CN104780823A - 同时进行成像和粒子疗法治疗的***和方法 - Google Patents
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Abstract
同时进行成像和粒子疗法治疗的***包括生成粒子束线的装置，接收和支撑具有治疗体的患者的治疗床，用来从生成装置接收粒子束线并将射线重新定向至患者的治疗体的台架，台架以基本上与治疗床共面的旋转轴围绕治疗床旋转，并将束线重新定向以基本上垂直于台架的旋转轴地遇到治疗体，以及图像扫描仪，具有围绕治疗床径向定位的多个检测器阵列，以捕获治疗体的图像；其中扫描仪和台架同时对治疗体进行成像和用粒子疗法对治疗体进行治疗。
Description
相关申请的交叉引用
该申请要求2012年8月29日提交的美国专利申请No.13/597,875的权益，通过引用将该专利的全部内容合并至此。
技术领域
本发明构思大体上涉及癌症治疗技术，并且更具体地，涉及同时捕获图像和用粒子疗法对患者进行治疗的***和方法，其中所述图像例如计算机断层成像和/或正电子发射断层成像的图像。
背景技术
在癌症治疗中使用粒子疗法在本领域中已经是已知的。粒子疗法大体上包括一系列被激励的粒子(例如正电子)被引导至患者体内的肿瘤或治疗体(treatment volume)。粒子可以在粒子加速器(通常指回旋加速和/或同步加速器)中生成，并使用一系列磁体以束线的形式被引导至患者，所述一系列磁体引导和整形粒子束线使得粒子在所选择的位置处穿透患者的身体并在治疗体的部位处沉淀。粒子疗法影响带电粒子的布拉格峰特性使得大部分能量在沿着束线行进的最后几毫米内沉淀—在通常称为等中心点(isocenter)的点处，这与常规的强度调制的辐射疗法(即光子)相反，在辐射疗法中大部分能量在行进的最开始几毫米内沉淀，因此不期望地破坏健康组织。
粒子疗法治疗设施通常包括单个的回旋加速器和多个治疗室。因此，单个回旋加速器经常适用于产生粒子束线，该粒子束线然后被选择性地引导至各种治疗室中的一个。粒子疗法治疗可以包括选择束线的期望的能量水平，使得粒子的能量大体上沉淀在患者身体内部的期望的位置处(即治疗体)。因此，能量水平选择直接地与患者身体内的治疗体的位置和形状有关。经常地，回旋加速器将产生标准的高能量束线，随后可以根据特定治疗方案所需要的来选择性地修改该束线。
束线可以直接地被引导至患者而不需任何重新定向。然而，更常见的方法是使用一系列协作的弯曲磁体(通常称为台架(gantry))重新定向束线。图1A示出了现有技术的粒子疗法台架的示例实施例，设计用来接收并重新定向束线至患者。如所示出的，粒子疗法台架21包括至少三个弯曲的磁体11A-C来重新定向粒子束线15至台架的治疗管口13，并最终至定位在治疗床17上的患者9。这允许束线15从任何角度被选择性地引导至患者9，并允许医师来设计最小化对健康组织的不期望的效应的治疗计划。换句话说，台架通常适用于围绕患者旋转并重新定向束线以垂直于旋转的台架轴19，由图1中的方向箭头19'所示出的。因此，治疗管口13和束线15可以围绕患者9旋转使得束线15能够在多个位置处穿过患者的身体并从多个方向接触治疗体。这减小了对健康组织的不利影响并增加了治疗功效。
通常，患者可以通过在若干周的过程中接收一系列每日治疗来经受粒子疗法。然而，每次治疗需要在束线启动之前的解剖成像以确保和/或证实治疗体的位置。该成像经常使用基础的平面的计算机断层成像x射线技术来完成。
粒子辐射还在身体中引起涉及稳定同位素的核子反应。例如，粒子疗法暴露经常在患者身体中产生正电子发射同位素，包括氧-15，碳-11，氮-13和/或氟-18。然后可以在粒子疗法治疗之后使用正电子发射断层(PET)扫描仪来成像这些正电子发射同位素。医师可以通常与治疗后CT图像结合来使用这些图像，以证实先前治疗的准确性。
