JP6210972B2 - 放射誘導型放射線療法における使用のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６１／４７０，４３２号（２０１１年３月３１日出願）の優先権を主張し、この出願は参照することによりその全体が本明細書に援用される。

（背景）
放射線療法は、殺腫瘍線量の放射線を身体の局在領域に送達することを含む。放射線手術とも呼ばれる定位放射線療法を使用して、脳、胸部、頭部、頸部、肺、肝臓、膵臓、脊椎、および前立腺内の腫瘍が治療され得る。種々の腫瘍場所限定技法を使用して、腫瘍の場所を精密に決定し、健康な非癌組織を保護しながら、高線量の放射線が腫瘍に送達されることを確実にするよう支援し得る。例えば、単一かつ立体のＸ線撮像、キロ電圧およびメガ電圧ＣＴ撮像、埋め込み型基準マーカーおよび応答機、超音波撮像、ＭＲＩ、およびその他等の搭載型撮像技術は、放射線ビームが腫瘍領域に特定に標的化され得るように、腫瘍場所情報を収集することによって、放射線療法の有効性を改善するよう支援し得る。種々の放射線ビーム成形技法もまた、周囲組織への放射線暴露を低減させながら、治療されるべき腫瘍に放射線を精密に指向させるよう支援するために使用され得る。

本明細書において説明されるのは、座標系内の１つ以上の着目領域に対して、放射線源を配置するためのシステムおよび方法である。いくつかの変形例では、そのようなシステムおよび方法は、１人以上の患者腫瘍領域への放射線の局在化された送達のための放射誘導型放射線療法（ＥＧＲＴ）のために使用されてもよい。ＥＧＲＴシステムは、患者領域の周りを移動可能な構台を備えてもよく、１つ以上の陽電子放出検出器および放射線源が構台上に移動可能に配列される。ＥＧＲＴシステムは、同時発生の陽電子消滅放射経路を識別し、放射線源を指向し、識別された放出経路に沿って、放射線ビームを印加するように構成されるコントローラを備えてもよい。種々の方法が、ＥＧＲＴシステムと併用され、他の組織領域への放射線の送達を低減または回避しながら、放射線が、標的領域に送達されるように、標的領域に印加される放射線ビームを調整してもよい。本明細書において説明されるＥＧＲＴシステムおよび方法は、単独で、または腫瘍の治療のための外科手術、化学療法、および／または小線源療法と併せて使用されてもよい。

本明細書において説明されるＥＧＲＴシステムの一実施例は、患者領域の周りを移動可能な構台と、１つ以上の陽電子放出検出器と、１つ以上の治療用放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えてもよい。ＥＧＲＴシステムのいくつかの変形例は、１つ以上の単一光子放出検出器を備えてもよい。治療用放射線源は、１つ以上の放射性材料、Ｘ線源、または粒子ビーム源であってもよい。陽電子放出検出器および治療用放射線源は、標的領域と交差する同時発生の陽電子消滅放射経路の検出と、処方された放射線線量を標的領域に送達するための放射線ビームの印加のために、構台の周囲の種々の場所に配置されてもよい。放射線ビームは、放出経路に沿って、および／または検出された放出に基づいて決定された標的場所に印加されてもよい。可動構台は、組織の種々の領域が、患者領域内で治療され得るように、陽電子放出検出器および／または治療用放射線源の位置を調節してもよい。

本明細書において説明される方法は、ＥＧＲＴシステムと併用され、他の組織領域への放射線の送達を低減または回避しながら、標的領域に放射線を送達するために、標的領域に印加される放射線ビームを調整してもよい。例えば、ＥＧＲＴ方法を使用して、放射線敏感構造への放射線の送達を回避しながら、標的体積への処方された線量の放射線を送達し、ＰＥＴ信号および／または放射線ビーム減衰を補償し、リアルタイム腫瘍場所データを収集し、周囲組織を保護しながら、殺腫瘍レベルの放射線が、標的体積に送達されることを確実にするよう支援するための他の機能を果たしてもよい。本明細書において説明されるＥＧＲＴシステムおよび方法は、単独で、または腫瘍の治療のための外科手術、化学療法、放射線増感剤、および／または小線源療法と併せて使用されてもよい。例えば、ＥＧＲＴシステムおよび方法は、化学療法の前および／または後に使用されてもよい。ＥＧＲＴはまた、外科手術および／または小線源療法の前および／または後に使用されてもよい。腫瘍治療計画のいくつかの変形例は、腫瘍の一部を外科的に除去し、任意の残りの腫瘍塊を化学療法および／またはＥＧＲＴで治療するステップを含んでもよい。腫瘍治療計画における種々の療法は、部分的に、腫瘍のサイズ、タイプ、場所、進行度、および病因、ならびに種々の患者変数（例えば、性別、年齢、アレルギー、ある薬剤への耐性等）によって決定されてもよい。

組織の標的領域に対する放射誘導型放射線療法のための方法の一実施例は、陽電子放出検出器を使用して、標的組織および保護されるべき放射線敏感組織の両方と交差する、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップと、標的組織に印加される放射線が、保護されるべき組織に印加される放射線を上回るように、放出経路に沿って、放射線を選択的に印加するステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、放出経路に沿って、放射線を印加するステップは、確率的態様で、放射線を照射するステップ、または確率的態様で、強度変調させられる放射線を照射するステップを含んでもよい。

放射線を組織の標的化領域に印加するためのＥＧＲＴ方法の別の実施例は、陽電子放出検出器を使用して、標的組織領域と交差する単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップと、放出経路が、器官構造と交差するか否かを決定するステップと、放出経路に沿って、放射線を印加するように、放射線源を配置するステップと、放出経路に沿って、放射線を印加するステップとを含んでもよく、放射線は、確率的係数によって修正されてもよい。いくつかの変形例では、放射線を印加するステップは、放射線の強度が、確率的係数によってスケーリングされる放射線を印加するステップを含んでもよい。

組織の標的領域のＥＧＲＴのための別の方法は、組織の標的領域と交差する、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、放出経路が、標的組織からの拡張部の所定の縁に実質的に垂直である、ステップと、放射線源を使用して、放出経路に沿って放射線ビームを標的組織に印加するステップであって、放射線ビームの幅が、拡張部の縁の幅に対応し得る、ステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、標的組織は、ＰＥＴ反応性組織であり、拡張部の縁は、ＰＥＴ反応性組織に隣接する組織を備えてもよい。

組織の標的領域のＥＧＲＴのための別の方法は、陽電子放出検出器を使用して、組織のＰＥＴ反応性領域の境界を検出するステップと、ＰＥＴ反応性領域の境界を越えて、拡張領域を画定するステップと、組織の選択された領域と交差する、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、検出された放出経路が、実質的に、拡張領域の軸に垂直であり得る、ステップと、検出された放出経路に沿って、拡張領域の幅に対応する幅を有し得る、放射線ビームを印加するステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、陽電子放出検出器は、検出された陽電子消滅放射経路に基づいて、組織領域のＰＥＴ反応性領域の境界を決定するように構成されてもよい。

組織の標的領域のＥＧＲＴのための別の方法は、組織のＰＥＴ反応性領域の境界を検出するように構成される陽電子放出検出器を使用して、組織のＰＥＴ反応性領域の境界を決定するステップと、ＰＥＴ反応性領域の境界を越えて、拡張領域を画定するステップと、組織の選択された領域と交差する、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、検出された放出経路が、実質的に、拡張領域の軸に垂直であり得る、ステップと、検出された放出経路に沿って、拡張領域の幅に対応し得る幅を有する、放射線ビームを印加するステップを含んでもよい。いくつかの変形例では、拡張領域を画定するステップは、コンピュータ断層撮影、磁気共鳴画像診断、ＰＥＴ、または任意の他の好適な撮像モダリティのうちの１つ以上によって得られた画像を使用するステップを含んでもよい。

組織の標的領域のＥＧＲＴのための方法の別の実施例は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、放出経路が、保護されるべき第１の組織のＰＥＴ反応性領域および治療されるべき第２の組織のＰＥＴ反応性領域と交差し得る、ステップと、放射線源が放射線を放出経路に沿って印加可能であり得る場所に、放射線源を配置するステップと、放射線を放出経路に沿って印加するステップであって、放射線が放射線源の場所の第１の組織のＰＥＴ反応性領域の投影に反比例する変調率に従って調節され得る、ステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、放射線を印加するステップは、変調率によって修正される継続時間を有する放射線ビームを印加するステップを含んでもよい。代替として、または加えて、放射線を印加するステップは、変調率によって修正される強度を有する放射線を印加するステップを含んでもよい。他の変形例では、第２の組織のＰＥＴ反応性領域は、組織の標的領域と交差してもよく、組織の第１の領域は、組織の標的領域と交差しなくてもよい。

