[发明专利]用于发射引导放射治疗中的故障检测的系统和方法

说明书

在此公开了用于监视正电子发射断层摄影(PET)系统的校准的系统和方法。在一些变型中，系统包括具有机架的成像组件，该机架包括多个正电子发射检测器。壳体可以耦接到机架，并且壳体可以包括孔和与该孔内的患者扫描区域间隔开的放射源支架。处理器可被配置为从正电子发射检测器接收正电子发射数据，并且区分来自放射源支架和来自患者扫描区域的正电子发射数据。当来自放射源支架的正电子发射数据超过一个或多个阈值参数或标准时，可生成故障信号。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月9日提交的美国临时专利申请No.62/543,140的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

在此的系统和方法涉及患者成像，该患者成像可以用于诊断和/或治疗应用中，包括但不限于用于正电子发射断层摄影(PET)系统的质量控制程序和故障检测。

背景技术

正电子发射断层摄影(PET)是一种非侵入性成像技术，该技术使用相对的PET检测器沿响应线(LOR)检测正电子湮没事件(例如，重合性或重合光子事件)。飞行时间(TOF)PET在PET检测器处测量重合事件的时间差，以确定沿LOR的相应湮没位置。确定湮没位置在预定误差余量内取决于检测器时间分辨率的正确校准。PET系统(包括TOF PET系统)通常会接受每日质量保证(QA)程序，以验证PET检测器的时间校准。对于诊断成像，在QA检查之间校准的丢失可生成不准确的患者数据，并要求患者重复成像环节。

在一些应用中，发射引导放射治疗(EGRT)使用PET检测器阵列来提供源自患者肿瘤和放射源的正电子发射的实时位置数据，以基于该位置数据对肿瘤进行治疗性照射。在EGRT治疗环节期间(例如，在QA检查之间)PET检测器的校准丢失，和/或空间分辨率、时间分辨率、能量敏感性和/或精度的任何劣化，以及无法精确确定患者肿瘤区域相对于治疗性放射源的位置可导致次优的放射疗法治疗和对健康组织的损害。因此，可能期望在TOF PET系统中提供实时故障检测，其可以更快地识别时间校准误差和/或故障PET检测器。

发明内容

在此公开了使用一个或多个正电子发射检测器(PET检测器)的用于发射引导的放射治疗的系统和方法。通常，校准源可用于监视一个或多个正电子发射检测器的操作。校准源可以是与位于患者体内的放射源(例如，放射性示踪剂和/或植入的基准点)不同并且在空间上分开的放射源(例如，生成正电子湮没事件的放射源)，并且可以在对患者进行治疗和/或成像的同时被保持在多个正电子发射检测器之间。检测器可以同时接收来自患者和校准源的正电子发射数据。校准源的正电子发射数据可用于验证正电子发射检测器的功能和/或精度。尽管校准源可以设置在患者附近，但是校准源可以具有足以被检测器定位的大小和放射性，而不会给患者带来重大风险。

在一些变型中，提供了一种成像组件，其包括：机架，该机架包括多个正电子发射检测器；以及壳体，该壳体包括诸如放射源支架的校准源支架。壳体可以耦接到机架。机架可以进一步包括孔，并且患者扫描或治疗区域可以位于孔内并且设置在正电子发射检测器之间。校准源支架可以是固定的并且与孔内的患者扫描或治疗区域间隔开。固定校准源支架可以位于壳体内或壳体的表面上。正电子发射检测器可以包括可旋转的第一正电子发射检测器阵列和第二正电子发射检测器阵列。该组件可以进一步包括处理器，该处理器被配置为从第一可旋转正电子发射检测器阵列和第二可旋转正电子发射检测器阵列接收正电子发射数据，并且区分来自固定校准源支架和来自患者扫描区域的正电子发射数据，并且当来自固定校准源支架的正电子发射数据超过阈值参数时生成故障信号。