CN102908725A - 放射治疗中的造影剂强化成像 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在放射治疗中成像的方法，产生一个或多个造影剂强化X射线图像数据组，在辐照计划期间和/或在辐照施加时使用该造影剂强化X射线图像数据组。
Description
技术领域
本发明涉及一种在放射治疗中用于成像的方法。
背景技术
放射治疗是已确立的方法，其中使用电离辐射以处理例如肿瘤组织的病变组织。放射治疗的目的是以足够的治疗剂量辐照待处理的组织，并且同时保护周围的健康组织。治疗效果除了别的之外基于在健康组织和病变组织上导致不同的电离辐射。
为保证在计划阶段和处理阶段之间由于多种原因而可能出现的待处理组织的定位不精确性不危及处理结果，通常使用安全间隙以将目标体积放大。
图像支持的放射治疗（英语为："Image guided Radiation Therapy"，图像引导放射治疗–IGRT）实现了在辐照目标体积时降低不精确性。IGRT允许在开始辐照前将目标体积、风险器官（英语："Organs At Risk"–OAR）以及健康的周围组织可视化，以便因此原理上实现精确地辐照目标体积并且使用更小的安全间隙的可能性。
为能够更好地确定在分段（Fraktionen）之间的患者改变，理想地在相同的台上在每个辐照前产生计算机断层造影的拍摄（也称为CT）。以此，可随后调整肿瘤的位置。
为在辐照期间观察患者运动，MV治疗放射也可用于投影成像，例如所谓的“portal imaging”。此外，也存在除MV治疗放射之外具有另外的X射线源和附加的X射线敏感的检测器的系统。因此，除投影监测患者运动之外，也可附加地运行CT成像以作为支承控制。
为制定用于放射治疗的放射计划需要三维地图示出待辐照区域的截面图。为此，通常使用CT图像。
发明内容
本发明的任务是提供一种最终导致精确和准确的射线施加的方法。
本发明的任务通过按照本发明的方法解决。
根据本发明的用于在放射治疗中成像的方法：
-产生一个（或多个）造影剂强化X射线图像数据组，
-在辐照计划期间和/或在辐照施加（Bestrahlungssitzung）时使用造影剂强化X射线图像数据组。
认识到的是，待辐照的组织和周围组织如果仅自然地图示虽然具有一定的对比度，但对比度低，因为自然图像的对比度自然地不特别高。
为了进行待辐照组织的可靠的并且特别是自动的评估，例如用于肿瘤识别，病变组织和健康组织之间的良好的界定是有利的。
为执行X射线成像，现在使用造影剂以用于对比强化。可以考虑多次应用和工作流程。在肝脏的情况下，例如可以产生动脉阶段、静脉阶段或后静脉阶段的图像。但是，器官的一般的改进的界定在造影剂给予之后也保持数分钟。
自然X射线成像，例如自然CT成像通常不能分辨详细的软组织对比度，而现在与造影剂的组合提供了使得即使肿瘤自身也在治疗过程中可见的可能性。可省去骨骼和否则必须用以执行肿瘤定位的修正图的关联。
本发明的实施方式此外提供了如下优点，即可省去所谓的种子（Seed）和基准（Fiducial）。种子/基准（即标记）经常被使用，以在自然图像中更好地识别出肿瘤体积，并且因此对于一些空间要求被植入。种子/基准由金属化合物制成，并且因此可在自然图像上很好地被识别。但种子/基准的植入具有侵入性效果，这可能伴随所有类型的副作用（例如，感染）。
在该方法的构造中，造影剂强化X射线图像数据组是与双源计算机断层造影一起记录的三维X射线图像数据组，例如计算机断层造影数据组。然后，在使用该三维X射线图像数据组的条件下执行辐照计划。
已经认识到，对于产生辐照计划，截面图是特别有利的，在所述截面图上可清晰地相互界定待辐照的组织和待保护的健康组织。此外，组织的密度应被精确地描述以用于精确的剂量计划。
为此而通常使用的从中可借助于所谓的亨氏单位（Hounsfield-Units，HUs）得出组织密度的CT图像具有对比度低的缺点。对于其密度与周围组织的密度的差异通常很小的器官，肿瘤区域的定轮廓、即界定是困难的，并且在治疗计划中具有最大的不精确性因数。
使用造影剂产生的CT照片虽然提供了改进的对比度，但组织的密度不再被正确表示，并且也不很适合于剂量计划。必须例如手工通过表格值来替代虚假的密度值（HUs）。
