改良的放射治疗规划方案制造技术

本发明专利技术提出了改良的放射治疗规划方案。所述方法包括以下步骤：通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，由此检测和定量指示特异性细胞退化的标记；建立具有类似程度的相对细胞退化的基于生物学的区域分割；和将细胞退化的绝对程度应用于基于生物学的分割数据，从而建立改良的放射治疗规划方案。此外，本发明专利技术还提出了适用于改良的放射治疗规划方案的系统及其在癌症的诊断和／或治疗管理方案中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于规划放射治疗的改良方法和系统以实现建立所述治疗规划的方案及其用途(尤其是在癌症研究和放射治疗管理中的用途)。在医学领域，癌症肿瘤的早期医学诊断和治疗至关重要。例如，在西方世界全部新癌症病例中，肺癌是第二高发病率的癌症，在男性和女性中分别占14％和12％。无论在男性还是女性中，在全部主要癌症疾病(乳腺、前列腺、结肠)的最低5年存活率这一指标上，肺癌是癌症死亡的首要原因。仅在美国，据估计在2004年就有172,000例肺癌。在过去的20年中，在医学影像学领域进行了深入的研究。其先进的技术有CT(计算层析X射线照相术)、MRI(磁共振成象)、PET(正电子发射断层显象)、SPECT(单光子发射计算机化断层显象)或US(超声波)。计算层析X射线照相术(CT)和磁共振成象(MRI)是公知的对人体解剖学，尤其是聚焦于组织异常的显像技术。正电子发射断层显象(PET)是这样一种显像模式，其允许在分子水平上研究生理学、生物化学和药理学功能。PET方法允许对生理参数(例如血流或受体浓度)进行测量。此外，该方法还允许在活体动物中获得生物分子的药物代谢动力学和药效学的定量信息。18F-FDG(氟化脱氧葡萄糖)被认为是用于癌性损伤成象的“黄金标准”PET制剂，且其在肿瘤学中的应用也已广泛记载。使用18F-FDG在头颈癌、恶性淋巴瘤、乳腺癌、肺癌、肝癌和结肠癌中进行的PET研究也有报道。18F-FDG的广泛使用是基于肿瘤中的葡萄糖代谢要高于正常组织这一事实。在细胞中，18F-FDG被己糖激酶磷酸化为18F-FDG-6-磷酸盐。与葡萄糖不同，18F-FDG-6-磷酸盐不能被进一步代谢并且基本上滞留于细胞中。18F-FDG在细胞中累积的程度反映了葡萄糖摄取和磷酸化的程度，且其在癌细胞中的累积可通过定量和半定量方法评估从而得到关于恶性肿瘤的重要的解剖学和功能信息。尽管18F-FDG在肿瘤学中是优选的PET药物，但其也具有一些公认的-->不足。这些不足包括其由于高的正常细胞摄入而不能使脑肿瘤显像和不能区分肿瘤细胞和慢性炎症。为了克服18F-FDG在癌细胞显像中的弱点，在过去若干年中为开发出不再具有这些不足的新的PET制剂付出了诸多努力。因此，出现了大量的肿瘤成象剂。一些这样的制剂目前正处于临床研究或临床应用中并作为研究除葡萄糖代谢之外的肿瘤生物化学的其他方面的额外的工具。这些新成象剂的一个缺点在于其对应的成象方法非常耗时，因此并不总适于常规诊断。此外，这些制剂及其对应的成象方法非常昂贵，因此难以应用于大量的患者群体。因此，使用高特异性靶的决定需要从临床和经济角度周密考虑。另一个问题在于其通常是一个反复实验的过程才能够确定患者是否是高特异性成象方法的好的候选者。在这些情况下，诊断的成本会大量增加；例如，估计高特异性成象剂的额外成本为每位患者2000美元。然而，最重要的缺点在于，时间被浪费了，而这有可能对患者具有致命的后果。肿瘤诊断和治疗的另一个问题在于，在许多情况下存在涉及退化程度和水平的肿瘤细胞的不均匀的、异质性分布。这意味着，具有更高或更低侵袭性的恶性肿瘤表型的区域可在限定的肿瘤区域中共存。高侵袭性肿瘤细胞通常对放射和/或化学疗法具有更低的敏感性(或更高的抗性)，从而导致放射治疗失败率升高。有时，这一侵袭性与细胞中氧的缺乏或不存在(缺氧)相关。最近，基于解剖学和/或功能成象信息的空间分布的放射剂量分布(不均匀剂量模式)已通过Y.Yang和L.Xing(Med.Phys.，32(6)，2005)所公开的等式得以描述。然而，所描述的剂量包括基于学识和经验的相对系数(Drel)且在涉及个体恶性肿瘤的实际情况和绝对程度时依然具有较高可能的不确定性。这种在剂量确定上的不确定性通常导致肿瘤细胞增殖和转移的发生增加以及恶性肿瘤复发。为了克服这一问题，绝对放射剂量通常都会增加，但却导致了更高的患者放射死亡率。由于治疗方案(例如放射疗法和/或化学疗法)更加个体化的建立、适-->应和优化能够改善肿瘤控制并降低转移率、复发以及患者放射治疗和/或化学死亡率，所以提供产生有效增加的患者利益和治疗成功的用于更快、更准确、更个体化、更具成本效益、早期诊断和预后的方案是非常需要的。本专利技术因此提出了改良的放射治疗规划方案，包括以下步骤：a)通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定量指示特异性细胞退化的标记，b)根据在功能成象和/或解剖学成象过程中获得的信息，建立具有类似程度的相对细胞退化的基于生物学的区域分割(kα、kβ、kγ)，c)将在步骤a)中所获得的细胞退化的绝对程度应用于基于生物学的分割数据，从而建立改良的放射治疗规划方案。在本专利技术的一个实施方式中，解剖学数据是在体外检测中对细胞退化的绝对程度进行说明和确定之前获得的。在本专利技术的另一实施方式中，通过体外检测对细胞退化的说明是在功能成象之前进行的，以选择出可分别用于细胞退化的患者特异类型和功能成象的最适当的成象剂。在本专利技术的又一实施方式中，功能成象是在体外检测之前、期间或之后进行的。在本专利技术的一个优选的实施方式中，提出了改良的放射治疗规划方案，包括以下步骤：a)获得解剖学成象信息，b)通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定量指示特异性细胞退化的标记，c)获得功能成象信息，d)根据在步骤a)和c)中获得的信息，建立具有类似程度的相对细胞退化的基于生物学的区域分割(kα、kβ、kγ)，e)将步骤b)中获得的细胞退化的绝对程度应用于基于生物学的分割数据，从而建立改良的放射治疗规划方案。