組織の標的領域のＥＧＲＴのためのさらに別の方法は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、放出経路が組織の標的化領域と交差する、ステップと、放射線源を使用して、放射線を放出経路に沿って印加するステップであって、印加される放射線が代替撮像モダリティによって決定され得るような完全放出経路に沿って、検出された陽電子消滅放射の総減衰に従って調節され得る、ステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、印加される放射線は、陽電子消滅放射経路に沿って、治療用放射線の減衰に従って調節されてもよい。例えば、印加される放射線は、検出された陽電子消滅放射の減衰に正比例または反比例してもよい。代替撮像モダリティの実施例として、コンピュータ断層撮影、磁気共鳴画像診断、Ｘ線、および／または任意の好適な撮像モダリティが挙げられ得る。

ＥＧＲＴのための方法の別の実施例は、陽電子放出検出器を使用して、単一陽電子消滅放射経路を検出するステップであって、放出経路が組織の標的領域と交差する、ステップと、選択された撮像モダリティによって得られた組織の標的領域の画像を使用して、放出経路の減衰率を算出するステップと、放射線を放出経路に沿って印加するステップであって、放射線が減衰率によって変調させられる、ステップとを含んでもよい。いくつかの変形例では、放射線は、陽電子消滅放射経路に沿って、放射線の減衰を補償するように調節されてもよい。印加される放射線は、検出された陽電子消滅放射の減衰に比例または反比例してもよい。いくつかの変形例では、選択された撮像モダリティは、コンピュータ断層撮影であってもよい。いくつかの変形例では、放射線の強度は、減衰率に比例または反比例して変調させられてもよい。加えて、または代替として、印加される放射線は、減衰率に比例または反比例して変調させられ得る継続時間を有してもよい。例えば、放出経路に沿って印加される放射線は、減衰率に反比例して変調させられ得る周波数を有してもよい。

ＥＧＲＴのためのシステムの一変形例は、患者領域の周りを移動可能な構台であって、構台は回転可能な内側構台および回転可能な外側構台を備える、構台と、患者領域内の複数の陽電子消滅放射経路を検出するように構成される内側構台に沿って移動可能に配列される複数の陽電子放出検出器と、外側構台に沿って移動可能に配列される放射線源であって、患者領域内の複数の陽電子消滅放射経路のそれぞれに沿って、放射線を印加するように構成される、放射線源とを備えてもよい。いくつかのＥＧＲＴシステムでは、内側構台は、外側構台より高速で回転可能であってもよい。いくつかの変形例では、システムは、複数の陽電子放出検出器が放射線源を遮蔽する感知モードと、放射線源が遮蔽されず、放射線を患者領域に印加可能である発射モードとを備えてもよい。代替として、または加えて、ＥＧＲＴシステムは、内側構台に沿って移動可能に配列される１つ以上の単一光子放出検出器を備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線源はまた、コリメータを備えてもよい。

放射誘導型放射線療法のための方法の実施例は、複数の陽電子放出検出器を使用して、複数の標的組織領域と交差する陽電子消滅放射経路を検出するステップと、複数の放出経路のそれぞれに沿って、放射線を印加するための放射線源を配置するステップと、放出経路のそれぞれに沿って、放射線を印加し、放射線を複数の標的組織領域に送達するステップとを含んでもよい。

ＥＧＲＴのためのシステムの別の実施例は、患者領域の周りを移動可能な構台であって、回転可能な内側構台および回転可能な外側構台を備える、構台と、患者領域内の複数の可動ＰＥＴ反応性領域からの複数の陽電子消滅放射経路を検出するように構成される内側構台に沿って移動可能に配列される複数の陽電子放出検出器と、外側構台に沿って移動可能に配列される放射線源であって、放射線を患者領域内の複数のＰＥＴ反応性領域のそれぞれに印加するように構成され得る、放射線源とを備えてもよい。いくつかのＥＧＲＴシステムでは、内側構台は、外側構台より高速で回転可能であってもよい。いくつかの変形例では、ＥＧＲＴシステムは、複数の陽電子放出検出器が放射線源を遮蔽する感知モードと、放射線源が遮蔽されず、放射線を患者領域に印加可能である発射モードとを備えてもよい。代替として、または加えて、ＥＧＲＴシステムは、内側構台に沿って移動可能に配列される１つ以上の単一光子放出検出器を備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線源はまた、コリメータを備えてもよい。

ＥＧＲＴのための方法の実施例は、複数の陽電子放出検出器を使用して、複数の可動標的組織領域と交差する陽電子消滅放射経路を検出するステップと、放出経路に沿って放射線を印加するために、放射線源を配置するステップと、標的組織領域の移動に従って、検出された放出経路を偏移させるステップから導出された経路に沿って、放射線を複数の可動標的組織領域に印加するステップとを含んでもよい。

また、本明細書において説明されるのは、放射線源（ＥＧＲＴのためのシステム内で使用され得る、放射線源等）を配置するために使用され得るシステムである。放射線源を配置するためのシステムの一変形例は、円形構台と、構台上に搭載される放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の第１の着目領域から始まる陽電子放出経路を検出するように構成されてもよく、コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）放出経路に沿って、放射線源を配置するように構成されてもよい。放射線源は、（例えば、メモリ内に記憶されたプログラムおよび／またはコントローラからの１つ以上の信号によって）選択された確率的係数に従って、放射線を発生させるように構成されてもよい。いくつかの変形例では、コントローラは、放出経路が座標系内の第２の着目領域と交差するか否かを決定するように構成されてもよく、放射線源は、放出経路が第２の着目領域と交差する場合、選択された確率的係数に従って、放射線を放出経路に沿って発生させるように構成されてもよい。代替として、または加えて、放射線源は、放出経路が第２の着目領域と交差し、選択された確率的係数が事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合、放出経路に沿って、発生させるように構成されてもよい。いくつかの変形例では、放射線源は、放射線を放出経路に沿って確率的態様で強度変調させられる放射線を発生させるように構成されてもよく、および／または確率的係数によってスケーリングされる放射線を発生させるように構成されてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの別の変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の複数の着目領域から始まる複数の陽電子放出経路を検出するように構成されてもよく、コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）複数の放出経路に沿って、放射線源を配置するように構成されてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの別の変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の複数の可動着目領域と交差する陽電子放出経路を検出するように構成されてもよく、コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）着目領域の移動に従って、検出された放出経路を偏移させることによって導出された経路に沿って、放射線源を配置するように構成されてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの一変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の着目領域と交差する、陽電子放出経路を検出するように構成されてもよく、放出経路は、実質的に、着目領域からの拡張部の縁の所定方向に垂直であってもよい。コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）放出経路に沿って、放射線源を配置するように構成されてもよく、放射線源は、（例えば、メモリ内に記憶されたプログラムおよび／またはコントローラからの１つ以上の信号によって）拡張部の縁の幅に対応する幅を有する放射線ビームを発生させるように構成されてもよい。いくつかの変形例では、着目領域は、ＰＥＴ反応性であってもよく、拡張部の縁は、ＰＥＴ反応性着目領域に隣接する領域を備えてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの一変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内のＰＥＴ反応性着目領域の境界を検出し、座標系内の第２の着目領域と交差する単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するように構成されてもよい。コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）ＰＥＴ反応性着目領域の境界を越える拡張領域を画定し、検出された放出経路が、拡張領域の軸に実質的に垂直であるか否かを決定し、放射線源を放出経路に沿って配置するように構成されてもよい。放射線源は、（例えば、メモリ内に記憶されたプログラムおよび／またはコントローラからの１つ以上の信号によって）拡張領域の幅に対応する幅を有する、放射線ビームを発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施例では、コントローラは、コンピュータ断層撮影および／または磁気共鳴画像診断によって得られた画像を使用することによって、拡張領域を画定するように構成されてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの別の変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の着目領域と交差する単一陽電子消滅放射経路を検出するように構成されてもよい。コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）選択された撮像モダリティによって得られた着目領域の画像を使用して、放出経路の減衰率を算出し、放射線源を放出経路に沿って配置するように構成されてもよい。放射線源は、（例えば、メモリ内に記憶されたプログラムおよび／またはコントローラからの１つ以上の信号によって）減衰率によって変調させられる放射線を発生させるように構成されてもよい。選択された撮像モダリティは、コンピュータ断層撮影および／または磁気共鳴画像診断であってもよい。いくつかの実施例では、放射線源は、陽電子消滅放射経路に沿って、放射線の減衰を補償するように調節される放射線を発生させるように構成されてもよい。代替として、または加えて、放射線源は、検出された陽電子消滅放射経路の減衰に比例する放射線を発生させるように構成されてもよい。他の実施例では、放射線源は、検出された陽電子消滅放射経路の減衰に反比例する放射線を発生させるように構成されてもよい。代替として、または加えて、放射線源は、減衰率に比例して変調させられる強度を有する放射線、および／または減衰率に比例して変調させられる継続時間を有する放射線、および／または減衰率に反比例して変調させられる強度を有する放射線、および／または減衰率に反比例して変調させられる周波数を有する放射線を発生させるように構成されてもよい。