图1B示出了现有技术CT/PET图像扫描仪的示例实施例的截面视图。如所示出的，图像扫描仪41包括环形框架，通过该环形框架可以接收支撑患者9'的治疗床17'。图像扫描仪可以包括围绕治疗床17'径向布置的某些检测器，以捕获CT和/或PET图像。在图1中示出的示例实施例包括x-射线管53以在具有治疗体25的患者9'处分配x-射线束57A-E。在遇到患者9之后，由x-射线检测器55接收x-射线束。同样，PET检测器阵列59A和59B适于接收从身体中的同位素发射的正电子61，该身体由于先前的粒子疗法治疗而经历了核子反应。这些成像部件可以适于在图像扫描仪41的环形框架内围绕患者旋转，以捕获有效的图像。因此，由于束线被重新定向以遇到患者，已知的成像设备不适用于与粒子疗法台架协作以与粒子疗法治疗同时捕获图像。
根据以上内容，本领域需要同时捕获图像并用粒子疗法治疗患者的***和方法。同时成像和治疗将增加治疗的功效，并且通过允许医师更精确地瞄准患者身体中的治疗体而降低对健康组织的不利影响。
发明内容
本发明的总体构思提供一种***和方法，其中包括肿瘤的患者可以同时接收粒子疗法治疗和成像，例如CT成像、PET成像、或两者。
根据本发明总体构思的各种实施例，一种同时进行成像和粒子疗法治疗的***，包括：用于生成粒子束线的装置；治疗床，接收并支持具有治疗体的患者；台架，从生成装置接收粒子束线，并将粒子束线重新定向至患者的治疗体，所述台架以基本上与治疗床共面的旋转轴围绕治疗床旋转，并将束线重新定向以基本上垂直于台架的旋转轴地与治疗体相遇；图像扫描仪，具有围绕治疗床径向定位的多个检测器阵列，以捕获治疗体的图像；以及其中扫描仪和台架同时捕获治疗体的图像并用粒子疗法对治疗体进行治疗。
在一些实施例中，图像扫描仪捕获CT图像，PET图像，或者两者。
在一些实施例中，***还包括提供至扫描仪用来相对于治疗床选择性地定位扫描仪的定位装置。在一些实施例中，滑动装置包括轨道，其被设置为基本上平行于治疗床，扫描仪耦合到所述轨道，以及运输装置，耦合到扫描仪以选择性地沿着轨道定位扫描仪。在其它实施例中，定位装置包括非线性致动器。
在一些实施例中，当束线遇到治疗体时，所述图像扫描仪捕获所述治疗体的图像。
在一些实施例中，图像扫描仪包括至少一个治疗端口，所述束线通过所述治疗端口以遇到所述治疗体。
在一些实施例中，所述***还包括环境室，所述环境室介于所述台架和所述患者之间，所述束线在遇到所述治疗体之前通过所述环境室。在一些实施例中，所述的***还包括与所述环境室流体连通的氦源。在一些实施例中，所述的***还包括与所述环境室流体连通的真空装置。在一些实施例中，所述环境室耦合至所述台架，所述环境室能够相对于所述台架在第一延伸位置和第二缩回位置之间选择性地定位。
在一些实施例中，当束线遇到所述治疗体时，所述多个径向定位的检测器阵列的中心点是所述治疗体，以及至少一个检测器阵列能够临近所述重新定向的束线来定位。
在一些实施例中，所述台架还限定等中心点，所述等中心点是所述重新定向的粒子束线和所述台架的旋转轴的交叉，所述扫描仪能够被定为使得所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点。
在一些实施例中，所述图像扫描仪占据使得当所述粒子束线遇到所述治疗体时所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点的位置。
根据本发明总体构思的多个示例实施例，一种同时进行粒子疗法治疗和成像的方法包括将包含治疗体的患者定位在治疗床上，所述治疗床与台架协作，所述台架从粒子生成器装置接收束线并重新定向所述束线至治疗体，所述治疗床还与图像扫描仪协作以当所述患者在所述治疗床上时捕获所述治疗体的图像，所述图像扫描仪具有围绕所述治疗床径向定位的多个检测器阵列；使用所述图像扫描仪捕获所述治疗体的第一图像；引导粒子束线以遇到所述治疗体；使用所述图像扫描仪捕获所述治疗体的第二图像；以及其中所述捕获第一图像操作，所述引导操作以及所述捕获第二图像操作是同时执行的。
