑制对应于所述第一信号或所述第二信号中的另一个的被扫描结构；以及自适应规划器(126)，其基于来自所述感兴趣组织跟踪器的指示所述改变的所述信号来更新放射治疗处置规划。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.21 US 61/601,0881.一种放射治疗装置(100)，包括：兆伏辐射源(108)和二维探测器阵列(110)，所述兆伏辐射源(108)发射穿过检查区域(106)的辐射，所述二维探测器阵列探测由所述兆伏辐射源发射的穿过所述检查区域的辐射；千伏源(112)和二维能量分辨探测器阵列(114)，所述千伏源发射穿过检查区域(106)的电离辐射，所述二维能量分辨探测器阵列探测穿过所述检查区域的电离辐射；感兴趣组织跟踪器(124)，其接收感兴趣组织的第一图像和所述感兴趣组织的随后采集的第二谱图像，并且至少基于所述第一图像和所述第二谱图像来跟踪所述感兴趣组织的几何结构和/或位置的改变，并生成指示所述改变的信号，其中，随后采集的所述第二谱图像是基于第一谱信号和第二谱信号而被生成的，所述第一谱信号对应于所述二维能量分辨探测器阵列针对第一预定能量范围的输出，所述第二谱信号对应于所述二维能量分辨探测器阵列针对第二预定能量范围的输出，其中，随后采集的所述第二谱图像视觉增强对应于所述第一谱信号或所述第二谱信号的被扫描结构，同时视觉抑制对应于所述第一谱信号或所述第二谱信号中的另一个的其他被扫描结构；以及自适应规划器(126)，其基于来自所述感兴趣组织跟踪器的指示所述改变的所述信号来更新放射治疗处置规划。2.如权利要求1所述的放射治疗装置，其中，所述感兴趣组织跟踪器视觉呈现所述第一图像与所述第二谱图像的叠加，包括对应于所述感兴趣组织的所述几何结构和/或所述位置的所述改...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·曼茨克，C·O·斯基拉，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL