混合超声引导的表层放射治疗系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了用于检测、分析和治疗病变例如皮肤癌的系统、方法和装置。此类系统可包括用于成像病变的高频超声成像装置。该系统还可包括执行存储器中存储的指令以进行操作的处理器，并且该操作可包括接受来自高频超声成像装置的病变的多个图像，使用来自高频超声成像装置的多个图像绘制病变的三维模型，并基于病变的三维模型测定治疗剂量学。该系统还可包括用于对病变提供放射治疗的放射治疗装置，其中该放射治疗基于治疗剂量学。

Mixed ultrasound guided surface radiation therapy system and method

The invention discloses a system, method and device for detecting, analyzing and treating diseases such as skin cancer. Such systems can include high frequency ultrasound imaging devices for imaging lesions. The system also can be stored in the memory operation includes executing instructions for the processor, and the operation may include a plurality of images received from the high frequency ultrasound imaging device lesions, 3D model using multiple images from high frequency ultrasound imaging device to draw lesions, and based on the three-dimensional model of lesion determination of dosimetry. The system may also include a radiological treatment device for radiation therapy for lesions, in which the radiation therapy is based on therapeutic dosimetry.

【技术实现步骤摘要】
混合超声引导的表层放射治疗系统和方法本申请是国际申请日为2013年1月12日，国际申请号为PCT/US2013/021340，进入中国国家阶段日为2014年9月11日，申请号为201380013491.7，名称为“混合超声引导的表层放射治疗系统和方法”的专利技术专利申请案的分案申请。与相关申请的交叉参考本专利申请要求于2012年1月12日提交的美国临时专利申请号61/586,030的利益，所述美国临时专利申请全文以引用的方式并入。
本公开内容涉及用于检测和治疗皮肤病症例如皮肤癌的系统、装置和方法；更具体而言，它涉及皮肤癌的超声检测及其表层放射治疗。
技术介绍
皮肤癌是皮肤中的异常细胞生长，并且是最常诊断类型的癌症。三种最常见的恶性皮肤癌是基底细胞癌、鳞状细胞癌和黑素瘤，其各自按它起于的皮肤细胞类型命名。如果皮肤癌早期检测且适当治疗，则存活皮肤癌的几率增加。本公开内容涉及检测和治疗中的进展。
技术实现思路
该系统和方法提供了整合的图像引导的表层放射治疗平台，其可以作为具有专用和任务特异性工作流和控制的一个整合系统实现。成像部件由高频超声提供。具有整合部件的放射治疗装置允许用户获得随着时间过去的实时辐射光束轮廓表征、测量和准确限定，以确保光束输出保真度和再现性。该系统和方法使治疗方案简单化，通过更准确的治疗递送、更及时的治疗跨度、减少且甚至消除侵入性活组织检查和重建性手术的需要，为患者、医生和健康护理系统提供更好的结果。在一个实施例中，提供了用于辐射处理的系统。该系统可包括用于成像病变的高频超声成像装置。该系统还可包括执行存储器中存储的指令以进行操作的处理器，并且该操作可包括接受来自高频超声成像装置的病变的多个图像，使用来自高频超声成像装置的多个图像绘制病变的三维模型，并基于病变的三维模型测定治疗剂量学。该系统还可包括用于对病变提供放射治疗的放射治疗装置，其中该放射治疗基于治疗剂量学。该系统还可包括可移动的基部单元，其中高频超声成像装置、执行存储器中存储的指令以进行操作的处理器和放射治疗装置至少部分由基部单元容纳。在一个安排中，该系统可包括安装至可移动的基部单元的铰接治疗臂，用于将放射治疗装置定位成用于辐射的靶向发射。