在一些实施例中，所述台架以基本上与所述治疗床共面的旋转轴围绕所述治疗床旋转，所述台架还重新定向所述粒子束线以基本上垂直于所述旋转轴地与治疗体相遇，所述台架还限定等中心点，所述等中心点是所述重新定向的粒子束线和所述旋转轴的交叉点，所述方法还包括定位所述扫描仪以相对于所述治疗床占据第一位置，使得所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点；定位所述扫描仪以相对于所述治疗床占据第二位置，使得所述等中心点不是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点；以及其中所述扫描仪当占据所述第一位置时由所述扫描仪执行取得第一图像操作和取得第二图像操作，以及当所述扫描仪占据所述第二位置时，由所述台架执行所述引导操作。
在一些实施例中，所述图像扫描仪捕获CT图像，PET图像或两者。在一些实施例中，所述第一图像是CT图像以及所述第二图像是PET图像。
在一些实施例中，在所述引导操作期间执行所述捕获第二图像操作。
本发明总体构思的附加方面和优点将部分地在以下说明书中解释，以及部分将从说明书中是明显的，或者可以通过本发明总体构思的实践而习得。
附图说明
以下示例实施例是设计用来实现本发明总体构思的对象的示例技术和结构的代表，但本发明总体构思并不限于这些示例实施例。在所附的附图和说明中，为了清楚起见，线、实体和区域的尺寸和相对尺寸、形状和数量被放大了。参照所附的附图，许多附加实施例将在示例实施例的以下详细描述中更加容易理解和领会，其中：
图1A示出了设计用来接收和重新定向粒子束线至患者的现有技术的粒子疗法台架的示例实施例；
图1B示出了现有技术CT/PET图像扫描仪的示例实施例的截面图；
图2示出了包括两个治疗室的粒子疗法设施的示例实施例的顶视图，两个治疗室的每一个都具有同时进行成像和粒子疗法治疗的***；
图3A和3B示出了图1中包括的第一治疗室示例实施例的代表性框图的侧视图，示出了包含治疗体并位于治疗床上的患者接收同时进行的成像和粒子疗法；
图4A和4B示出了同时进行成像和粒子疗法的***的示例实施例的透视图，其中治疗端已经被提供至图像扫描仪以允许粒子束线穿透图像扫描仪并遇到治疗体；
图4C示出了根据本发明的总体构思的图像扫描仪的另一个示例实施例的代表性框图；
图4D示出了根据本发明的总体构思的图像扫描仪的另一个示例实施例，其中各种成像部件围绕治疗床径向布置，而不嵌入环形框架中；以及
图5示出了根据本发明的总体构思的图像扫描仪的又另一个示例实施例，其中图像扫描仪具有滑动装置以相对于治疗床选择性地定位图像扫描仪。
具体实施方式
现将参考本发明总体构思的各种示例实施例，在所附附图和说明中示出各种实施例的例子。此处描述示例实施例以通过参照附图解释本发明总体构思。提供了以下详细说明来帮助读者获得对此处描述的方法、装置和/或***的综合理解。因此，本领域的普通技术人员将会想到对此处描述的方法、装置和/或***的进行各种改变、修改和等价替换。
根据本发明总体构思的各种示例实施例，患者可以同时接收粒子疗法治疗和成像，例如CT成像、PET成像、或其两者。本领域的普通技术人员将理解粒子疗法可以包括但不限于质子疗法、碳粒子疗法或其它类型的粒子疗法，其中生成被激励的粒子束线并将粒子束线引导至治疗体。在该申请中此后也将注意到，术语“同时地”指两个或更多个操作或者绝对同时地发生(即，在相同的时间，此处也用术语“在...期间”和/或“当...时”来表示)，以及基本上同时地发生(即，当患者仍然在相同的治疗床上时相继地和/或连续地)。