现在，可通过使用造影剂产生一些3D X射线照片并且是在使用双源计算机断层造影（也已知为双源CT或双能量CT）的条件下，来解决该问题。
从双能量计算机断层造影数据组中可计算两个不同的、另外的图像数据组。这两个图像数据组可分别将不同的特定的物体特征可视化。例如，第一图像数据组可以具有比第二图像数据组更高的对比度。第二图像数据组可以是虚拟的自然计算机断层造影数据组（所谓的“虚拟自然图像”）。
虚拟自然计算机断层造影数据组则可以在辐照计划期间用于确定治疗放射的衰减值。
因此，从该双能量CT照片或双源CT照片中，可由于双能量X射线辐射的两个能量成分的不同的衰减过程而计算两个（或甚至更多的）不同的图像数据组。一个图像数据组显示了用于组织区分的最佳对比度，并且第二个图像数据组保持了正确的密度值。HUs因此可以说被线性表示。该不同的表示基于相同的照片并且因此完全全等地并以最小成本产生。
作为双源CT的替代，也可使用如下混合成像系统，所述混合成像系统包括单源计算机断层设备和带有自身的X射线辐射源和自身的平面辐射检测器的成像系统，以便拍摄三维造影剂强化X射线图像数据组。例如kV成像系统的成像系统例如可设计为用于产生放射透射照片、荧光镜图像和/或锥面束计算机断层造影（Cone-Beam-Computertomographien）。
也可以考虑的是使用如下混合成像系统，所述混合成像系统包括分别带有自身的X射线辐射源和自身的平面辐射检测器的两个此类成像系统，以便拍摄三维造影剂强化X射线图像数据组。
在此类系统中也可从三维X射线图像数据组中计算虚拟自然照片。
与基于产生两个分开的照片（带有和不带有造影剂）的解决方法相反，患者现在不再受到附加的辐射剂量。例如由于两个拍摄时刻之间的运动而导致的两个照片不能严格地融合的危险得以降低。
与其中将CT照片与来自另外的成像方法（例如，MRT、超声波、PET）的照片融合以实现更好的肿瘤定位的解决方法相反，现在使用唯一的双源CT照片实现了精确的肿瘤定位。
在该方法的构造中，在辐照施加中记录造影剂强化X射线图像数据组以用于目标体积的定位。
现在的思路是，在其中通常进行辐照的时间范围内（通常数分钟）使用通过给予造影剂实现的改进的诊断信息，以便一方面能够更好地控制治疗辐射，并且必要时能够对计划的偏差作出反应。
对此有利的是计算机断层造影成像，这明显地快于放射治疗的总持续时间。在每个情况中，在整个治疗施加中可使用优化的成像以用于质量控制。
在其中使用平板检测器执行成像的放射治疗系统中这导致了决定性的优点，因为平板检测器通常具有有限的图像质量。
辐照施加特别地可以是亚分段（hypofraktionierten）辐照或单个分段辐照的辐照施加。
常规的分段辐照治疗经常设置为每日一个分段的25至30个分段。在此，考虑到造影剂的可能的副作用（例如，肾衰竭），治疗优点由于造影剂的使用而抵消。
但是已经认识到，在分段的改变时，例如在亚分段（直至带有明显更高的单个剂量的5个分段）的情况下，或在所谓的“单个分段”治疗的情况下，这具有治疗优点。因此，方法的该构造在此是特别有利的。
造影剂的给予可与辐照施加的时刻协调，使得造影剂在辐照施加持续期间发挥其造影剂强化特征。这可通过在辐照施加的开始前直接将造影剂给药来实现。
造影剂强化X射线图像数据组可以是在辐照施加开始前用于患者定位而记录的计算机断层造影数据组，所述计算机断层造影数据组例如为患者的定位而产生。在此情况中，在辐照过程中可以记录另外的造影剂强化X射线图像数据组（例如，二维投影图像），借助于计算机单元将其与计算机断层造影数据组自动对比。
拍摄可在辐照期间很快地在线评估。现在，这可通过计算机单元全自动地实现。计算机单元可以自动并可靠地采集并且分割肿瘤，以便能够从对比中得出决定，所述决定又用于控制辐照。造影剂强化的成像明显地简化了这类方法，因为肿瘤的定位和与图像的对比现在基本上可以更简单并且更精确地实施。
附图说明
本发明的带有有利扩展的实施方式根据如下附图详细解释，而不限制于此。各图为：
图1示出了关于辐照计划方法的流程图，
图2示出了关于在辐照施加中使用的方法的流程图。
具体实施方式
图1示出了辐照计划的流程图。
首先，为患者进行造影剂给药（步骤11）。
然后，使用双能量CT记录双能量CT数据组（步骤13）。从该数据组中确定两个另外的图像数据组。
第一图像数据组（步骤15）具有最佳的对比度以用于肿瘤定位并且用于界定风险器官。