放射線源を配置するためのシステムの別の変形例は、円形構台と、構台上に搭載された放射線源と、構台上に搭載された陽電子放出検出器と、放射線源および陽電子放出検出器と通信するコントローラとを備えてもよい。陽電子放出検出器は、座標系内の第１のＰＥＴ反応性着目領域および第２のＰＥＴ反応性着目領域と交差する単一の陽電子消滅放射経路を検出するように構成されてもよい。コントローラは、（例えば、メモリ内に記憶されるアルゴリズムをプログラミングすることによって）放出経路に沿った場所に放射線源を配置するように構成されてもよく、放射線源は、（例えば、メモリ内に記憶されたプログラムおよび／またはコントローラからの１つ以上の信号によって）放射線源の場所上の第１のＰＥＴ反応性着目領域の投影に反比例する変調率に従って調節される放射線を発生させるように構成されてもよい。いくつかの変形例では、放射線源は、変調率によって修正される継続時間を有する放射線ビームを発生させるように構成されてもよい。代替として、または加えて、放射線源は、変調率によって修正される強度を有する放射線を発生させるように構成されてもよい。いくつかの実施例では、第２のＰＥＴ反応性着目領域は、第３の着目領域と交差してもよく、第１の着目領域は、第３の着目領域と交差しなくてもよい。

放射誘導型放射線療法のためのシステムの一変形例は、患者領域の周りを移動可能な構台と、患者領域内の複数の陽電子消滅放射経路を検出するように構成される内側構台に沿って移動可能に配列される複数の陽電子放出検出器と、外側構台に沿って移動可能に配列される放射線源とを備えてもよい。構台は、回転可能な内側構台および回転可能な外側構台を備えてもよく、放射線源は、外側構台に沿って移動可能に配列されてもよい。放射線源は、患者領域内の複数の陽電子消滅放射経路に沿って放射線を印加するように構成されてもよく、内側構台は、外側構台より高速で回転可能であってもよい。随意に、システムはさらに、内側構台に沿って移動可能に配列される単一光子放出検出器を備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線源は、コリメータを備えてもよい。そのようなシステムは、随意に、複数の陽電子放出検出器が放射線源を遮蔽する感知モードと、放射線源が遮蔽されず、放射線を患者領域に印加可能である発射モードとを備えてもよい。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の第１の着目領域から始まる陽電子放出経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該放射線源を該放出経路に沿って配置するように構成され、該放射線源は、選択された確率的係数に従って放射線を発生させるように構成されている、コントローラと
を備える、システム。
（項目２）
前記コントローラは、前記放出経路が前記座標系内の第２の着目領域と交差するか否かを決定するように構成され、前記放射線源は、該放出経路が、該第２の着目領域と交差する場合、前記選択された確率的係数に従って、放射線を該放出経路に沿って発生させるように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記放射線源は、前記放出経路が前記第２の着目領域と交差し、前記選択された確率的係数が事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合、放射線を該放出経路に沿って発生させるように構成されている、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記放射線源は、確率的態様で強度変調させられた放射線を前記放出経路に沿って発生させるように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記放射線源は、前記確率的係数によってスケーリングされた放射線を発生させるように構成されている、項目１に記載のシステム。
（項目６）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の複数の着目領域から始まる複数の陽電子放出経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該放射線源を該複数の放出経路に沿って配置するように構成されている、コントローラと
を備える、システム。
（項目７）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の複数の可動着目領域と交差する陽電子放出経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該着目領域の移動に従って該検出された放出経路を偏移させることによって導出された経路に沿って該放射線源を配置するように構成されている、コントローラと
を備える、システム。
（項目８）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の着目領域と交差する陽電子放出経路を検出するように構成され、該放出経路は、該着目領域からの拡張部の縁の所定方向に実質的に垂直である、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該放射線源を該放出経路に沿って配置するように構成され、該放射線源は、該拡張部の縁の幅に対応する幅を有する放射線ビームを発生させるように構成されている、コントローラと
を備える、システム。
（項目９）
前記着目領域は、ＰＥＴ反応性であり、前記拡張部の縁は、該ＰＥＴ反応性着目領域に隣接する領域を備える、項目８に記載のシステム。
（項目１０）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内のＰＥＴ反応性着目領域の境界を検出し、該座標系内の第２の着目領域と交差する単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラと
を備え、
該コントローラは、
該ＰＥＴ反応性着目領域の境界を越える拡張領域を画定して、該検出された放出経路が、該拡張領域の軸に実質的に垂直であるか否かを決定することと、
該放射線源を該放出経路に沿って配置することであって、該放射線源が、該拡張領域の幅に対応する幅を有する放射線ビームを発生させることと
を行うように構成されている、システム。
（項目１１）
前記コントローラは、コンピュータ断層撮影によって得られた画像を使用することによって、拡張領域を画定するように構成されている、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
前記コントローラは、磁気共鳴画像診断によって得られた画像を使用することによって、拡張領域を画定するように構成されている、項目１０に記載のシステム。
（項目１３）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の着目領域と交差する単一の陽電子消滅放射経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラと
を備え、
該コントローラは、
選択された撮像モダリティによって得られた該着目領域の画像を使用して、該放出経路の減衰率を算出することと、
該放射線源を該放出経路に沿って配置することであって、該放射線源が、該減衰率によって変調させられる放射線を発生させるように構成されている、ことと
を行うように構成される、システム。
（項目１４）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成されており、該放射線は、該放射線の減衰を前記陽電子消滅放射経路に沿って補償するように調節される、項目１３に記載のシステム。
（項目１５）
前記選択された撮像モダリティは、コンピュータ断層撮影である、項目１３に記載のシステム。
（項目１６）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記検出された陽電子消滅放射経路の減衰に比例する、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記検出された陽電子消滅放射経路の減衰に反比例する、項目１５に記載のシステム。
（項目１８）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記減衰率に比例して変調させられる強度を有する、項目１３に記載のシステム。
（項目１９）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記減衰率に比例して変調させられる継続時間を有する、項目１３に記載のシステム。
（項目２０）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記減衰率に反比例して変調させられる強度を有する、項目１３に記載のシステム。
（項目２１）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記減衰率に反比例して変調させられる周波数を有する、項目１３に記載のシステム。
（項目２２）
放射線源を配置するためのシステムであって、該システムは、
円形構台と、
該構台上に搭載された放射線源と、
該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、座標系内の第１のＰＥＴ反応性着目領域および第２のＰＥＴ反応性着目領域と交差する単一の陽電子消滅放射経路を検出するように構成されている、陽電子放出検出器と、
該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該放射線源を該放出経路に沿った場所に配置するように構成され、該放射線源は、該放射線源の場所の該第１のＰＥＴ反応性着目領域の投影に反比例する変調率に従って調節される放射線を発生させるように構成される、コントローラと
を備える、システム。
（項目２３）
前記放射線源は、放射線ビームを発生させるように構成され、該放射線ビームは、前記変調率によって修正される継続時間を有する、項目２２に記載のシステム。
（項目２４）
前記放射線源は、放射線を発生させるように構成され、該放射線は、前記変調率によって修正される強度を有する、項目２２に記載のシステム。
（項目２５）
前記第２のＰＥＴ反応性着目領域は、第３の着目領域と交差し、前記第１の着目領域は、該第３の着目領域と交差しない、項目２２に記載のシステム。
（項目２６）
放射誘導型放射線療法のためのシステムであって、該システムは、
患者領域の周りを移動可能な構台であって、該構台は、回転可能な内側構台および回転可能な外側構台を備える、構台と、
該内側構台に沿って移動可能に配列される複数の陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、該患者領域内の複数の陽電子消滅放射経路を検出するように構成されている、複数の陽電子放出検出器と、
該外側構台に沿って移動可能に配列される放射線源であって、該放射線源は、該患者領域内の該複数の陽電子消滅放射経路に沿って放射線を印加するように構成され、該内側構台は、該外側構台よりも高速で回転可能である、放射線源と
を備える、システム。
（項目２７）
前記内側構台に沿って移動可能に配列される単一光子放出検出器をさらに備える、項目２６に記載のシステム。
（項目２８）
前記放射線源は、コリメータを備える、項目２７に記載のシステム。
（項目２９）
前記システムは、感知モードと、発射モードとを備え、該感知モードにおいて、前記複数の陽電子放出検出器は、前記放射線源を遮蔽し、該発射モードにおいて、該放射線源は、遮蔽されずに、放射線を前記患者領域に印加可能である、項目２６に記載のシステム。