尽管此处讨论和示出的示例实施例通常包括CT成像和PET成像，但本发明的总体构思并不限于CT成像和/或PET成像。另外，此处讨论和示出的示例实施例包括螺旋CT图像扫描仪，但本领域的技术人员将认识到本发明的总体构思不限于螺旋CT图像扫描仪。在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下，也可以包含其它类型的CT图像扫描仪，包括但不限于锥束扫描和电子束断层扫描。另外，尽管此处讨论和示出的示例实施例通常涉及笔形束扫描粒子疗法(即，其中窄粒子束动态地跨治疗体瞄准，一层一层地涂画)，但本领域的技术人员将理解本发明的总体构思不限于笔形束扫描粒子疗法。在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下，也可以包含其它类型的粒子疗法，取决于治疗管口的定位、类型及填充物，包括但不限于散射。
图2示出了粒子疗法设施的示例实施例的顶视图。所示出的示例实施例包括两个治疗室210A和210B，彼此相邻的定位。每一个治疗室都具有同时进行成像和粒子疗法治疗的***，其可以包括：治疗床236A和236B，图像扫描仪240A和240B，以及旋转台架230A和230B。每个台架的旋转定向由旋转轴252A和252B以及旋转方向箭头254A和254B示出。每个治疗室适于容纳具有治疗体(例如恶性肿瘤)的单个患者。
同时进行成像和粒子疗法治疗的***还可以包括粒子束线生成装置，例如回旋加速器或粒子加速器，如在示出的示例实施例中220处所示出的。加速器220产生粒子束线215，该粒子束线被选择性地引导至治疗室210A和/或210B中的一个。包括弹踢磁体(kickermagnet)222A和222B以选择性将粒子束线215的方向路径从直线行进修改为成角度的行进(在示例实施例中是30度)，因此开始将束线215重新定向至两个治疗室210A和/或210B中的一个。换句话说，沿着基本上与两个连续相邻的治疗室210A和210B平行地直路径投射粒子束线215。相对于每个治疗室210A和/或210B在所选的位置沿着直路径提供弹踢磁体222A和222B，以选择性地偏移束线215行进的方向路径。因此，投射的束线215被第一弹踢磁体222A重新定向，或者被允许沿着直路径继续至第二弹踢磁体222B，然后在那里投射的束线215将被重新定向。
可以提供降能器224A和224B以降低粒子线束215至用于特定的粒子疗法治疗方案所期望的能量水平。还在每个治疗室210A和210B的上游提供能量选择***，如在示出的示例实施例中的228A和228B处所描述的，以过滤由降能器输出的各种粒子能量，使得仅传递窄带能量用于治疗。
粒子束线215可以通过弯曲磁体226A-F被重新定向至治疗室，并最终至治疗体。如图2所示出的，弯曲磁体226A、C和E协作以在期望的方向上弯曲束线215向第一治疗室210A。更具体地，第一弯曲磁体226A可以弯曲束线215三十度，及第二弯曲磁体226C可以弯曲束线215另一个三十度。因此，当将这些方向改变结合到由第一弹踢磁体222A(三十度)获得的束线上时，束线215在通过第二弯曲磁体226时可以被重新定向九十度，使得粒子束线215从加速器被引导至第一治疗室210A。本领域技术人员将认识到在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下可以结合重新定向的许多角度。因此，此处公开的重新定向的示例的角度是非限制性的。
图3A和3B示出了图1中包括的第一治疗室示例实施例的代表性框图的侧视图，示出了包含治疗体并位于治疗床上的患者。
粒子束线215已经从加速器220被重新定向(图2中)至台架230A，其中粒子束线遇到台架的三个弯曲磁体226E、G和I中的第一个。台架的第一个弯曲磁体226E可以重新定向束线215垂直向上六十度。台架的第二个弯曲磁体226G然后可以重新定向束线215垂直向下六十度，使得束线215再一次平行于地面。台架的第三个弯曲磁体226I然后可以重新定向束线垂直向下九十度，使得束线现在垂直于地面和治疗床236A。本领域的技术人员将意识到可以结合重新定向的许多角度而脱离本发明总体构思的范围或精神。因此，此处公开的重新定向的示例的角度是非限制性的。