第二图像数据组（步骤17）是虚拟自然CT图像数据组。这意味着，密度值对应于自然CT的密度值，尽管患者在记录原始图像数据时被给药以造影剂。
然后，借助于这两个图像数据组执行辐照计划（步骤19）。
第一图像数据组用于定位并且分割目标器官和待保护的结构。第二图像数据组用于考虑并且确定在辐照计划时治疗辐射的正确的衰减。然后，以已知的方法执行辐照计划。将完成的辐照计划存储或传递到辐照治疗设备。
图2示出了在辐照施加期间使用的方法的流程图。
在可作为亚分段辐照的辐照施加或单个分段辐照的辐照施加的辐照施加开始前直接为患者给药以造影剂（步骤31）。
产生用于随后将患者相对于辐照治疗设备定位的第一计算机断层造影（步骤33）。在此，肿瘤被定位在对称中心内，使得肿瘤可如所计划地被辐照。
开始辐照（步骤35）。
在辐照过程中产生另外的二维投影图像数据（步骤37），通过计算机单元在线地即仍在辐照期间自动将所述二维投影图像数据与定位CT进行对比（步骤39）。
根据该对比来控制辐照过程（步骤41）。因此，如果在投影图像数据和定位CT之间产生过大的偏差，则可中断辐照。但也可修改辐照，以补偿可能的变化。
Claims (12)
1.一种用于在放射治疗中成像的方法，
-产生造影剂强化X射线图像数据组，
-在辐照计划期间和/或在辐照施加时使用该造影剂强化X射线图像数据组。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述造影剂强化X射线图像数据组是使用双源计算机断层造影仪所记录的三维造影剂强化X射线图像数据组。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述造影剂强化X射线图像数据组是使用包括单源计算机断层造影仪和带有自身的X射线辐射源和自身的平面辐射检测器的成像系统的混合成像系统所记录的三维造影剂强化X射线图像数据组。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述造影剂强化X射线图像数据组是使用包括两个分别带有自身的X射线辐射源和自身的平面辐射检测器的成像系统的混合成像系统所记录的三维造影剂强化X射线图像数据组。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，在使用所述三维造影剂强化X射线图像数据组的条件下执行所述辐照计划。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，从所述三维造影剂强化X射线图像数据组中计算两个不同的另外的图像数据组。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，第一个另外的图像数据组具有比第二个另外的图像数据组更高的对比度，并且其中，第二个另外的图像数据组是虚拟自然计算机断层造影数据组。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述虚拟自然计算机断层造影数据组用于确定在辐照计划期间治疗辐射的衰减值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在辐照施加时记录所述造影剂强化X射线图像数据组以便用于目标体积的定位。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述辐照施加是亚分段辐照或单个分段辐照的辐照施加。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其中，造影剂给予与辐照施加的时刻协调，使得造影剂在辐照施加持续期间发挥其造影剂强化特征。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述造影剂强化X射线图像数据组是在辐照施加的开始之前用于患者定位而记录的计算机断层造影数据组，并且其中，在辐照过程中记录另外的造影剂强化X射线图像数据组，借助于计算机单元将其与计算机断层造影数据组自动对比。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
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