该系统还可包括由铰接臂提供的摄像机、由放射治疗装置提供的激光指示器，其中该摄像机和该激光指示器提供视频激光定位系统。在另一个实施例中，该系统还可包括容纳在放射治疗装置内的固态x射线检测器阵列，用于感测由x射线管发出的辐射的特征。另外，该系统的进一步操作可包括用固态x射线检测器阵列测试放射治疗装置，基于放射治疗装置的测试来测定由x射线管发出的辐射的特征，并且基于由x射线管发出的辐射的特征调整放射治疗装置。在另一个实施例中，用于辐射处理的系统可包括存储指令的存储器和执行指令以进行操作的处理器。该操作可包括接受来自高频超声成像装置的病变的多个图像，使用来自高频超声成像装置的多个图像绘制病变的三维模型，基于病变的三维模型测定治疗剂量学，并提供与放射治疗装置一起使用的治疗剂量学。该系统的操作还可包括接受放射治疗装置的固态x射线检测器阵列测试数据，并基于放射治疗装置的测试来测定由x射线管发出的辐射的特征。该操作还可包括基于由x射线管发出的辐射的特征调整放射治疗装置。在一个安排中，系统操作还可包括绘制病变的横截面的多个二维图像。另外，系统操作可包括测定病变的边缘并测定病变的体积。此外，系统操作可包括测定用于具有待治疗病变的体积的治疗体素。在另一个实施例中，计算机可读装置包含这样的指令，当由处理器执行时，所述指令可促使处理器进行操作。该操作可包括接受来自高频超声成像装置的病变的多个图像，使用来自高频超声成像装置的多个图像绘制病变的三维模型，基于病变的三维模型测定治疗剂量学，并提供与放射治疗装置一起使用的治疗剂量学。该操作还可包括接受放射治疗装置的固态x射线检测器阵列测试数据，并基于放射治疗装置的测试来测定由x射线管发出的辐射的特征。此外，该操作可包括基于由x射线管发出的辐射的特征调整放射治疗装置，并绘制病变的横截面的多个二维图像。另外，该操作可包括测定病变的边缘，测定病变的体积，并测定用于具有待治疗病变的体积的治疗体素。在另外一个实施例中，治疗病变的方法可包括用高频超声装置获得病变的多个图像，通过利用存储于存储器中并由处理器执行的指令，处理用高频超声装置获得的病变的多个图像，分析病变的经处理的多个图像，并基于病变的经处理的多个图像的分析对病变提供靶向放射治疗。该方法还可包括在对病变提供靶向放射治疗后和在治疗时间段过程中，用高频超声装置获得病变的多个放射治疗后图像，并且基于病变的多个放射治疗后图像对病变提供进一步的靶向放射治疗。在另一个安排中，基于病变的经处理的多个图像的分析对病变提供靶向放射治疗可包括经过治疗时间段的对病变提供靶向放射治疗的多个时期。该方法还可包括在治疗时间段过程中间歇地分析病变的形貌(topography)。该方法还可包括在治疗时间段过程中间歇地分析病变的体积，并测定用于具有待治疗病变的体积的治疗体素。在一个实施例中，放射治疗装置可包括发出辐射的x射线管的x射线管壳体，在x射线管壳体内提供的可缩回的支撑结构，该可缩回的支撑结构可在x射线测试位置和非测试位置之间移动，和联接至可缩回的支撑结构的x射线成像阵列检测器，其中在x射线测试位置中的x射线成像阵列检测器感测由x射线管发出的辐射的特征。在一个安排中，x射线检测器阵列可以是固态x射线检测器阵列。由x射线管发出的辐射的特征可指示x射线管或x射线管端口的未对齐。再进一步地，放射治疗装置可包括存储指令的存储器和执行指令以进行操作的处理器，并且该操作可包括分析由x射线管发出的辐射的光束形状完整性，并测定由x射线管发出的辐射的光束形状。附图说明图1是在本文描述的方法中使用的系统部件的高度概述的图解。图2是图像引导的放射治疗系统的示例性实施例。图3是图像引导的放射治疗系统的另一个实施例的示意图。图4A是肿瘤成像和定量过程的流程图。图4B是示例性放射治疗剂量表。图5是诊断和治疗方法的流程图。图6是光束感测部件的示例性实施例。图7是治疗患者的过程的流程图。图8A和8B是示例性成像结果。图9是以计算机系统形式的机器的图解表示，在所述计算机系统内存在一组指令，当执行时，所述指令可促使该机器进行本文讨论的方法中任何一种或多种。具体实施方式参考附图，该系统可通过单一平台和整合工作流递送诊断和治疗功能两者，以更好地服务且利于从业者和具有皮肤癌和/或皮肤病变的患者。该系统提供协同地用于诊断、治疗和验证治疗的成像装置和放射治疗装置。因此，该系统可以是混合图像引导的表层放射治疗系统。该系统包括分析由成像装置产生的数据和图像的软件，以提供用放射治疗装置的精准定位和集中治疗。另外，诊断方案可在治疗过程自始至终重复，以适当地调整、集中、增加或降低放射治疗。图1示出了系统150及其四个主要子模块的高度概述。