如由方向箭头254A所示出的，台架可以适于围绕轴252A旋转以允许束线215在旋转平面内从任何角度遇到患者301。将理解，在一些实施例中，台架将能够旋转完整的三百六十度，而在其它实施例中台架的旋转范围将由某些因素限制，例如地面和/或治疗床的支撑装置。因此，在本申请中的引用，术语“旋转”的使用指的是围绕中心点的曲线运动，而并不必然指完整的圆周运动(除非专门指出)。因此，台架可以适于使得：不论束线在旋转平面内的定位如何，重新定向的束线总是以基本上垂直于旋转轴252A的角度遇到患者301。重定向的垂直的束线215和旋转轴252A可以在等中心点处相交。在示出的实施例中，患者的治疗体302占据本示例实施例***的等中心点。
就在台架的第三弯曲磁体226I下提供治疗管口232A。本领域的技术人员将认识到在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下，治疗管口的精确位置可以改变。
在图3A和3B中，在与治疗床236A接近的放置图像扫描仪240A。在图像扫描仪240A中提供治疗端口342A-C以允许束线215通过其中。在示出的示例实施例中，还向台架提供环境室370(参见图3B)以当束线215从治疗管口232A行进至治疗体302时减少粒子散射。
在该示出的示例实施例中，环境室370是加长的外壳，设计为从接近治疗管口232A的位置延伸至接近患者301和/或图像扫描仪240A的位置。环境室370适于当束线215从治疗管口232A行进至治疗体302时减少粒子散射。在一些实施例中，环境室370与真空设备流体连通，以在粒子疗法治疗期间选择性地启动环境室370内的至少部分真空。真空装置可以接近治疗管口定位，并且可以选择性地设置为使用阀或本领域中已知的其它类似控制装置与室370进行流体连通。在一些实施例中，环境室370与氦供应装置流体连通，氦供应装置可以包括氦源(例如容器)，装有控制装置(例如阀)，以选择性地在腔370内启动低压富氦环境。
图4A和4B示出了同时进行成像和粒子疗法的***的示例实施例的透视图，其中治疗端口已经被提供至图像扫描仪以允许粒子束线穿透图像扫描仪并遇到治疗体。在图4A中，环境室已经从接近治疗管口232A的位置延伸至接近治疗体302的位置，因此穿透图像扫描仪440的治疗端口342B。
仍参照图4A，***适合于同时进行成像和粒子疗法治疗。在一些实施例中，同时进行成像和粒子疗法治疗的方法可以包括图像扫描仪440在环境腔370不延伸的情况下或束线215不被引导至治疗体302的情况下，捕获治疗体302的第一图像。这可以通过旋转图像扫描仪440内的适当的部件(例如x-射线管和x-射线检测器阵列)而获得，或通过围绕治疗床236A旋转整个图像扫描仪而获得。在捕获至少第一图像操作之后，环境室370可以延伸通过图像扫描仪的治疗端口342A-C以穿透图像扫描仪440。当部署室370时，粒子束线215可以被引导至治疗体302用于粒子疗法治疗。在一些实施例中，扫描仪440适于与台架/束线215协同地旋转以适合从多个方向进行治疗体302的粒子疗法治疗。在用粒子疗法对治疗体302进行治疗之后，可以回缩室370使得室370不再穿透治疗端口342B，以及图像扫描仪440然后可以执行捕获至少第二图像(例如PET图像)的操作。
仍参照图4A，在一些实施例中，PET检测器阵列适于在图像扫描仪内以受限的方式旋转，使得每一个PET检测器阵列仅在治疗体302的相对侧上在限定的位置范围内移动，通常称为“摇摆旋转”。因此，在一些实施例中，PET成像和粒子疗法治疗可以是绝对同时的，甚至环境室370穿透图像扫描仪440。