図１は、放射線陽電子を消滅放射経路に沿って整列させるための放射誘導型放射線療法システムの一変形例である。 図１Ａは、計画標的体積（ＰＴＶ）および放射線敏感構造の両方と交差する応答線（ＬＯＲ）に沿って、確率的に放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１Ｂは、図１Ａの描写に従って機能するＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図であって、図１Ｃ〜１Ｅは、図１Ｂの方法を使用して、コンピュータシミュレーションから導出された等値線プロット（均一な等値線間隔を有する）を描写する。 図１Ａは、計画標的体積（ＰＴＶ）および放射線敏感構造の両方と交差する応答線（ＬＯＲ）に沿って、確率的に放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１Ｂは、図１Ａの描写に従って機能するＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図であって、図１Ｃ〜１Ｅは、図１Ｂの方法を使用して、コンピュータシミュレーションから導出された等値線プロット（均一な等値線間隔を有する）を描写する。 図１Ａは、計画標的体積（ＰＴＶ）および放射線敏感構造の両方と交差する、応答線（ＬＯＲ）に沿って、確率的に放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１Ｂは、図１Ａの描写に従って機能する、ＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図であって、図１Ｃ〜１Ｅは、図１Ｂの方法を使用して、コンピュータシミュレーションから導出された等値線プロット（均一等値線間隔を有する）を描写する。 図１Ａは、計画標的体積（ＰＴＶ）および放射線敏感構造の両方と交差する、応答線（ＬＯＲ）に沿って、確率的に放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１Ｂは、図１Ａの描写に従って機能する、ＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図であって、図１Ｃ〜１Ｅは、図１Ｂの方法を使用して、コンピュータシミュレーションから導出された等値線プロット（均一等値線間隔を有する）を描写する。 図１Ａは、計画標的体積（ＰＴＶ）および放射線敏感構造の両方と交差する、応答線（ＬＯＲ）に沿って、確率的に放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１Ｂは、図１Ａの描写に従って機能する、ＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図であって、図１Ｃ〜１Ｅは、図１Ｂの方法を使用して、コンピュータシミュレーションから導出された等値線プロット（均一等値線間隔を有する）を描写する。 図２Ａは、ＰＴＶの実質的に垂直な拡張領域の幅に対応する幅を有する放射線ビームを印加するためのＥＧＲＴ方法の別の変形例の概念描写であって、図２Ｂは、ＰＴＶの拡張領域を画定するために使用され得る、ある方法の流れ図であって、図２Ｃは、図２Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図２Ａは、ＰＴＶの実質的に垂直な拡張領域の幅に対応する幅を有する放射線ビームを印加するためのＥＧＲＴ方法の別の変形例の概念描写であって、図２Ｂは、ＰＴＶの拡張領域を画定するために使用され得る、ある方法の流れ図であって、図２Ｃは、図２Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図２Ａは、ＰＴＶの実質的に垂直な拡張領域の幅に対応する幅を有する、放射線ビームを印加するためのＥＧＲＴ方法の別の変形例の概念描写であって、図２Ｂは、ＰＴＶの拡張領域を画定するために使用され得る、ある方法の流れ図であって、図２Ｃは、図２Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図３Ａは、ＰＴＶ内のＰＥＴ反応性領域と、ＰＴＶ外のＰＥＴ反応性領域との間を区別する、放射線ビームを印加するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図３Ｂは、図３Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図３Ａは、ＰＴＶ内のＰＥＴ反応性領域と、ＰＴＶ外のＰＥＴ反応性領域との間を区別する放射線ビームを印加するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図３Ｂは、図３Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図４Ａは、同時発生の陽電子放出経路に沿って、減衰を補正するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図４Ｂは、４Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図４Ａは、同時発生の陽電子放出経路に沿って、減衰を補正するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図４Ｂは、４Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図５Ａは、同時発生の陽電子放出経路に沿って、精密に放射線ビームを印加するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図５Ｂは、図５Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図５Ａは、同時発生の陽電子放出経路に沿って、精密に放射線ビームを印加するための別のＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図５Ｂは、図５Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図６Ａ〜６Ｃは、ＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、複数の放射線ビームは、単一ＬＯＲに沿って印加され、図６Ｄは、図６Ａ〜６Ｃに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図６Ａ〜６Ｃは、ＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、複数の放射線ビームは、単一ＬＯＲに沿って印加され、図６Ｄは、図６Ａ〜６Ｃに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図７は、ＥＧＲＴ技法および強度変調放射線療法（ＩＭＲＴ）技法の両方を使用する方法の一実施例の流れ図である。 図８Ａおよび８Ｂは、ＥＧＲＴの間、腫瘍および／またはＰＴＶのための場所情報を更新するＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図８Ｃは、図８Ａおよび８Ｂに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図８Ａおよび８Ｂは、ＥＧＲＴの間、腫瘍および／またはＰＴＶのための場所情報を更新するＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図８Ｃは、図８Ａおよび８Ｂに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図９Ａは、均一線量分布のために、ＰＴＶに印加される放射線を変調させるためのＥＧＲＴ方法の別の実施例の概念描写であって、図９Ｂは、図９Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図９Ａは、均一線量分布のために、ＰＴＶに印加される放射線を変調させるためのＥＧＲＴ方法の別の実施例の概念描写であって、図９Ｂは、図９Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１０Ａおよび１０Ｂは、ＬＯＲの原点を計算するためのＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図１０Ｃは、図１０Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１０Ａおよび１０Ｂは、ＬＯＲの原点を計算するためのＥＧＲＴ方法の概念描写であって、図１０Ｃは、図１０Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１１Ａは、放射線を低酸素組織領域に送達するためのＥＧＲＴ方法の一変形例の概念描写であって、図１１Ｂは、図１１Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１１Ａは、放射線を低酸素組織領域に送達するためのＥＧＲＴ方法の一変形例の概念描写であって、図１１Ｂは、図１１Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１２Ａは、ＬＯＲに沿って、陽電子放出活性が低減されたＰＴＶと交差する放射線を送達するためのＥＧＲＴ方法の変形例の概念描写であって、図１２Ｂは、図１２Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１２Ａは、ＬＯＲに沿って、陽電子放出活性が低減されたＰＴＶと交差する放射線を送達するためのＥＧＲＴ方法の変形例の概念描写であって、図１２Ｂは、図１２Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１３は、２つ以上のＰＥＴ追跡子を使用するＥＧＲＴ方法の一実施例の流れ図である。 図１４Ａは、複数のＰＴＶと交差するＬＯＲに沿って放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１４Ｂは、図１４Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１４Ａは、複数のＰＴＶと交差するＬＯＲに沿って放射線を印加するためのＥＧＲＴ方法の実施例の概念描写であって、図１４Ｂは、図１４Ａに描写される方法の例示的実装の流れ図である。 図１５Ａ〜１５Ｂは、可動内側構台および別個に可動する外側構台を有するＥＧＲＴシステムの実施例の概略描写であって、図１５Ｃは、図１５Ａおよび１５Ｂに描写されるシステムが、どのように使用され得るかの一実施例の流れ図である。 図１５Ａ〜１５Ｂは、可動内側構台および別個に可動する外側構台を有するＥＧＲＴシステムの実施例の概略描写であって、図１５Ｃは、図１５Ａおよび１５Ｂに描写されるシステムが、どのように使用され得るかの一実施例の流れ図である。

