[发明专利]用于电子短距离放射治疗的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于短距离放射治疗引导的系统、装置、方法和计算机程序产品，其中，辐射源相对于组织，尤其是肿瘤性组织被放置或移动，以便向组织提供辐射剂量，尤其是根据辐射治疗计划，例如设计了若干治疗部分的治疗计划。

背景技术

短距离放射治疗中的辐射源放置技术通常基于使用超声成像的系统或使用X射线或计算断层摄影的系统。集成到施用器或导管中，这样的用于正确放置或定位的系统目的是向肿瘤性组织提供正确的辐射剂量，并防止健康组织的过度辐射。

在处置例如前列腺癌、乳腺腔、宫颈癌、口咽肿瘤、肺癌或肝癌时，有两种常用的辐射治疗概念：同位素短距离放射治疗和电子短距离放射治疗。主要区别包括辐射能量，电子短距离放射治疗中的显著更低，其提供了例如最大50keV的辐射能量，（也能够关闭辐射源），区别还包括处置的可能性：在电子短距离放射治疗中，可以使用X射线设施以及标准操作间（近程和低平均能量的辐射），在同位素短距离放射治疗中，尤其是在所谓的高剂量率（HDR）短距离放射治疗中这是不可能的。通常，在同位素短距离放射治疗中，辐射源通常是毫米尺寸的放射性同位素种子，例如铱同位素Ir-192，其提供了350keV左右的辐射能。

对于两种辐射治疗概念而言，施用器的精确位置以及种子或任何其他辐射源的精确位置都是至关重要的。通常，施用器能够基于例如超声（US）或X射线，在实时图像的引导下被放置，或者其可以在放置之后被成像（基于例如计算机断层摄影CT技术），或基于先前配准的图像被放置，其中，通过施用器或通过经缝隙植入的导管（在适当的情况下，自动机械地）拉动种子。当尤其是因为需要对处置区域进行一次或多次额外CT扫描，需要使施用器位移时，或者在施用器在各部分间移动时出现问题，从而患者的辐射暴露可能很高，这是不利的。例如，在同位素短距离放射治疗中，在每个部分之前完成成像，其中，在疗程期间，例如能够需要大约十次CT扫描，以检查自从上一部分后施用器是否未移动。

具体而言，在HDR短距离放射治疗中，因为有限的分辨率或患者运动、器官运动（例如肠、子宫）或组织变形（例如，施用器对组织的挤压、肿胀等），将放置基于预配准的图像或实时超声成像严重限制了放置准确度。此外，当使用X射线或CT放置引导时，如上所述，必须要小心抑制通过成像输送的剂量，并且CT时间常常是缺乏的。而且，X射线成像具有有限的软组织对比度，使得难以区分肿瘤性组织、脂肪或肌肉。在辐射治疗背景中通常遇到的其他问题是缺失关于局部组织特性的信息，即各种软组织的精确定位，或者关于微血管环境的局部肿瘤等级、组织pH、组织氧合作用或坏疽区域的任何范围的确定是不可能的。而且，例如，在处置乳房切除的乳腺癌时，被空气或液体填充的肿瘤腔可能导致不同的剂量分布，从而使根据特定剂量计划的治疗复杂化。

此外，相对于植入的施用器识别目标体积和关键器官边缘以及控制并补偿患者运动常常是困难的。但在任何形式的短距离放射治疗中，坚持可能基于肿瘤阶段、肿瘤尺寸、成像、活检和潜在手术信息生成的剂量计划是至关重要的。因此，所有这些项目都导致大的安全边际量，以便确保向所有恶性区域以及潜在恶性组织输送剂量，代价是健康组织的辐射曝光给患者带来的副作用。

最近设计的用于在短距离放射治疗中监测组织的设备基于，例如光学观测系统，其便于识别待辐照的组织区域。具体而言，这样的光学系统能够布置于导管之内并依赖于例如光学相干层析成像（OCT）。例如，能够在US 2008/0298548 A1或US 2005/0187422 A1中找到关于这样的光学分析应用的更多细节。然而，能够使用这种可视化技术，不实现精确绝对位置确定的功能，而是例如与生成待处置的组织区域的标记相组合地分析与组织特性相关的任何数据。此外，磁导航是用于确定辐射源位置的已知技术，在WO 2007/083310 A2或WO 2009/053897 A1中公开了这种技术。能够使用这种技术相对于待处置的组织定位施用器。通过这种方式，相对于组织定位X射线源是可行的。

发明内容