对肺癌辐射的指导制造技术

一种超声设备(18)被布置为采集横膈膜的超声图像(19)。使用所述横膈膜的所述超声图像(19)和将肿瘤位置分配给不同几何形状的所述横膈膜的模拟阶段超声图像的集合的预定关系(14)或者使用将肿瘤位置分配给表示不同几何形状的所述横膈膜的网格的集合的预定关系(114)来确定肿瘤的当前位置(24)。例如，所述肿瘤可以是肺部肿瘤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对肺癌辐射的指导
技术介绍
以下涉及朝向肿瘤的靶向辐射。在辐射治疗(RT)中，治疗性辐射射束被施加到肿瘤。为了避免损伤邻近的健康组织或器官，通常使用对包含肿瘤的患者区域的计算机断层摄影(CT)或磁共振(MR)图像预先规划RT。在一种方法中，辐射治疗规划(有时被称为RT“模拟”)计算肿瘤和周围组织中的模拟吸收辐射剂量分布，并且在模拟中调整辐射治疗的参数(例如，射束位置、多叶准直器设置、断层摄影参数等)以获得满足规划标准的模拟辐射治疗剂量(例如至少获得肿瘤中的最小剂量并将关键的健康器官/组织中的剂量保持在某个指定的最大阈值以下)。在对肺部肿瘤或胸腔内其他肿瘤的RT中，呼吸运动会产生问题的，这是因为肺部肿瘤伴随着患者的吸气和呼气而移动，使得难以瞄准肿瘤。处理肺部肿瘤的移动的常规解决方案是规划RT，以便在整个呼吸周期内应用具有足够大的裕量的辐射来包围肿瘤。不幸的是，这会将额外的剂量注入到周围的健康组织中。考虑到其他重要器官(例如，心脏)与肺部肿瘤的潜在接近性，这可能是特别有问题的。一种变体方法是针对特定的呼吸阶段(例如，呼气)设计裕量，并且使用肺活量计或其他呼吸监测器来执行呼吸门控以确定患者所处的呼吸阶段。以这种方式，可以在已知肿瘤处于特定位置的同时在呼吸周期的部分期间关闭辐射射束。然而，呼吸阶段与肺部肿瘤位置之间的相关性是间接的且可能很弱。
技术实现思路
根据一个方面，一种肿瘤检测设备包括被编程为接收超声图像并使用所接收的超声图像来确定肿瘤的当前位置的电子设备。在一些实施例中，所述肿瘤的所述当前位置是通过以下操作来确定的：将所述超声图像与多幅模拟阶段超声图像进行比较以识别最相似的模拟阶段超声图像；并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多幅模拟阶段超声图像中的每幅模拟阶段超声图像的预定关系来确定所述肿瘤的所述当前位置。在一些实施例中，所述肿瘤的所述当前位置是通过以下操作来确定的：将在所述超声图像中成像的解剖特征与表示在不同位置中的所述解剖特征的多个网格进行比较以识别最相似的网格；并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多个网格中的每个网格的预定关系来确定所述肿瘤的所述当前位置。在一些实施例中，所述解剖特征是横膈膜，并且所述肿瘤是肺部肿瘤。根据另一方面，一种肿瘤检测设备包括：超声设备，其被布置为采集横膈膜的超声图像；以及电子数据处理设备，其被编程为使用所述横膈膜的所述超声图像和将肿瘤位置分配给不同几何形状的所述横膈膜的模拟阶段超声图像的集合或分配给表示不同几何形状的所述横膈膜的网格的集合的预定关系来确定所述肿瘤的当前位置。根据另一方面，一种肿瘤检测方法包括：采集患者的横膈膜的超声图像；并且使用所采集的超声图像和肿瘤定位关系来确定所述患者的肿瘤的当前位置。所述确定不包括检测所采集的超声图像中的所述肿瘤。例如，所述肿瘤可以是肺部肿瘤。一个优点在于，在肺部肿瘤的辐射治疗期间，较少量的辐射被递送到重要器官。另一优点在于在辐射治疗期间改善了对移动肿瘤的靶向。在阅读和理解本公开内容后，其他优点对于本领域普通技术人员来说将变得明显。应当理解，特定实施例可以不获得这些优点中的任一个，也可以获得这些优点中的一个、两个、更多个或全部。附图说明本专利技术可以采取各种部件和各种部件的布置以及各个步骤和各个步骤的安排的形式。附图仅用于图示优选实施例的目的，而不应被解释为限制本专利技术。图1图解性示出了包括在模拟阶段期间拍摄的超声图像的第一优选实施例。图2图解性示出了不包括在模拟阶段期间拍摄的超声图像的第二优选实施例。图3示出了采集对应的超声图像/体积和CT图像/体积的范例。图4示出了CT体积上的超声体积的叠加的两个范例。图5示出了示范性网格。图6示出了US图像与网格的示意性叠加。图7图解性示出了方法的第一优选实施例。图8图解性示出了方法的第二优选实施例。具体实施方式在本文公开的方法中，在辐射治疗(RT)期间利用横膈膜的成像位置来确定和跟踪肺部肿瘤的位置。