在本专利技术的另一个优选的实施方式中，所述解剖学和/或功能成象方法选自CT(计算层析X射线照相术)、SPECT(单光子发射计算机化断层显象)、PET(正电子发射断层显象)、MRI(磁共振成象)、US(超声波)、OI(光学成象)、TI(热成象)或X-射线或其任意组合。优选地，所述解剖学成象方法为CT或MRI。采用解剖学成象获得的信息给出了关于退化细胞的位置和程度的第一-->组中间患者数据。在本专利技术的又一个优选的实施方式中，将诸如CT/PET、MRI/PET或CT/MRI/PET的多模式方法用于获取更精确的成象信息，就像例如在退化组织中更精确地确定肿瘤边界或增殖/转移的状态。本专利技术的一种更有利的变化形式是通过组合CT/18F-FDG-本文档来自技高网...

【技术保护点】
改良的放射治疗规划方案，其包括以下步骤：　ａ）通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定量指示特异性细胞退化的标记，　ｂ）根据在功能和／或解剖学成象过程中获得的信息，建立具有类似程度的相对细胞退化的基于生物学的区域分 割（ｋ↓［α］、ｋ↓［β］、ｋ↓［γ］），　ｃ）将所述细胞退化的绝对程度应用于基于生物学的分割数据，从而建立改良的放射治疗规划方案。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2006-2-1 06101133.41.改良的放射治疗规划方案，其包括以下步骤：
a)通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定量指
示特异性细胞退化的标记，
b)根据在功能和/或解剖学成象过程中获得的信息，建立具有类似程度
的相对细胞退化的基于生物学的区域分割(kα、kβ、kγ)，
c)将所述细胞退化的绝对程度应用于基于生物学的分割数据，从而建
立改良的放射治疗规划方案。
2.权利要求1的改良的放射治疗规划方案，其中所述细胞退化的绝对
和相对程度的积分是根据以下等式进行的：
其中假设：ΔD∝G细胞退化且其中
G细胞退化＝细胞退化的绝对程度
D＝根据所确定的生物学参数规定的绝对放射剂量
D0＝根据标准规程的放射剂量
ΔD＝与绝对细胞退化相关的放射剂量
k、kα、kγ＝具有类似程度的相对细胞退化的区域。
3.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其包括选择至少一
种特异于检测的细胞退化的指示的靶向成象剂的步骤。
4.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其包括提供建模、
聚类和/或校正方案，其可通过对进入或来自患者数据库的所获得的中间
患者数据的获得、储存、转移、分析、分组、组合、建模、聚类、校正、
优化、应用和/或显像进行处理的软件执行算法和/或计算机程序和/或经
验关系而实现。
5.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其包含提供用于自
动化(计算机和/或机器人控制)的改良治疗规划的方案。
6.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其包括以下步骤：
d)获得解剖学成象信息，
e)通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定量指
示特异性细胞退化的标记，
f)获得涉及指出的细胞退化的空间分布和相对程度的功能成象信息，
g)根据在步骤a)和c)中获得的信息，建立具有类似程度的相对细胞退
化的基于生物学的区域分割(kα、kβ、kγ)，
h)将根据步骤b)中获得的信息的细胞退化的绝对程度应用于基于生物
学的分割数据，由此建立改良的放射治疗规划方案。
7.权利要求6的改良的放射治疗规划方案，其中所述解剖学成象方
法是CT或MRI。
8.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其中步骤b)的体外
检测是遗传学和/或蛋白组学检测和/或鉴定和/或定量对应于癌症的代谢
产物的技术，其包括基因表达谱、差异显示、凝胶电泳、SAGE、PCR、
逆转录酶PCR、定量实时PCR、蛋白质测定、ELISA或任意种类的基于
质谱(MS)的技术或其任意组合。
9.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其中所述体外检测
是通过MALDI-ToF或SELDI-ToF进行的蛋白质/肽质谱(MS)。
10.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其中在体外确定
CAP43蛋白、其修饰物、修饰过程中产生的代谢产物或指示缺氧的蛋白
质和/或代谢产物的任意组合。
11.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其中所述功能成
象方法是18F-FMISO-PET。
12.权利要求1或2的改良的放射治疗规划方案，其包括以下步骤：
i)通过CT获取解剖学成象信息，
i.通过体外检测说明和确定细胞退化的绝对程度，其中检测和定
量CAP43蛋白、其修饰物、修饰过程中产生的代谢产物或指示
缺氧的蛋白质和/或代谢产物的任意组合，
j)选择18F-FMISO作为靶向成象剂，
k)在18F-FMISO-PET中获取涉及指出的细胞退化的空间分布和相对
程度的功能成象信息，
1)根据在步骤a)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：L施皮斯，H胡梅尔，C里宾，R霍夫曼，PK巴赫曼，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]