本明細書において説明されるのは、座標系内の１つ以上の着目領域に対して、放射線源を配置するためのシステムおよび方法である。いくつかの変形例では、そのようなシステムおよび方法は、陽電子消滅事象からの光子の放出経路に沿った放射線の送達のための放射誘導型放射線療法のために使用されてもよい。本明細書において説明されるシステムおよび方法は、高線量の放射線を第１の着目領域（例えば、腫瘍）に送達する一方、あったとしても少量の放射線を第２の着目領域（例えば、周辺組織）に送達するために使用されてもよい。以下に説明されるシステムおよび方法は、高レベルの放射線が腫瘍に印加され得る一方、腫瘍の周囲の組織を保護するために、標的化腫瘍領域を精密に特定可能であり得る。これらのシステムおよび方法は、正確な腫瘍場所限定を提供するよう支援してもよく、リアルタイム（例えば、陽電子消滅放射経路が検出されてから数秒以内）で、放射線ビームを標的腫瘍領域に送達するために使用されてもよい。これらのシステムおよび方法は、有用放射線治療を提供するために、腫瘍体積描出、患者設定、および生理的動作等の複数のプロセスから生じる不確実性に対処および管理してもよい。本明細書において説明されるシステムおよび方法は、放射線治療効率、患者快適性、および／またはコスト有効性を改善するよう支援してもよい。以下に説明される変形例および実施例は、ＥＧＲＴシステムを指すが、これらは、単に、座標系内の１つ以上の着目領域に対して、放射線源を配置するために使用され得るシステムの実施例であることを理解されたい。座標系内の着目領域として、腫瘍組織、非腫瘍組織、放射線敏感器官または構造、任意の解剖学的構造、陽電子を放出する任意の領域または体積（例えば、ＰＥＴ反応性領域）、陽電子を放出しない任意の領域（例えば、非ＰＥＴ反応性領域）、ＰＥＴ反応性領域に対して画定され得る領域または体積、固定領域または体積、可動領域または体積、ユーザまたは施術者によって識別された任意の領域または体積（例えば、計画標的体積）、あるいは機械アルゴリズム（例えば、画像処理アルゴリズム）等を含み得るが、それらに限定されない。

ＥＧＲＴは、単独で、または他のタイプの放射線療法と併せて使用されてもよい。例えば、ＥＧＲＴは、強度変調放射線療法（ＩＭＲＴ）および／または画像誘導放射線療法（ＩＧＲＴ）と併用されてもよい。ＩＭＲＴは、高度共形線量分布を発生させ、健康組織を保護しながら、放射線を標的化腫瘍領域に送達可能であってもよい。ＩＧＲＴは、患者内の腫瘍を特定するために、治療前計画において、ＭＲＩまたはＣＴ等の撮像モダリティを使用してもよい。これらの撮像モダリティの一方または両方をＥＧＲＴと組み合わせることは、治療用放射線が意図された組織領域に送達されることを確実にするよう支援するための標的化腫瘍領域のリアルタイム場所追跡に有用となり得る。

本明細書において開示されるものは、ＰＥＴ追跡子を使用するＥＧＲＴのためのシステムおよび方法であって、放射線は、検出された同時発生の陽電子消滅放射経路と整列させられた応答線（ＬＯＲ）に沿って印加されてもよい。ＥＧＲＴのために使用され得るシステムは、患者領域の周りを移動可能な構台と、構台に沿って移動可能であり得る１つ以上の陽電子放出検出器と、同様に構台に沿って移動可能であり得る１つ以上の治療用放射線源とを備えてもよい。１つ以上の陽電子放出検出器は、複数の着目領域（例えば、腫瘍）に対応する放出経路を検出および追跡可能であってもよい。１つ以上の放射線源は、放射線が、健康組織ではなく腫瘍に正確に印加され得るように、複数の腫瘍のそれぞれの動きを補償するように構成されてもよい。放射誘導型放射線療法のために使用され得る放射線源を配置するためのシステム（１３０）の一変形例が、図１に描写される。システム（１３０）は、円形可動構台（図示せず）と、構台上に搭載される放射線源（１３１）と、構台上およびその周囲の種々の場所に配置される１つ以上の陽電子消滅放射センサ（１３３）と、１つ以上のＸ線検出器（１３２）と、モーションシステム（１３４）と、コントローラまたはマイクロプロセッサ（１３５）とを備えてもよい。Ｘ線検出器（１３２）および陽電子消滅放射センサ（１３３）はまた、可動構台上に搭載されてもよい。いくつかの変形例では、陽電子放出センサ（１３３）およびＸ線検出器（１３２）は、構台の周縁の実質的部分の周囲に配列されてもよい。陽電子放出センサ（１３３）は、陽電子消滅事象から始まる光子の放出経路（１３６）を感知することによって、陽電子消滅事象を検出するように構成されてもよい。モーションシステム（１３４）は、構台および着目領域または標的体積（１３８）の周りに取り付けられた機器を移動させ、放射線源（１３１）を検出された放出経路（１３６）と整列させるように構成されてもよい。マイクロプロセッサ（１３５）は、放射線源（１３１）、陽電子放出センサ（１３３）、Ｘ線検出器（１３２）、およびモーションシステム（１３４）に接続されることにより、これらの構成要素の各々の動作を相互に対して調整し、所望のシーケンスにおいて、これらの構成要素の各々をアクティブ化させてもよい。例えば、マイクロプロセッサ（１３５）は、標的体積（１３８）と交差する同時発生光子放出経路（１３６）を識別してもよく、放射線源（１３１）の整列、構成、およびトリガを協調させ、放射線を検出された放出経路（１３６）に沿って標的体積（１３８）に指向させてもよい。

マイクロプロセッサ（１３５）は、ＥＧＲＴ期間の過程において、複数の検出された放出経路に応答して構台の回転を制御し、放射線源（１３１）の位置を調節してもよい。ＥＧＲＴシステムのマイクロプロセッサは、コンピュータ可読記憶メディアを備えてもよく、コンピュータ可読記憶メディア内に記憶されるソフトウェアまたはファームウェアに従って、種々の機能を実行可能であってもよい。コンピュータ可読記憶メディアの実施例として、電子、磁気、光学、電磁、赤外線、または半導体システム、装置またはデバイス、ポータブルコンピュータディスケット（磁気）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（磁気）、読取専用メモリ（ＲＯＭ）（磁気）、消去可能プログラマブル読取専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）（磁気）、ポータブル光学ディスク、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ、ＤＶＤ−Ｒ、またはＤＶＤ−ＲＷ、あるいはフラッシュメモリ、例えば、コンパクトフラッシュカード、セキュア化されたデジタルカード、ＵＳＢメモリデバイス、メモリスティック、等を含むことができるが、それらに限定されない。ソフトウェアまたはファームウェアはまた、命令実行システム、装置、またはデバイス、例えば、命令実行システム、装置、またはデバイスからの命令をフェッチし、命令を実行することができる、コンピュータベースのシステム、プロセッサ含有システム、または他のシステムによって、あるいはそれと連動して、使用するための任意のトランスポートメディア内で伝搬されることができる。トランスポートメディアの実施例として、電子、磁気、光学、電磁または赤外線有線または無線伝搬メディアを含むことができるが、それらに限定されない。

本明細書において説明されるＥＧＲＴのためのシステムおよび方法は、ＰＥＴ追跡子から始まる同時発生の陽電子消滅放射事象からの放出経路を検出し、それに応答するように構成されてもよいが、他のタイプの放射性追跡子もまた、ＥＧＲＴのために使用されてもよい。例えば、ＥＧＲＴシステムおよび方法は、加えて、または代替として、ＳＰＥＣＴ追跡子から生じる単一光子放出を検出し、それに応答するように構成されてもよい。一般に核医学において使用される他の放射性追跡子もまた、本明細書において説明されるＥＧＲＴシステムおよび方法と併用されてもよい。そのような放射性追跡子からの放出線は、正確かつほぼリアルタイムの腫瘍追跡のための誘導としての役割を果たしてもよい。使用される放射性追跡子のタイプに応じて、ＥＧＲＴシステムは、陽電子放出検出器、単一光子放出検出器等の種々の検出器を備えてもよい。ＥＧＲＴシステムはまた、線形加速器、放射性材料、Ｘ線源、粒子ビーム源等を含む種々の治療用放射線源を備えてもよい。いくつかの変形例では、放射線源は、単一光子事象に応答して、放射線を送達可能なコリメータを備えてもよい。ＥＧＲＴのために使用され得るシステムの一実施例は、２００４年１１月２９日出願の米国特許第７，２６５，３５６号に説明される。ＥＧＲＴシステムの付加的説明および実施例は、以下ならびに２００９年２月９日出願の米国特許出願公開第２００９／０２５６０７８号（参照することによって全体として本明細書に組み込まれる）に提供される。