本文已经认识到，横膈膜的位置提供了针对肿瘤位置的良好代理物。呼吸是由横膈膜驱动的，在吸气期间，横膈膜在下位方向上收缩并移动，引起肺部扩张，由此，肺部肿瘤的运动是由横膈膜的运动引起的，并且因此通常与该膈膜的这种运动相关。有利地，可以通过超声成像来监测膈膜位置。相反，由于肺部中的空气，在RT期间超声成像直接测量和跟踪肺部肿瘤的位置是不切实际的。为了利用上述方法，公开了将在模拟阶段或规划阶段期间收集的信息与在处置阶段通过超声成像的膈膜位置相匹配以获得肺部肿瘤的位置。参考图1，在模拟阶段或规划阶段期间，将肺部肿瘤位置与膈膜的超声图像相关。在一些实施例中，呼吸监测器2监测呼吸阶段4，使得捕捉呼吸周期内的肿瘤位置；然而，在一些实施例中，设想到省略呼吸监测。在图1的图示性实施例中，可以使用计算机断层摄影(CT)成像系统6来拍摄患者的计算机断层摄影(CT)图像8。用于辐射治疗规划的这些CT图像通常是三维图像。此外，CT图像是在各个时间采集的(有时被称为4DCT)。在典型的4DCT方法中，采用基于呼吸阶段4的呼吸门控将CT成像数据分配给不同的呼吸阶段“分箱”，每个呼吸阶段“分箱”被重建以生成不同的呼吸阶段处的肿瘤的图像。CT图像8告知肺部肿瘤的位置，并且可以用于生成用于辐射治疗规划的密度图9。为了生成密度图9，可以针对在RT中使用的治疗性辐射的吸收系数与在CT成像中使用的X射线的吸收系数的差异来调整CT图像8。更一般地，CT成像系统6可以由为肺部肿瘤和横膈膜两者提供对比度的另一成像模式来代替。例如，可以设想到可以使用磁共振成像(MRI)系统来代替CT成像系统6。在这种情况下，可以通过诸如以下的方法来生成密度图：即，分割MRI图像以识别不同的组织类型(例如，肺中的骨骼、脂肪、肌肉、空气)并为每个组织区域分配适当的辐射吸收值。同样，在模拟阶段期间，使用超声成像设备或系统10来采集患者的超声图像。如前所述，超声图像通常不提供针对肺部肿瘤的良好对比度，但是超声图像确实能对横膈膜进行成像。因此，在由超声成像系统10采集的超声图像12中捕捉患者的横膈膜的几何形状。如本领域中已知的，在吸气期间，横膈膜收缩以扩张肺，并且在呼气期间横膈膜松弛。横膈膜的详细运动可能是复杂的，并且可能包括针对横膈膜的各个部分的非刚性形变、平移、旋转或其各种组合的方面。本文使用的术语横膈膜的“几何形状”和类似的措辞涵盖横膈膜的所有这样的运动、旋转、变形或其他几何变化。通常，超声图像12可以是二维的或三维的。如果采用二维超声图像12，则图像的取向应当被选取为捕捉膈膜的主要下位/上位(吸气/呼气)运动。例如，通常通过将超声探头定位在膈膜下方(即，相对于膈膜在下位)(例如，肋下或肋间斜探头位置)，能够在倾斜的冠状平面中获得二维US图像，所述倾斜的冠状平面与大致平面的膈肌肌肉表(musclesheet)相交，以有效地捕捉这个运动。由于超声图像12稍后将与在RT处置阶段期间采集的超声图像进行比较，因此超声探头也应当被定位为不干扰(例如阻档)(一条或多条)RT射束。肋下探头位置通常对于将超声探头定位在(一条或多条)RT射束下位是有效的。通过手动、半自动或自动分割CT图像8来获得肺部肿瘤的位置T(i)。将该肿瘤位置T(i)与对应的超声图像US(i)相关以生成恶性肿瘤的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肿瘤检测设备，包括：电子设备，其被编程为：接收超声图像(19)；并且通过以下操作中的一项使用所接收的超声图像来确定肿瘤的当前位置(24)：(i)将所述超声图像(19)与多幅模拟阶段超声图像(12)进行比较以识别最相似的模拟阶段超声图像，并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多幅模拟阶段超声图像中的每幅模拟阶段超声图像的预定关系(14)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)；以及(ii)将在所述超声图像(19)中成像的解剖特征与表示在不同位置中的所述解剖特征的多个网格(112)进行比较以识别最相似的网格，并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多个网格中的每个网格的预定关系(114)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.17 US 62/193,6171.