[发明专利]辐射疗法方法、系统和相关计算机程序

说明书

在各种实施方案中，一种辐射疗法方法可包括：加载人体内的靶标的计划图像。此外，可监测所述靶标的位置。可对所述靶标的位置与所述计划图像的所述靶标的位置之间的基本上对准的发生进行计算。另外，在所述计算之后，触发辐射射束以在短暂时间段(例如，短于一秒)内将剂量递送到所述靶标。

背景技术

辐射疗法治疗癌症的用途众所周知。通常，辐射疗法涉及将一束高能质子、光子、离子或电子辐射(“治疗性辐射”)引导到患者体内的靶标或靶标体积(例如，肿瘤或病灶)中。

在用辐射治疗患者之前，制定特定于所述患者的治疗计划。计划基于过去经验使用模拟和优化限定疗法的各种方面。总体上，治疗计划的目的是将足够的辐射递送到靶标，同时使周围的正常健康组织到辐射的暴露最小化。

计划者的靶标是相对于在朝向一个靶标的改进对达到另一靶标可能有不利影响的意义上可能相矛盾的多个临床靶标找到最佳的解决方案。例如，使肝避免接收一定剂量的辐射的治疗计划可能导致胃接收太多辐射。这些类型的权衡导致其中计划者制定不同计划以找到最适于达到期望结果的一个计划的迭代过程。

最近的辐射生物学研究已经证明在单个短暂的时间段内将全部的相对高的治疗性辐射剂量递送到靶标的效用。这种类型的指令在本文中总体上称为FLASH辐射疗法(FLASH RT)。迄今为止的证据表明当正常健康组织暴露于仅单次辐照达仅非常短暂的时间段时，FLASH RT有利地使所述组织免受损害。FLASH RT因此引入了常规辐射治疗计划中未考虑到或未达到的重要约束。

对于辐射疗法治疗来说，患者通常首先接受用于模拟患者治疗的CT(计算机断层摄影)扫描。模拟的治疗计划限定射束取向和对应的粒子注量，以生成最佳地实现医师的处方和/或意图的3D(三维)剂量分配。一旦限定了治疗计划，就可开始治疗。应当注意的是，与从其得出治疗计划的CT模拟相比，治疗不确定性是由于患者在各分次治疗时的外观不同所致。此外，与患者大幅度移动、呼吸、心脏功能和器官充盈变化有关的器官运动进一步加剧了治疗不确定性。当前采用各种技术来管理器官运动，以便使计划剂量和递送给患者的剂量之间的差异最小化，这些技术包括：屏气、治疗门控或腹部压迫。这些技术中的每一种都有相关联的优点和缺点，但是所有这些技术都被设计来在治疗递送时间超过数分钟且可能持续长达60分钟时管理运动。

例如，屏气的缺点之一是：许多患者没有屏住他们的呼吸达超过几秒钟的肺功能；因此，阻碍了他们在整个治疗域的持续时间内屏住他们的呼吸。应当注意的是，与治疗门控相关联的缺点之一是：它需要在相对较长的治疗期间对患者进行连续监测，并且每当靶标体积移动到预定感兴趣体积之外时就关闭治疗射束。此外，治疗门控可显著增加治疗时间，因为治疗射束会在呼吸周期的较长时段内保持关闭。需注意，大多数患者通常不太能忍受腹部按压，因为它使患者非常不适，并且会限制与正常器官运动相关联的关键功能(诸如呼吸或排便)。

发明内容

根据本公开的各种实施方案可解决上述缺点。

本发明提供了如权利要求书中所限定的辐射治疗方法。

本发明进一步提供了如权利要求书中所限定的辐射疗法系统。

本发明另外提供了如权利要求书中所限定的用于实施辐射疗法方法的计算机程序。

在各种实施方案中，本公开提供了触发式治疗，这是几乎消除了辐射递送期间的器官运动的图像引导辐射疗法的新范例。在各种实施方案中，通过以持续短暂时间段(例如，一秒的一小部分)的闪光来从每个射束递送整个治疗，靶标和器官运动在3D(三维)空间中是相对“冻结”的并且由运动引起的治疗不确定性得到最小化。根据各种实施方案的方法涉及：在治疗之前监测患者的靶标体积的运动，以及选择适当的时间来触发治疗的闪光。对于每个射束取向，可在穿过患者的实时荧光透视投影中监测感兴趣区域。当靶标在患者体内移动时，单个或多个同步荧光透视图像可在三个维度上定位靶标。当靶标位置匹配其在治疗前模拟(例如，CT(计算机断层摄影)、MRI(磁共振成像)或任何医学成像)中的定位时，可以几乎瞬时的闪光将触发式治疗精确地递送到靶标。