[发明专利]患者身体区域的优化跟踪

说明书

本文公开了一种用于跟踪患者身体区域的移动的医疗设备。该区域具有运动范围，例如呼吸运动范围。设备包括控制器，其被配置为基于描述区域的至少一部分的一个或多个初始图像来确定区域的运动。控制器还被配置为基于所确定的运动来预测与区域的运动或位置相关联的至少一个特性将满足至少一个标准的运动事件时间，其中，至少一个标准包括区域位于其运动范围中的特定点处。控制器还被配置为基于所预测的运动事件时间来确定应捕捉至少一个后续图像的至少一个后续图像捕捉时间。

技术领域

本发明涉及医疗设备(例如放射治疗设备)，具体涉及用于跟踪患者身体区域的医疗设备和相关方法。

背景技术

放射治疗可以描述为使用电离辐射(例如X射线)来治疗人体或动物体。放射治疗通常用于治疗患者或受试者体内的肿瘤。在这样的治疗中，电离辐射用于照射并因此破坏或损坏形成肿瘤一部分的细胞。

现代放射治疗使用减少给予健康组织的辐射剂量从而提供安全治疗的技术。例如，一种使靶区域周围的健康组织所接收的辐射剂量最小化的标准方法是从多个不同角度将辐射引向靶区域，例如通过使用旋转台架围绕患者旋转辐射源。这样，可以在靶区域处积累累积的辐射剂量。然而，由于辐射从多个不同的角度施加，因此无法在健康组织中积累相同的、高的累积辐射剂量。

然而，治疗期间的患者移动(例如呼吸、咳嗽、吞咽等)可能导致肿瘤的移动。治疗期期间的这种运动可以被称为分次内(intrafractional)运动，并且这些运动可能影响施加到患者身体的不同区域的剂量。换言之，患者在放射治疗期间的移动可能由于减少施加到肿瘤的剂量而降低治疗的有效性，并且可能对健康组织造成损伤。

解决由分次内运动引起的问题的已知技术包括训练患者的呼吸或要求患者在放射治疗期间屏住呼吸。在这种技术中，基于治疗的要求来调整患者的呼吸。然而，这对于某些患者可能是不舒适的或不可能的，并且经常限制可以施加辐射的时间。

不包括训练患者呼吸的技术包括呼吸门控和跟踪技术。呼吸门控技术可以包括将患者的呼吸周期分成两个或更多个区域，例如应当施加辐射的第一最佳区域以及出于安全原因不应当施加辐射的第二次优区域。响应于感测到患者的呼吸周期已经进入次优区域，停止(门控)辐射的施加。呼吸门控技术包括作出关于患者身体在其整个呼吸周期内的移动与肿瘤移动之间的关系的假设。关于肿瘤移动的信息可以通过从替代呼吸信号外推来获取，替代呼吸信号可以通过使用相机或使用直接应用于患者的外部标志或应变仪观察患者胸部的移动来获取。然而，替代信号与肿瘤移动之间的相关性可能不准确。

跟踪技术包括基于肿瘤的移动来调整治疗束的方向、形状或其他特性。例如，可以移动多叶准直器的叶，以便根据肿瘤的移动调整治疗束的形状。然而，为了利用跟踪技术，必须获取关于靶区域的移动的信息。放射治疗设备可以配备有成像装置，并且例如四维计算机断层摄影(4DCT)可以用于跟踪肿瘤或靶区域。该成像模态可以用于以可接受的准确度跟踪肿瘤，但是该成像模态具有有限的获取时间。这意味着由4DCT确定的靶区域位置是在获取时间期间肿瘤的平均位置。因此，基于4DCT的跟踪技术在用于控制放射治疗时有可能对患者的治疗引入微小的不准确性。

迄今为止，基于由KV成像器拍摄的2D(投影)图像来跟踪靶区域尚未被采用以用于跟踪靶区域的目的，因为已经认为，为了以足够的准确度跟踪靶区域，将必须以短的规则间隔拍摄大量的KV图像。这将增加患者接收的剂量至不可接受的水平。

本发明寻求解决现有技术中遇到的这些和其它缺点。

发明内容

在所附权利要求中阐述了本发明。本发明的方面在独立权利要求中阐述，可选特征在从属权利要求中阐述。