在图4B中，环境室370已经从接近治疗管口232A的位置延伸至接近治疗端口342B的位置，但没有穿透治疗端口342B。因此，在一些实施例中，粒子束线215适于在环境室没有一直延伸至患者301的情况下对治疗体302进行治疗。该示例实施例***适配为同时进行成像和粒子疗法治疗，使得扫描仪440可以围绕患者旋转以及粒子束线215可以选择性地和/或间歇地被投射或脉冲通过治疗端口342A-C。
图4C示出了根据本发明的总体构思的示例实施例的另一个图像扫描仪440'的代表性框图。在所示出的内容中，图像扫描仪440'具有基本上环形的框架，通过该框架接收治疗床236A。在图像扫描仪440'内部，x-射线管453和检测器阵列455相对于旋转轴对角地布置，而引导朝向等中心点/治疗体302，使得当束线215(以及可选的环境室)穿透图像扫描仪440'时，x-射线管453和检测器阵列455可以360度旋转。换句话说，x-射线部件相对于束线215以非共面形式布置在图像扫描仪440'内，因此允许当束线215利用无障碍的路径至治疗体302时，x-射线部件完成旋转。应该注意，尽管该示出的示例实施例包括仅具有x-射线成像部件的图像扫描仪，但是PET检测器阵列也可以类似地被布置在图像扫描仪内，而不脱离本发明的范围或精神。
图4D示出了根据本发明的总体构思的示例实施例的另一个图像扫描仪440″的示例实施例。图像部件不是被包含在环形框架中，而是每一个图像部件都使用臂元件460A-D围绕治疗床236A径向地布置。x-射线管453'，x-射线检测器阵列455'以及两个PET检测阵列459A和B可以径向地围绕患者301布置，并被引导为使得治疗体302在所示出的位置时占据图像组件的等中心点。本领域技术人员已知类型的臂元件460A-D被耦合到每个成像元件和位置控制装置(例如集中致动器461，也是本领域技术人员已知的类型)。因此，成像元件可以接近治疗体302被选择性地布置，并可以使用臂元件460A-D和位置控制装置461围绕旋转轴425旋转。在示出的实施例中，应注意旋转轴425和治疗床236A是基本共面的。
仍然参照图4D，可以通过现在示出的示例实施例实现执行用于同时进行成像和粒子疗法治疗的每一个操作。简要地说，图像捕获部件之间的空隙适用于以与先前的示例实施例中的治疗端口类似的方式起作用。另外，然而现在示出的示例实施例的图像扫描仪440″还可以适用于选择性地将成像部件定位在接近治疗体的第一位置中，如所示出的，以捕获治疗体的至少第一图像，例如CT图像。在捕获第一图像的操作之后，然后可以选择性地重新定位组件以占据治疗体末端的第二位置，以允许粒子疗法治疗。在粒子疗法治疗之后，可以再次定位组件以占据接近治疗体的第一位置，以取得第二图像，例如PET图像。
图5示出了图像扫描仪的又一个示例实施例，其中图像扫描仪具有滑动装置以相对于治疗床选择性地定位图像扫描仪。治疗室210A包括耦合到轨道550的图像扫描仪540和台架230A。轨道550基本上平行并在治疗床236A之下。本领域的技术人员将意识到轨道550的特定位置可以在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下进行修改。运输装置耦合到图像扫描仪540，示出为552及552'。运输装置552适于沿着轨道550选择性地定位图像扫描仪540。因此，如使用虚线所示出的，图像扫描仪540'占据第一位置，使得图像扫描仪540'介于治疗管口232A和患者301之间，以引导图像扫描仪540'的检测器阵列使得治疗体占据图像组件的等中心点。因此，当图像扫描仪540'占据第一位置时，粒子束线215或者穿透图像扫描仪540'，例如通过治疗端口(未示出)，或者不被引导至治疗体302。
应当注意，本领域的技术人员将意识到可以提供多个其它装置用于相对于治疗床236A和/或束线215选择性地定位图像扫描仪540。例如，可以提供机器人或其它非线性/多自由度致动器，并操作性地耦合到图像扫描仪540以选择性地定位图像扫描仪540。
