[发明专利]带有环形台架的放射治疗递送系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月20日提交的美国临时申请号61/434,824以及均2011年4月15日提交的美国申请号13/088,289和号13/088,321的权益，上述所有申请出于所有目的以引用方式并入本文。本专利说明书的主题涉及以下共同转让的申请的主题：2011年2月23日提交的美国申请号13/033,571；2011年2月23日提交的美国申请号13/033,584；2011年2月23日提交的国际申请号PCT/US11/25936；2010年6月8日提交的美国临时申请号61/352,637；2010年8月8日提交的美国临时申请号61/371,732；以及2010年8月8日提交的美国临时申请号61/371,733。上文引用的专利申请全部以引用方式并入本文。

技术领域

本专利说明书涉及使用放射以便用于医疗目的。更为具体地说，本专利说明书涉及放射治疗系统。

背景技术

如肿瘤和病变等病理解剖体可以通过侵入性操作（如外科手术）来治疗，对于病人而言，这种侵入性操作可能有害并且充满风险。一种用以治疗病理解剖体（例如，肿瘤、病变、血管畸形、神经病症等等）的非侵入性方法是外部线束放射治疗，这种外部线束放射治疗通常使用如线性加速器（LINAC）等治疗放射源来生成如x射线等放射线束。在外部线束放射治疗的一种类型中，外部放射源会从多个共面角度来将一系列x射线线束定向到肿瘤部位，此时患者被定位成使得肿瘤位于线束旋转中心（等中心）。随着治疗放射源角度改变，因此，每个线束均会通过所述肿瘤部位，但在其往返于肿瘤途中穿过健康组织的不同区域。因此，肿瘤处的累积放射剂量确实较高，并且健康组织处的累积放射剂量相对较低。

术语“放射外科手术”是指一种过程，其中放射是在较少治疗疗程或分次中以足以致死病理的剂量而被应用于目标区域，而非是在大量分次中通过每个分次递送较少剂量而被应用。区别于放射治疗，放射外科手术通常特征在于，每个分次放射剂量相对较高（例如，500-2000厘戈瑞）、每个分次治疗时间延长（例如，每次治疗30-60分钟）以及分次较少（例如，一至五个分次或治疗日）。放射治疗通常特征在于，每个分次剂量较低（例如，100-200厘戈瑞）、分次时间较短（例如，每次治疗10至30分钟）以及分次较多（例如，30至45个分次）。为了方便起见，除非另外指出，否则本文所用术语“放射治疗”均指放射外科手术和/或放射治疗。

图像引导放射治疗（IGRT）系统包括基于台架的系统和基于机器人臂的系统。在基于台架的系统中，台架使治疗放射源围绕穿过等中心的轴旋转。基于台架的系统包括C形臂台架，其中治疗放射源是以类似悬臂方式而被安装在穿过等中心的轴之上并且围绕所述轴旋转。基于台架的系统进一步包括总体上具有圆环形状的环形台架，其中患者身体延伸穿过圈环/圆环，并且治疗放射源被安装在圈环圆周上并围绕穿过等中心的轴旋转。传统台架系统（圈环或C形臂）在放射源的旋转轨迹所界定的单个平面（即，共面）中递送治疗放射。C形臂系统的实例是由德国西门子公司和加利福尼亚州瓦里安医疗系统公司制造。在基于机器人臂的系统中，治疗放射源被安装在关节连接的机器人臂上，所述机器人臂越过并且围绕患者延伸，所述机器人臂被构造成提供至少五个自由度。基于机器人臂的系统提供从多个平面外方向递送治疗放射的能力，即，能够进行非共面递送。加利福尼亚州Accuray公司制造出一种系统，其中放射源被安装在机器人臂上以供放射线束的非共面递送。

关联每个放射治疗系统的是成像系统，所述成像系统提供治疗中图像，用以摆位并且（在一些实施例中）引导放射递送操作而且追踪治疗中的靶运动。入口成像系统将检测器放置成与治疗源相对以对患者进行成像，从而获得摆位（setup）图像和治疗中图像，然而其它方法利用一个或多个不同的、独立的图像放射源和一个或多个检测器来获得摆位图像和治疗中图像。治疗期间，通过将治疗中图像与治疗前图像信息进行比较，即可完成靶或靶体积追踪。例如，治疗前图像信息可以包括计算机断层摄影（CT）数据、圆锥形线束CT数据、磁共振成像（MRI）数据、正电子发射断层摄影（PET）数据或3D旋转血管造影（3DRA）数据，以及从这些成像模态获得的任何信息（例如但不限于数字重建射线照片或DRR）。