一种肿瘤检测设备，包括：电子设备，其被编程为：接收超声图像(19)；并且通过以下操作中的一项使用所接收的超声图像来确定肿瘤的当前位置(24)：(i)将所述超声图像(19)与多幅模拟阶段超声图像(12)进行比较以识别最相似的模拟阶段超声图像，并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多幅模拟阶段超声图像中的每幅模拟阶段超声图像的预定关系(14)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)；以及(ii)将在所述超声图像(19)中成像的解剖特征与表示在不同位置中的所述解剖特征的多个网格(112)进行比较以识别最相似的网格，并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多个网格中的每个网格的预定关系(114)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)。2.根据权利要求1所述的肿瘤检测设备，其中，所述当前位置(24)是通过包括以下的操作来确定的：将所述超声图像(19)与多幅模拟阶段超声图像(12)进行比较以识别最相似的模拟阶段超声图像；并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多幅模拟阶段超声图像中的每幅模拟阶段超声图像的预定关系(14)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)。3.根据权利要求1所述的肿瘤检测设备，其中，所述当前位置(24)是通过包括以下的操作来确定的：将在所述超声图像(19)中成像的解剖特征与表示所述解剖特征的多个网格(112)进行比较以识别最相似的网格；并且使用将所述肿瘤的位置分配给所述多个网格中的每个网格的预定关系(114)来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)。4.根据权利要求3所述的肿瘤检测设备，其中，所述解剖特征是横膈膜，并且所述肿瘤是肺部肿瘤。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的肿瘤检测设备，还包括：超声设备(18)，其被布置为采集由所述电子设备接收的所述超声图像(19)。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的肿瘤检测设备，其中，所述电子设备被编程为使用所接收的超声图像并且不检测所接收的超声图像中的所述肿瘤来确定所述肿瘤的所述当前位置(24)。7.一种肿瘤检测设备，包括：超声设备(18)，其被布置为采集横膈膜的超声图像(19)；以及电子数据处理设备，其被编程为使用所述横膈膜的所述超声图像(19)和将肿瘤位置分配给不同几何形状的所述横膈膜的模拟阶段超声图像的集合或分配给表示不同几何形状的所述横膈膜的网格的集合的预定关系(14、114)来确定肿瘤的当前位置(24)。8.根据权利要求7所述的肿瘤检测设备，其中，所述预定关系(14)将肿瘤位置分配给不同几何形状的所述横膈膜的模拟阶段超声图像的集合，并且所述肿瘤检测设备还包括：模拟阶段电子数据处理设备，其被配置为通过包括以下的操作来生成所述预定关系(14)：确定所述肿瘤的计算机断层摄影(CT)图像中的肿瘤位置；并且将所确定的肿瘤位置与所述横膈膜的所述模拟阶段超声图像进行相关。9.根据权利要求8所述的肿瘤检测设备，其中，所述相关包括：将所确定的肿瘤位置与在采集所述肿瘤的所述CT图像期间测量的呼吸阶段进行相关；将所述模拟阶段超声图像与在采集所述模拟阶段超声图像期间测量的呼吸阶段进行相关；并且使用经相关的呼吸阶段将所确定的肿瘤位置与模拟阶段超声图像的所述集合进行相关。10.根据权利要求8所述的肿瘤检测设备，其中，：所述模拟阶段超声图像(12)与在不同位置中的所述肿瘤的图像(8)是同时采集的；并且所述关系(14)是通过将所述肿瘤的所述图像(8)中的一幅中的所述肿瘤的每个位置与同时采集的模拟阶段超声图像对齐来确定的。11.根据权利要求7所述的肿瘤检测设备，其中，所述预定关系(114)将肿瘤位置分配给表示不同几何形状的所述横膈膜的网格的集合，并且所述肿瘤检测设备还包括：模拟阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·德赫甘马尔瓦斯特，D·丰塔纳罗萨，
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