ＥＧＲＴのための方法は、リアルタイムで腫瘍の場所を追跡するために使用されてもよく、および／または周辺組織を保護しながら、所望の線量の放射線を計画標的体積（ＰＴＶ）内の腫瘍に送達するために使用されてもよい。ＰＴＶは、単独でまたは組み合わせてのいずれかにおいて、ＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、Ｘ線等の種々の撮像モダリティを使用して、医師および／または技術者（例えば、放射線腫瘍医、医学物理学者、放射線技師、放射線療法士等）によって、治療前および／または計画期間の間に決定されてもよい。ＰＴＶはまた、放射線療法期間の間に決定されてもよい。例えば、ＰＴＶは、単独でまたは組み合わせてのいずれかにおいて、１つ以上のタイプの搭載型撮像モダリティ（例えば、ＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、Ｘ線等）を使用して、放射線療法期間の間、周期的に決定されてもよい。ＰＴＶに関するデータは、放射線療法期間の間、医学物理学者および／または放射線療法士によって使用されるために、ＥＧＲＴシステムのマイクロプロセッサ内に記憶されてもよい。ＰＴＶは、腫瘍領域および腫瘍領域の領域内の周辺非腫瘍組織を含んでもよく、またはＰＴＶは、周辺非腫瘍組織を伴わない腫瘍領域のみを含んでもよい。代替として、または加えて、ＰＴＶは、選択された撮像モダリティ（例えば、ＣＴ、ＰＥＴ、ＭＲＩ、Ｘ線、ＳＰＥＣＴ等）によって決定されるような可視場所および腫瘍の成長を含んでもよい。ある場合には、ＰＴＶは、ＰＥＴ反応性組織領域（すなわち、ＰＥＴ追跡子を取り込み、陽電子消滅から生じる光子を放出している組織体積）を含んでもよく、他の場合には、ＰＴＶは、ＰＥＴ反応性領域および隣接する非ＰＥＴ反応性組織領域の両方を含んでもよい。いくつかの変形例では、ＰＴＶは、１つ以上の付加的な縁、例えば、患者および／または器官の動作、器官形状およびサイズ変動、ならびに放射線ビーム整列における不確実性のための縁を有する前述の領域を含んでもよい。

いくつかの方法は、呼吸または他の患者移動による腫瘍および／またはＰＴＶ移動を補償し、および／または正確なまたは精密な腫瘍縁検出を提供するよう支援し、および／またはＰＴＶに印加される放射線が、ＰＴＶ内の「高温」または「低温」点を低減させることによって（例えば、放射線線量が、ＰＴＶ全体にわたって均一に送達されるように）、均質であることを確実にするよう支援してもよい。ＥＧＲＴのための種々の方法が、個々に、以下に説明されるが、本明細書に開示される方法のうちの１つ以上が、ＥＧＲＴ期間前またはその間に、組み合わせられてもよいことを理解されたい。随意に、ＥＧＲＴのこれらの方法のうちの１つ以上は、患者の癌治療の過程において、外科手術、化学療法、小線源療法、および／または他の癌療法と併せて使用されてもよい。

ＥＧＲＴのための方法の一変形例は、減少量の放射線を放射線敏感構造に送達する一方、処方された線量の放射線をＰＴＶ内に位置する腫瘍に送達してもよい。そのような方法のある変形例は、選択された組織領域または任意の放射線敏感構造へのいかなる放射線の送達も回避してもよい。放射線敏感構造は、例えば、特に、放射線損傷を受けやすい器官であってもよい。放射線敏感構造として、心臓、食道、直腸、胃、腸上部および下部、胸部、配偶子形成に関わる唾液腺器官、脊髄、および他の神経組織等が挙げられ得る。ＥＧＲＴのいくつかの変形例では、放射線敏感構造は、随意に、これらの放射線敏感構造が、任意の放射線損傷を自己修復するよう支援し得る放射線防御剤（例えば、アミホスチン）を用いて治療されてもよい。減少量の放射線を放射線敏感構造に送達する方法の一変形例は、放射線敏感構造と交差する同時発生の陽電子消滅放射経路またはＬＯＲに沿って、放射線を低頻度で送達するステップを含んでもよい。図１Ａは、計画標的体積ＰＴＶ（１０２）および放射線敏感構造（１０４）を有する患者領域（１００）を概念的に描写する。ＰＴＶ（１０２）の少なくとも一部は、ＰＥＴ追跡子（例えば、ＦＤＧ、ＦＬＴ、Ｆ−ＭＩＳＯ）を取り込んでおり、陽電子消滅事象から生じる光子を放出していてもよく、すなわち、ＰＴＶの少なくとも一部は、ＰＥＴ反応性であってもよい。ＰＴＶ内において始まる放出経路または応答線は、応答線（１０６）等の放射線敏感構造（１０４）と交差してもよい一方、その他は、応答線（１０８）等の放射線敏感構造（１０４）と交差しなくてもよい。放射線源（図示せず）は、ＬＯＲ（１０８）に沿って、ある周波数および強度で放射線を印加し、処方された線量をＰＴＶ（１０２）に送達してもよい。放射線源は、ＬＯＲ（１０６）に沿って、（例えば、周波数および／または強度が）減衰または変調させられた放射線を印加し、放射線敏感構造（１０４）への放射線暴露を低減させてもよい。例えば、放射線が、ＬＯＲ（１０６）に沿って送達される周波数は、確率的態様で、低減されてもよい。代替として、または加えて、ＬＯＲ（１０６）に沿って送達される放射線は、ＬＯＲ（１０８）に沿って送達される放射線と比較して、減衰（例えば、強度または電力が低減）させられてもよい。
減少量の放射線を放射線敏感構造に送達する一方、処方された線量の放射線をＰＴＶに送達する方法（１１０）の一実施例は、図１Ｂに図式的に表される。方法（１１０）は、例えば、放射線が、放射線敏感構造と交差するＬＯＲに沿って印加される周波数を低減してもよい。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、１つ以上の構台上に搭載された放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（１１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、ＬＯＲに関して随意に、データ（例えば、場所データ、信号強度データ等）をマイクロプロセッサのメモリ内に記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲが、ＬＯＲの場所データをマイクロプロセッサのメモリ内に記憶されたＰＴＶの場所データと比較することによって、ＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（１１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データを放射線敏感構造の場所データと比較することによって、ＬＯＲが放射線敏感構造と交差するか否かを評価してもよい（１１６）。交差しない場合、マイクロプロセッサは、ＥＧＲＴシステムの放射線源に命令を送信し、ＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい（１２２）。交差する場合、マイクロプロセッサは、０〜１の間の数Ｘを無作為に生成してもよい（１１８）。マイクロプロセッサは、次いで、数Ｘが、事前にプログラムされた確率閾値Ｔを下回るか否かを決定する（１２０）。下回らない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。調整数Ｘが、事前にプログラムされた閾値Ｔを下回る場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を送信し、ＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい（１２２）。放射線が検出されたＬＯＲに沿って送達されると、方法（１１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線が、ＰＴＶおよび／または放射線敏感構造に印加されるまで、繰り返されてもよい。実施例として、放射線敏感構造に、周囲組織および／またはＰＴＶの線量レベルの２０％以下である線量を処方することが望ましくあり得る。本実施例では、確率閾値Ｔは、放射線が、放射線敏感構造およびＰＴＶの両方と交差する応答線５本のうちから１本に送達されるように、０．２であるように選択されてもよい。代替として、確率閾値Ｔはまた、放射線が変調させられる減衰率または倍率を表してもよい。例えば、ＰＴＶおよび放射線敏感構造の両方と交差するＬＯＲに沿って印加される放射線は、印加される放射線が公称強度レベルの２０％であるように、確率閾値Ｔ＝０．２によって変調させられてもよい。代替として、放射線源の公称リーフ開時間は、公称リーフ開時間の２０％であってもよい。確率閾値Ｔは、任意の好適な値、例えば、０、０．００５、０．０１、０．０５、０．１０、０．５、０．７５、０．９、１．０等であってもよい。他の変形例では、ＬＯＲに沿って印加される放射線の強度または電力は、確率的係数によって減衰またはスケーリングさせられてもよい。確率的係数は、閾値Ｔ未満である、無作為に生成された数０〜１から導出されてもよい。

