[发明专利]放射治疗中基于闪烁照相机进行运动跟踪的系统和方法

说明书

本申请提供了一种EGRT系统。该系统可以包括用于治疗对象的放射治疗设备。放射治疗设备可以包括闪烁照相机，该闪烁照相机对准对象的感兴趣区域的。该系统可以由闪烁照相机获取感兴趣区域的目标图像，目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布，以及，通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。

优先权声明

本申请基于并要求2020年4月24日提交的申请号为16/857,203的美国申请的优先权，其全部内容通过引用的方式被包含于此。

技术领域

本申请涉及一种放射治疗，具体地，涉及放射治疗中基于闪烁照相机进行运动跟踪的系统和方法。

背景技术

放射治疗已被广泛用于癌症治疗中，其中放射束朝着对象(例如，患者)的靶区(例如，肿瘤)递送。在放射治疗中，运动跟踪技术可用于在靶区和/或靶区附近的危及器官(OAR)发生生理运动的情况下，提高向靶区的辐射传输的精度。最近，正电子发射断层扫描(PET)技术已被用于放射治疗中，以实时跟踪靶区和/或OAR。例如，可以在治疗之前向对象注射放射性示踪剂，并在治疗期间将其放置在包括一个或多个PET检测器的放射治疗设备中。可以在治疗阶段通过一个或至少两个PET检测器监控PET响应线(LOR)，并且可以基于在靶区和/或危及器官内生成的至少两个511keV光子对来跟踪靶区和/或危及器官。典型地，可以在治疗之前进行初始的PET/CT扫描，以对所注入的放射性示踪剂进行成像。基于该先验信息和治疗阶段的PET测量，可以估计靶区和/或危及器官的位置。但是，治疗期间的PET成像可能会受到散射事件和随机符合事件的影响。另外，治疗中产生的光子和电子可能与PET检测器的闪烁晶体相互作用，这可能导致闪烁晶体产生余辉并影响成像质量。因此，期望提供一种用于放射治疗中进行运动跟踪的方法和系统，从而提高治疗递送的精度。

发明内容

在本申请的一个方面，提供了一种发射引导放射治疗(EGRT)系统。该系统可以包括用于治疗对象的放射治疗设备。放射治疗设备可以包括闪烁照相机，该闪烁照相机对准对象的感兴趣区域(ROI)。该系统可以进一步包括至少一个包括一组指令的存储设备，以及至少一个被配置为与至少一个存储设备通信的处理器。当执行该一组指令时，至少一个处理器可以被配置为指示该系统由闪烁照相机获取感兴趣区域的目标图像，目标图像显示放射性示踪剂或放射性标记物在感兴趣区域中的分布，以及，通过基于目标图像、相对于感兴趣区域的生理运动调整将要递送对象的放射束。

在一些实施例中，为了基于目标图像来调整放射束，至少一个处理器可以被配置为指示该系统获取与感兴趣区域的至少两个运动阶段相对应的感兴趣区域的至少两个参考图像。每个参考图像可以显示放射性示踪剂或放射性标记物在对应的运动阶段在感兴趣区域中的分布。至少一个处理器还可以被配置为指示该系统基于目标图像与参考图像中每个参考图像的比较，确定在获取目标图像期间感兴趣区域的目标位置，并且基于感兴趣区域的目标位置调整放射束。

在一些实施例中，感兴趣区域可以包括靶区或靶区附近的危及器官中的至少一个。为了基于感兴趣区域的目标位置调整放射束，至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于感兴趣区域的目标位置，指示放射治疗设备对放射束的递送进行门控或将放射束对准靶区。

在一些实施例中，为了确定感兴趣区域的目标位置，至少一个处理器可以被配置为指示该系统获取与感兴趣区域相关的图像序列。图像序列中的每个图像可以表示至少两个运动阶段中的一个运动阶段，并且对应于运动阶段相同的参考图像。至少一个处理器还可以被配置为指示该系统在至少两个参考图像中选择与目标图像匹配的参考图像，并基于与所选参考图像相对应的图像，确定感兴趣区域的目标位置。

在一些实施例中，为了获得感兴趣区域的至少两个参考图像，至少一个处理器可以被配置为指示该系统基于图像序列的模拟算法来生成感兴趣区域的至少两个参考图像。至少一个处理器还可被配置指示该系统由闪烁照相机在对象的扫描期间获取至少两个参考图像。图像序列可以基于扫描中获取的图像数据重建生成。