另外，如使用实线所示出的，图像扫描仪540可以沿着轨道550占据第二位置，使得图像扫描仪540不介于台架的治疗管口232A和患者301之间。换句话说，当图像扫描仪540占据第二位置时，粒子束线215可以在不必穿透图像扫描仪540的情况下遇到治疗体302。本领域技术人员将意识到本发明的总体构思不限于图像扫描仪仅占据此处所公开的第一和第二示例位置。在不脱离本发明总体构思的范围或精神的情况下，图像扫描仪540事实上可以占据轨道550上的不限数量的位置。因此，此处讨论的第一和第二位置仅是用于参照目的的例子。
仍然参照图5，图像扫描仪540和台架210协作，通过执行包括定位操作的一系列操作，来同时捕获治疗体302的图像并用粒子疗法对治疗体302进行治疗。例如，在接收具有治疗体302(例如肿瘤)的患者301到治疗室210A中的治疗床236A上之后，可以使用运输装置552将图像扫描仪540'选择性地定位在轨道550上以占据接近患者治疗体302的第一位置，如图4中用虚线所示出的。在图像扫描仪540'包括环形框架的实施例中，例如在所示出的实施例中，将通过图像扫描仪的框架的中心开口接收治疗床236A。当图像扫描仪540'占据第一位置时，图像扫描仪540'可以捕获治疗体302的至少第一图像。在一些实施例中，第一图像是CT图像，其已经使用图像扫描仪的x-射线管和x-射线检测器阵列捕获。
在取得至少第一图像之后，可以通过运输装置552选择性地重新定位图像扫描仪540以占据第二位置，使得图像扫描仪540不介于治疗管口232A和患者的治疗体302之间，如图4中实线所示出的。在示出的示例实施例中，当图像扫描仪占据第二位置时，图像扫描仪不捕获治疗体302的图像。而是，束线215可以在不必穿透图像扫描仪540的情况下被引导至治疗体302。
在一些实施例中，可以使用运输装置552沿着轨道550选择性地再次对图像扫描仪540定位，使得图像扫描仪540'再次占据第一位置。当图像扫描仪540'占据第一位置时，图像扫描仪540'可以捕获至少治疗体302的第二图像。在一些实施例中，第二图像是PET图像，其已经使用图像扫描仪的PET检测器阵列捕获。
各种改变、修改和附加的实施例是可能的，并且因此所有这样的改变、修改和实施例都被认为在本发明的总体构思的精神和范围内。例如，不论本申请的任何部分的内容，除非清楚的指定为相反内容，否则在此处的任何权利要求中或要求本发明优先权的任何申请中不需要包括任何特定描述或示出的活动或元件，不需要包括这样的活动的任何特定的序列，或这样的元件的任何特定的相互关系。另外，可以重复任何活动，可以通过多个实体执行任何活动，和/或可以复制任何元件。
尽管通过若干示例实施例的描述已经示出了本发明的总体构思，但申请人不旨在约束或以任何方式限定发明构思为这样的描述和说明。相反，此处的说明书、附图及权利要求被认为本质上时说明性的，而不是约束性的，并且本领域技术人员阅读了上述描述和附图之后将容易地想到附加实施例。
Claims (19)
1.一种同时进行成像和粒子疗法治疗的***，包括：
用于生成粒子束线的装置；
治疗床，接收并支持具有治疗体的患者；
台架，能够从所述生成装置接收所述粒子束线，并将所述束线重新定向至所述患者的治疗体，所述台架能够以基本上与所述治疗床共面的旋转轴围绕所述治疗床旋转，并将所述束线重新定向来基本上垂直于所述台架的旋转轴地与所述治疗体相遇；
图像扫描仪，具有围绕所述治疗床径向定位的多个检测器阵列，以捕获所述治疗体的图像；以及
其中所述扫描仪和台架能够同时捕获所述治疗体的图像和用粒子疗法对所述治疗体进行治疗。
2.如权利要求1所述的***，其中所述图像扫描仪包括CT成像部件、PET成像部件，或者两者。
3.如权利要求1所述的***，还包括：
提供至所述扫描仪用来相对于所述治疗床和/或所述粒子束线选择性地定位所述扫描仪的装置。
4.如权利要求3所述的***，其中所述定位装置包括：
轨道，被设置为基本上平行于所述治疗床，所述扫描仪耦合到所述轨道；以及