図１Ｃ〜１Ｅは、方法（１１０）が放射線をＰＴＶ（１４０）に印加するために実装されたとき、コンピュータシミュレーション放射線線量マップを表す等値線プロットである。図１Ｃ〜１Ｅにおける様々な等値線プロットは、一様な等値線間隔を有し、放射線敏感構造（１４２）に印加される放射線の量に及ぼす、確率閾値Ｔを変動させることの影響を反映する。図１Ｃは、確率閾値Ｔ＝１．０のときの（すなわち、放射線敏感構造への線量送達に対して、何のペナルティもない）線量プロファイルを描写する。本実施例では、放射線敏感構造（１４２）への放射線線量は、周囲組織の放射線線量に類似する。図１Ｄは、確率閾値Ｔ＝０．２のときの線量プロファイルを描写し、図１Ｅは、確率閾値Ｔ＝０．０のときの線量プロファイルを描写する。確率閾値Ｔが、ゼロに向かって減少するにつれて、放射線敏感構造（１４２）への総線量も、等値線マップに描写されるように、減少し得る。

ＥＧＲＴ方法の他の変形例では、放射線源は、ＰＴＶに送達される放射線ビームの特性を調節し、ＰＴＶ内の非ＰＥＴ反応性組織へ放射線を送達してもよい。例えば、放射線ビームの幅は、ＰＴＶ内の非ＰＥＴ反応性組織に放射線を送達するように拡張されてもよく、および／または複数の放射線ビームが、ＰＴＶ内の非ＰＥＴ反応性場所に経時的に印加されてもよい。そのような方法の一実施例は、図２Ａに概念的に描写される。本方法は、治療計画段階の間に、画像（例えば、ＰＥＴ−ＣＴ画像を含む、ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ等のうちの１つ以上）を得て、ＥＧＲＴの間に治療されるべき計画標的体積または複数の体積を画定するステップを含んでもよい。縁が拡張されるＰＴＶ（２０２）は、ＰＥＴ反応性標的体積（２０４）の縁から幅（Ｗ１）だけ拡張してもよい。ＥＧＲＴ期間の間に、ＰＴＶ（２０２）と交差するＬＯＲ（２０６）が陽電子放出検出器（図示せず）によって検出されると、放射線源（２１０）によって印加される放射線ビーム（２０８）は、放射線ビーム幅（Ｗ２）が、ＰＥＴ反応性体積（２０４）とＰＴＶ（２０２）との間に追加される縁の方向により広くなるように調節されてもよい。いくつかの変形例では、放射線ビームの幅（Ｗ２）は、放射線ビーム（２０８）が縁拡張方向に実質的に垂直である場合、縁の方向に拡張されてもよい。

ＰＴＶ内のＰＥＴ反応性体積の境界に隣接する組織に放射線を印加する方法の一実施例は、図２Ｂおよび２Ｃに描写される。図２Ｂは、ＥＧＲＴ期間に先立って行われ得る治療計画の間に、またはＥＧＲＴ期間の間に行われ得る、使用されてもよい方法（２２０）を描写する。方法（２２０）は、ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、および／または複合ＰＥＴ−ＣＴ画像等の１つ以上の画像を得るステップを備えてもよい（２２２）。得られた画像に基づいて、ＰＴＶは、ＰＥＴ反応性領域を特定することによって画定されてもよい（２２４）。随意に、ＰＥＴ反応性体積を越える任意の拡張縁もまた、画定されてもよく、例えば、ＰＴＶは、ＰＥＴ反応性組織およびＰＥＴ反応性組織に隣接する非ＰＥＴ反応性組織を備えてもよい。いくつかの変形例では、治療体積および／またはＰＥＴ反応性体積を越える拡張縁は、付加的な患者データ、コンピュータ実行画像処理アルゴリズム、および／または施術者入力によって画定されてもよく、ＰＥＴ反応性体積の縁を越えた長さおよび／または幅を有してもよい。ＰＴＶの境界を画定する、ＰＥＴ反応性体積および／または拡張縁に関する情報（例えば、標的体積に対する縁拡張の長さ、幅、体積、配向等）は、治療期間の間の使用のために、ＥＧＲＴシステムのマイクロプロセッサのメモリ内に記憶されてもよい。

図２Ｃは、方法（２２０）からの情報を使用して、放射線治療を患者に提供し得るＥＧＲＴ方法（２３０）の一実施例を描写する。本方法は、前述およびさらに以下に説明されるように、ＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。撮像されたＰＥＴ反応性体積、および方法（２２０）からの縁拡張データ（例えば、標的体積に対する縁拡張の長さ、幅、体積、配向等）は、ＥＧＲＴ期間に先立って、ＥＧＲＴシステムのマイクロプロセッサのメモリ内に記憶されてもよい。代替として、または加えて、拡張縁は、ＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、および／または複合ＰＥＴ−ＣＴ画像等の治療の間に、１つ以上の画像を得ることによって、期間の間の任意の時点において、ＥＧＲＴシステムによって決定または算出されてもよい。ＬＯＲの処理（２３２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、ＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）をマイクロプロセッサのメモリ内に記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データとＰＴＶの場所データとを比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶ（２３４）と交差するか否かを評価してもよい。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（２３２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、方法（２２０）からのデータを使用して、ＬＯＲが縁拡張方向に実質的に垂直であるか否かを算出してもよい（２３６）。垂直ではない場合、マイクロプロセッサは、ＥＧＲＴシステムの放射線源に命令を送信し、ＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい（２６８）。ＬＯＲが、縁拡張方向に実質的に垂直であると算出される場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を送信し、ＬＯＲに沿って放射線ビームを送達してもよく（２４０）、放射線ビームは、拡張縁の幅に対応する幅を有する。いくつかの変形例では、拡張縁は、期間の間、ＥＧＲＴシステムのマイクロプロセッサによって算出されてもよく、単独で、または治療計画段階の間に決定され得る任意の拡張縁と併せて使用されてもよい。放射線がＬＯＲに沿って送達されると、方法（２３０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴ方法のいくつかの変形例は、計画標的体積から生じる同時発生の陽電子消滅放射経路と、計画標的体積外から始まる放出経路とを区別してもよい。陽電子消滅事象は、ＰＴＶ外で生じ得、ＦＤＧ等のあるＰＥＴ追跡子の取り込み増加は、例えば、心臓、脳、炎症領域、肺の感染領域、または他の解剖学的領域内において生じ得る。例えば、ＰＥＴ追跡子は、複数の場所内の組織によって取り込まれ得、ＥＧＲＴは、それらの場所のサブセットのみに対して計画されてもよい（すなわち、いくつかのＰＥＴ反応性組織は、放射線に好適な標的であり得る一方、他のＰＥＴ反応性組織は、そうではない場合がある）。図３Ａは、第１のＰＥＴ反応性体積（３０２）および第２のＰＥＴ反応性体積（３０４）を有する患者領域（３００）を描写する。本実施例では、第１のＰＥＴ反応性体積（３０２）は、ＰＴＶの一部でなくてもよい。第２のＰＥＴ反応性体積（３０４）は、ＰＴＶ内に位置してもよい。ＰＴＶ内から始まる同時発生の陽電子消滅放射経路と、ＰＴＶ外から始まる放出経路とを区別しないＥＧＲＴ方法は、ＰＴＶをＰＴＶ外のＰＥＴ反応性領域と接続する方向に、増加した放射線線量を印加してもよい。ＥＧＲＴ方法が、比較的により高い放射線の局在化された領域を生み出すことを回避し得る方法の１つは、治療用放射線源が占有し得る各位置に対して、ＰＴＶ外のＰＥＴ反応性体積の数学的投影を算出するステップを含んでもよい。例えば、第１のＰＥＴ反応性体積（３０２）は、場所（３０７）における放射線源に対する投影（３０６）を有し得る。ＰＴＶ外のＰＥＴ反応性体積の類似投影は、ＥＧＲＴシステムの構台上の放射線源場所のうちの１つ以上に対して算出されてもよい。いくつかの変形例では、算出された投影は、特定の場所における投影の値に反比例する、各経路に沿って送達される放射線の時間または強度あるいは発射数を変調させるために使用されてもよい。例えば、ＰＴＶ外のＰＥＴ反応性領域は、ＰＴＶを通る様々な経路と比較して、ＰＴＶを通る経路に沿ってより高い相対的投影値をもたらし得る。放射線源は、算出された投影値に従って、放射線を送達してもよい。例えば、構台のある場所において増加された投影値は、治療用放射線源に信号伝達して、その場所から比例的に減少させられた投影値が送達するであろうより少ない放射線を送達してもよい。送達される放射線は、種々の点において、例えば、放出経路に沿って、時間、強度、または発射数が変調させられてもよい。