该系统可包括具有X射线管100的放射治疗部件101、固态X射线光束感测部件102、具有换能器104的超声部件103、系统控制部件105，所述系统控制部件105基于得自超声部件103和换能器104的图像和数据，用于引导放射治疗部件101的放射治疗。系统控制部件105还可与固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于辐射处理皮肤病变的系统，所述系统包括：一高频超声成像装置，所述高频超声成像装置构造成扫描并获得有关的患者皮肤的解剖学与形貌的成像数据，且将成像数据通信至至少一处理器，所述高频超声成像装置构造为在一落在20MhZ至70MhZ的范围超声波频率进行操作，以促进病变的成像，所述病变是只存在于位在选自于下列多层皮肤层中至少一层内的病变：表皮、真皮以及皮下组织；所述至少一处理器构造成执行存储器中存储的指令以进行下述操作：接受来自所述高频超声成像装置的多个图像；以及分离出位在所述皮肤层内且包含有病变边缘的所述病变，以提供所述病变的三维模型，所述三维模型包含在所述多个皮肤层内病变的表面下(sub‑surface)的部分以及表面下的病变边缘；分析位在所述多个皮肤层内所述病变的三维模型，以决定出病变类型、病变体积、病变边缘与病变深度；至少基于所述病变类型、病变体积、病变边缘与病变深度决定治疗剂量学，所述治疗剂量学包括剂量能级、剂量位置与在所述多个皮肤层内界定的治疗体积；和一放射治疗装置，所述放射治疗装置在所述至少一处理器的控制下操作，所述放射治疗装置包括一治疗臂与一治疗头，所述治疗臂铰合成促使治疗头定位在一位置，以对所述病变基于治疗剂量学提供放射治疗，所述治疗头对所至少一处理器应答以依据治疗剂量学界定出的剂量能级、剂量位置与治疗体积提供辐射治疗处理，所述辐射治疗处理包括x‑射线光束，所述x‑射线光束具有一自所述治疗头的X射线管发出的来源光束形状。...

【技术特征摘要】
2012.01.12 US 61/586,0301.一种用于辐射处理皮肤病变的系统，所述系统包括：一高频超声成像装置，所述高频超声成像装置构造成扫描并获得有关的患者皮肤的解剖学与形貌的成像数据，且将成像数据通信至至少一处理器，所述高频超声成像装置构造为在一落在20MhZ至70MhZ的范围超声波频率进行操作，以促进病变的成像，所述病变是只存在于位在选自于下列多层皮肤层中至少一层内的病变：表皮、真皮以及皮下组织；所述至少一处理器构造成执行存储器中存储的指令以进行下述操作：接受来自所述高频超声成像装置的多个图像；以及分离出位在所述皮肤层内且包含有病变边缘的所述病变，以提供所述病变的三维模型，所述三维模型包含在所述多个皮肤层内病变的表面下(sub-surface)的部分以及表面下的病变边缘；分析位在所述多个皮肤层内所述病变的三维模型，以决定出病变类型、病变体积、病变边缘与病变深度；至少基于所述病变类型、病变体积、病变边缘与病变深度决定治疗剂量学，所述治疗剂量学包括剂量能级、剂量位置与在所述多个皮肤层内界定的治疗体积；和一放射治疗装置，所述放射治疗装置在所述至少一处理器的控制下操作，所述放射治疗装置包括一治疗臂与一治疗头，所述治疗臂铰合成促使治疗头定位在一位置，以对所述病变基于治疗剂量学提供放射治疗，所述治疗头对所至少一处理器应答以依据治疗剂量学界定出的剂量能级、剂量位置与治疗体积提供辐射治疗处理，所述辐射治疗处理包括x-射线光束，所述x-射线光束具有一自所述治疗头的X射线管发出的来源光束形状。2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：一接合至所述铰合的臂的摄像机；和一接合至所述放射治疗装置的激光指示器；其中所述摄像机和激光指示器提供视频激光定位系统。3.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括：一容纳在所述放射治疗装置内的固态x射线检测器阵列，用于感测由x射线管发出的辐射的特征。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述操作还包括：用所述固态x射线检测器阵列测试所述放射治疗装置，基于所述放射治疗装置的测试来决定由所述x射线管发出的辐射的特征；和基于由所述x射线管发出的所述辐射的特征调整所述放射治疗装置。5.根据权利要求1所述的系统，其更包括至少一依据治疗剂量学建构的模板，其用来置放在所述病变上以将x-光束形状自于一由所述治疗头的X射线管发出的来源光束形状限制成一第二治疗光束的形状，所述第二治疗光束的形状不...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯尔曼·费雪曼，
申请(专利权)人：胜赛斯医疗有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US