运输装置，耦合到所述扫描仪以沿着所述轨道选择性地定位所述扫描仪。
5.如权利要求3所述的***，其中所述定位装置包括非线性致动器。
6.如权利要求1所述的***，其中当所述束线遇到所述治疗体时，所述图像扫描仪能够捕获所述治疗体的图像。
7.如权利要求1所述的***，其中所述图像扫描仪包括至少一个治疗端口，所述束线通过所述治疗端口以遇到所述治疗体。
8.如权利要求1所述的***，还包括环境室，所述环境室介于所述台架和所述患者之间，所述束线在遇到所述治疗体之前通过所述环境室。
9.如权利要求8所述的***，还包括与所述环境室流体连通的氦源。
10.如权利要求8所述的***，还包括与所述环境室流体连通的真空装置。
11.如权利要求8所述的***，其中所述环境室耦合至所述台架，所述环境室能够相对于所述台架在第一延伸位置和第二缩回位置之间选择性地被定位。
12.如权利要求1所述的***，其中当所述束线遇到所述治疗体时，所述多个径向定位的检测器阵列的中心点是所述治疗体，以及至少一个检测器阵列能够临近所述重新定向的束线定位。
13.如权利要求1所述的***，其中所述台架还限定等中心点，所述等中心点是所述重新定向的粒子束线和所述台架的旋转轴的交叉点，所述扫描仪能够被定为使得所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点。
14.如权利要求13所述的***，其中所述图像扫描仪占据使得当所述粒子束线遇到所述治疗体时所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点的位置。
15.一种同时进行粒子疗法治疗和成像的方法，包括：
将包含治疗体的患者定位在治疗床上，所述治疗床与台架协作，所述台架从粒子生成器装置接收束线并重新定向所述束线至所述治疗体，所述治疗床还与图像扫描仪协作以当所述患者在所述治疗床上时捕获所述治疗体的图像，所述图像扫描仪具有围绕所述治疗床径向定位的多个检测器阵列；
使用所述图像扫描仪捕获所述治疗体的第一图像；
引导粒子束线以遇到所述治疗体；
使用所述图像扫描仪捕获所述治疗体的第二图像；以及
其中所述捕获第一图像操作，所述引导操作以及所述捕获第二图像操作是同时执行的。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述台架以基本上与所述治疗床共面的旋转轴围绕所述治疗床旋转，所述台架还重新定向所述粒子束线以基本上垂直于所述旋转轴地与所述治疗体相遇，所述台架还限定等中心点，所述等中心点是所述重新定向的粒子束线和所述旋转轴的交叉点，所述方法还包括：
定位所述扫描仪以相对于所述治疗床占据第一位置，使得所述等中心点是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点；
定位所述扫描仪以相对于所述治疗床占据第二位置，使得所述等中心点不是所述多个径向定位的检测器阵列的中心点；以及
其中当所述扫描仪占据所述第一位置时由所述扫描仪执行取得第一图像操作和取得第二图像操作，以及当所述扫描仪占据所述第二位置时，由所述台架执行所述引导操作。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述图像扫描仪捕获CT图像、PET图像，或两者。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述第一图像是CT图像以及所述第二图像是PET图像。
19.如权利要求15所述的方法，其中在所述引导操作期间执行所述捕获第二图像操作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150715 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |