[发明专利]纳米颗粒引导的放射疗法

说明书

在本申请中引用的每个专利和非专利参考文件通过引用以其全文结合在此

技术领域

本发明涉及用于图像引导放射疗法(IGRT)的一种方法以及纳米级颗粒。更确切地，本发明涉及纳米级颗粒，这些纳米级颗粒包括具有阻断x-射线能力的处于固体形式的计算机断层摄影(CT)-成像造影剂，这允许同时的或集成的计算机断层摄影(CT)-成像与外部光束放射疗法。

背景技术

癌症是一个主要死因。目前，基于全世界，8个人中1人死于癌症。关于癌症的另一个毁灭性的事实是它杀死所有年龄的人。癌症是由细胞的不受控制的生长引起，并且癌症的治愈性治疗目的在于除去或破坏这些恶性并且生长的细胞。

放射疗法

三种不同方法被普遍用于治疗癌症：外科手术、化学疗法以及放射疗法。放射疗法是用于治疗广范围的不同癌症类型的普遍使用的方法，并且最常见的癌症类型能以一些方式用放射疗法治疗。

外部光束放射疗法超出化学疗法和外科手术的主要优点是：它是一种非系统并且非侵入性的治疗；并且放射疗法越来越被优先用于在外科手术是困难时候的不同癌症类型的治疗中。放射疗法经常与上述其他治疗方法组合用于癌症的最佳治疗。

放射疗法的目的是破坏癌组织同时保存正常组织。追求这个目标对于某些类型的癌症(对于这些类型的癌症，对正常的健康组织的放射引起严重的副作用)是特别重要的。在前列腺癌的放射疗法中的一个实例是：将前列腺腺体位于膀胱下和直肠前，并且至关重要的是将外部光束放射集中在前列腺中以避免严重的副作用，例如直肠损害、失禁以及阳痿。另一个实例是脑肿瘤，其中在癌性组织与涉及重要功能的健康组织之间的距离可以非常小。

对在治疗与成像过程中/之间移动的组织中的肿瘤的放射治疗依然是在放射疗法中的主要挑战之一。移动可以例如是由在呼吸时器官填充或移动中的差异引起。为了克服这个问题，患有肺癌的患者被指示在放射疗法过程中不呼吸。然而，对于多种其他类型的癌症，该治疗进一步被复杂化，这是因为这些肿瘤可以位于经受不自主运动的组织附近或之中。

成像

为了保存正常组织并且避免在健康组织中的有害的放射副作用，极为重要的是获得一个与正常健康细胞相比，目标体积的恶性细胞的一个清晰限定。

恶性细胞的限定是通过使用不同的成像模式来获得。因此，成像是放射疗法中的基础。现今，主要的成像模式是计算机断层摄影(CT)-成像、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层摄影(PET)成像、以及单光子发射计算机控制断层摄影(SPECT)成像。

CT-成像是一种方法，其中物体的三维限定是从大量的由不同角度取得的二维X-射线图像获得。为了基于它们阻断X-射线束的能力而展示不同的身体结构，CT-成像产生了一个能被操作的数据量。现代的扫描器允许这个数据量在不同的平面进行重建并且获得结构的体积的(3D)表现。今天在可用性、效率以及成本方面，CT-成像处于医院里的最便利的成像/诊断工具中。

通常，不同的成像模式被组合从而获得对于放射疗法中对目标体积的三维良好限定的测量。例如，CT-成像通常由正电子发射断层摄影(PET)和/或磁共振(MR)成像来补充。该组合允许使来自两种或更多种不同的成像模式的信息有关联并且在叠加图像中被理解，导致关于目标体积的恶性细胞的信息更精确，并且由此准确诊断。

规划、纹身以及图像引导的放射疗法

放射疗法治疗的重要部分是放射剂量的规划。放射递送至所限定的恶性靶细胞的模式是使用高度定制的计算应用程序来确定，以进行优化和治疗模拟(治疗规划)。通过控制、或调节放射束强度来使放射剂量与肿瘤的3-D形状一致。在整个肿瘤体积附近提高放射剂量强度，同时降低或完全避免在邻近正常组织中的放射。该定制放射剂量旨在使肿瘤的剂量最大化而同时保护周围的正常组织。这可以导致更好的肿瘤靶向、减少的副作用、以及改善的治疗成果。

总体而言，在规划时，用于治疗的预期区域是由放射肿瘤医师手动描画轮廓。一旦确定了治疗区域，即可以将标记放置在皮肤上。墨水标记的目的在于每日对准并定位患者用于治疗，从而改善场布局的可再现性。通过在放射疗法治疗室中将这些标记与放射场(或它的代表)对准，可以鉴别治疗场的正确布局。(道森(Dawson)和夏普(Sharpe)2006)。