[发明专利]用于辐射治疗中的经改进的门控效率和动态裕度调节的基于弹性成像的方法

说明书

技术领域

本申请总体上涉及辐射治疗。其具体与辐射束门控和动态裕度调节相结合应用，并且将特别参考辐射束门控和动态裕度调节来描述本申请。然而，应当理解，本申请也适用于其他使用场景，并且不必限于前述应用。

背景技术

在辐射治疗中，空间靶向剂量的辐射被施加到靶，例如含有患者的癌性或恶性组织的肿瘤。与正常细胞比较，生长和迅速地繁殖的癌细胞倾向于更易受来自辐射的损害，使得由适当的规划施予的剂量优先杀死癌性或恶性组织。辐射治疗中的当前临床工作流典型地包括使用三维图像来制定处置规划，所述处置规划包括规划靶体积(PTV)、靶周围的裕度以及多个部分，每个部分指定用于处置靶的束方向和能量。

辐射治疗的一个挑战是部分间运动(即，部分之间的运动)和部分内运动(即，部分期间的运动)，诸如呼吸运动和心脏运动。理想地，处置规划的全部剂量被递送到靶，而没有剂量被递送在周围的正常组织和/或危及器官中。然而，由于部分间和部分内运动，这典型地是不可能的，并且被递送到患者的辐射剂量与规划的辐射剂量之间的偏差是普遍的。

为了解决部分间运动和部分内运动的影响，处置规划典型地包括靶周围的裕度以确保靶被完全辐照。然而，裕度的添加导致对接近靶的正常组织和/或危及器官(OAR)的辐照。而且，裕度对于患者群体典型地是通用的。亦即，裕度典型地不是患者特异的。这可以导致对接近靶的正常组织和/或OAR的进一步的辐照。

此外，在辐射治疗递送协议中通常使用门控来解决部分间运动和部分内运动的影响。当靶移出与处置规划的PTV的对齐时，门控停止到靶的辐射的递送。典型地，采用靶的一个或多个外部替代物(例如，皮肤标记、蜂鸣器等)以监测靶的运动。然而，最近研究已经证明使用遥控机器人超声(US)成像来监测靶的内部替代物(例如，移植在患者内靠近靶的标记)的运动的可行性。

遥控机器人US成像使用机器人操纵器来控制腹部US换能器的节距和压力并且避免US换能器阻挡辐射束。处置规划也可以被设计为避免含有US换能器的束方向。由这样的定制处置规划产生的剂量体积直方图(DVH)与由标准处置规划(即，没有对束方向的约束的处置规划)产生的DVH实际上是同样的。而且，即使采用标准处置规划，已经示出被递送的剂量也不被US换能器显著地影响。US系统的功能也不被束影响。

尽管用于门控的远程机器人US成像代表了向着实况体积靶成像的显著进步，但是由于US的固有问题，它仍需要使用内部替代物(与使用靶自身相反)。即，US的镜面特性和许多肿瘤的类似的回声反射性水平和周围的正常组织可能引起对常规亮度模式(B-模式)US图像上的靶定界的困难。本申请提供了克服以上提到的问题和其他问题的新的并且经改进的系统和方法。

发明内容

根据一个方面，提供了一种治疗规划系统。所述治疗系统包括至少一个处理器，所述处理器被编程为接收在执行针对靶的处置规划的部分之前生成的指示所述靶的位置的初始弹性数据。而且，接收在执行所述部分期间和/或之后生成的指示所述靶的位置的额外的弹性数据。将所述初始弹性数据与所述额外的弹性数据进行比较来识别所述靶的运动和/或所述靶的变化。基于所述比较来更新所述处置规划和/或控制对所述部分的执行。

根据另一方面，提供了一种治疗规划方法。所述治疗方法包括接收在执行针对靶的处置规划的部分之前生成的指示所述靶的位置的初始弹性数据。而且，接收在执行所述部分期间和/或之后生成的指示所述靶的位置的额外的弹性数据。将所述初始弹性数据与所述额外的弹性数据进行比较以识别所述靶的运动和/或所述靶的变化。基于所述比较来更新所述处置规划和/或控制对所述部分的执行。

根据另一方面，提供了一种治疗规划系统。所述治疗系统包括至少一个处理器，所述处理器被编程为在执行针对靶的处置规划的部分期间实时接收所述靶的弹性图像。勾画接收到的弹性图像中的所述靶以分割所述弹性图像。将基准分割与对所述弹性图像的所述分割进行比较以识别所述靶的运动和/或所述靶的变化。所述基准分割勾画弹性图像中的所述靶。基于所述比较来更新所述处置规划和/或控制对所述部分的执行。

一个优势存在于利用超声直接监测所述靶的运动。

另一优势存在于基于从所述靶直接获得的位置信息来进行门控。

另一优势存在于对所述靶的辐射相关变化的直接可视化。

另一优势存在于对弹性(或应变)图像的使用。

本领域一般技术人员在阅读和理解了以下详细说明之后，将意识到本发明进一步的优势。

附图说明