高放射線の局在化された領域が生み出されることを回避する方法（３１０）の一実施例が、図３Ｂに図式的に表される。方法（３１０）は、放射線源の場所における「高温点」の投影に従って、ＬＯＲに沿って印加される放射線を変調させる。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（３１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データをマイクロプロセッサメモリ内に記憶され得るＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（３１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（３１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、ＰＴＶ内にはない１つ以上のＰＥＴ反応性領域の投影に反比例する変調率を算出してもよい（３１６）。算出された変調率は、放射線ビームの周波数、デューティサイクル、強度、発射数、および／または他の特性を調節するために使用されてもよい。マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、変調率に従って放射線ビームを変調してもよい。放射線源は、次いで、ＬＯＲに沿って変調させられた放射線を送達してもよい（３１８）。検出されたＬＯＲに沿って放射線が送達されると、方法（３１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

いくつかのＥＧＲＴのための方法は、対象内の密度変動に起因して生じ得るＬＯＲ信号強度の任意の減衰を補償してもよい。図４Ａは、ＰＥＴ反応性体積（４０１）およびより高い密度の領域を有する患者領域（４００）を概念的に描写する。増加した密度の領域は、人工インプラント、骨（４０４）等のより高い組織密度を有する器官等の存在によるものであり得る。例えば、骨構造（４０４）と交差するＬＯＲ（４０２）は、増加した密度の任意の骨または領域と交差しないＬＯＲ（４０６）よりも多く減衰させられ得る。種々の撮像モダリティは、ＬＯＲの信号強度の減衰を近似させるために使用されてもよい。ＥＧＲＴのいくつかの変形例では、キロ電圧（ｋｉｌｏｖｏｌｔａｇｅ）ＣＴ画像を使用して、ＬＯＲ信号の減衰を推定および補償してもよい。ＬＯＲ減衰はまた、コーンビームＣＴ、ＭＲＩ、Ｘ線等の他の撮像モダリティに基づいて算出されてもよい。ＬＯＲ信号の減衰の推定は、計画段階または治療前期間において、あるいは放射線療法治療期間の間に行われてもよい。いくつかの変形例では、ＬＯＲ信号の減衰は、ＰＥＴまたはＸ線撮像技法を使用して、放射線療法治療期間の間に動的に算出されてもよい。放射線ビームは、次いで、ＬＯＲ信号の減衰に従って調節され、健康組織への放射線を制限しながら、正確な量の放射線がＰＴＶに送達されるように、ＬＯＲ信号減衰を補償してもよい。ある場合には、減衰させられるＬＯＲに沿って増加したレベルの放射線を印加し、減衰効果を補償し、ＰＴＶが治療上有効なレベルの放射線を受容することを確実にするよう支援することが、望ましくあり得る。他の場合には、ＬＯＲを減衰させるより高い密度の領域は、放射線敏感構造であり、そのＬＯＲに沿って減少したレベルの放射線を印加し、より高い密度領域に送達される放射線を低減または制限することが、望ましくあり得る。例えば、骨構造は、ＬＯＲ信号を減衰させ得、減衰させられたＬＯＲに沿って印加される放射線は、骨構造に送達される放射線を制限するように低減されてもよい。放射線ビームは、例えば、検出されたＬＯＲ信号の大きさまたは周波数の減衰を補償するために、大きさまたは周波数を増加または減少させることによって変調させられてもよい。代替として、または加えて、放射線ビームは、時間（例えば、デューティサイクル）および／または強度が変調させられてもよい。この変調は、患者を通るその総経路に沿って、ＬＯＲの密度投影を計算し、その投影推定値をＬＯＲ光子エネルギーに変換し（すなわち、５１１ｋｅＶ）、送達される放射線の量がＬＯＲ経路に沿った総減衰を補償するように、放射線応答の時間または強度を調節することによって実装されてもよい。

十分な量の放射線がＰＴＶに印加されるように、ＬＯＲ信号減衰を補正または補償する方法（４１０）の一実施例は、図４Ｂに図式的に表される。方法（４１０）は、ＬＯＲに沿って印加される放射線を変調させ、ＬＯＲ信号内において測定される減衰を補償する。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（４１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データをマイクロプロセッサメモリ内に記憶され得るＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（４１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（４１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、マイクロプロセッサのメモリ内に前もって入力および／または記憶され得るキロ電圧またはメガ電圧ＣＴ画像に基づいて、ＬＯＲ減衰を算出してもよい（４１６）。ＬＯＲ信号の減衰を使用して、放射線ビームを変調するために使用され得る減衰値を算出してもよい（４１８）。いくつかの変形例では、算出された減衰値は、正確な量の放射線が、減衰させられたＬＯＲに送達されるように、ＬＯＲ信号減衰量に比例して放射線量を減少または増加させることによって、放射線療法平均エネルギーを調節してもよい。マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、算出された減衰値に従って放射線ビームを変調してもよい。例えば、放射線ビームは、減衰率に比例または反比例して変調させられてもよい。放射線源は、次いで、ＬＯＲに沿って、変調させられた放射線を送達してもよい（４２０）。検出されたＬＯＲに沿って放射線が送達されると、方法（４１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴシステムと併用され得る方法の一変形例は、放射線を複数の計画標的体積に送達するために使用されてもよい。方法は、陽電子放出活性を複数の計画標的体積から検出するステップと、次いで、計画標的体積のうちの少なくとも１つと交差する各検出されたＬＯＲに沿って、１つ以上の放射線ビームを印加するステップとを含んでもよい。ＥＧＲＴシステムおよび方法は、ほぼリアルタイム（例えば、ＬＯＲが検出されてから数秒以内）でＬＯＲに応答することによって、その移動の相関性に関わらず、計画標的体積のそれぞれの任意の移動を補償可能であり得る。例えば、放射線ビームは、ＬＯＲが検出されてから５秒、４秒、３秒、２秒、１秒、または０．５秒未満以内に検出されたＬＯＲに沿って印加されてもよい。図１４Ａは、患者領域（１４００）が、第１のＰＴＶ内の矢印（１４０４）に沿って移動可能な第１のＰＥＴ反応性領域（１４０２）と、第２のＰＴＶ内の矢印（１４０８）に沿って移動可能な第２のＰＥＴ反応性領域（１４０６）とを有する一実施例を描写する。第１のＰＥＴ反応性体積の移動と第２のＰＥＴ反応性体積の移動とは、相関していても、または相関していなくてもよい。ＬＯＲ（１４１０）、（１４１２）、および（１４１４）は、計画標的体積のうちの少なくとも１つと交差するＬＯＲを表す。ＥＧＲＴシステムは、１つ以上の放射線ビームを、ＬＯＲ（１４１０）に沿って第１のＰＥＴ反応性領域（１４０２）に印加し、および／または放射線ビームを、ＬＯＲ（１４１２）に沿って第２のＰＥＴ反応性領域（１４０６）に印加し、および／または放射線ビームを、ＬＯＲ（１４１４）に沿って第１および第２のＰＥＴ反応性領域の両方に印加し、処方された線量の放射線を第１および第２のＰＥＴ反応性領域に送達してもよい。

放射線を複数の計画標的体積に送達するための方法（１４２０）の一実施例は、図１４Ｂに図式的に表される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（１４２２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データを第１のＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲが第１のＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（１４２４）。交差する場合、マイクロプロセッサは、命令を放射線源に送信し、ＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい（１４２８）。ＬＯＲが第１のＰＴＶと交差しない場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データを第２のＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲが第２のＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（１４２６）。交差する場合、マイクロプロセッサは、命令を放射線源に送信し、ＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい（１４２８）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい（１４２２）。検出されたＬＯＲに沿って放射線が送達されると、方法（１４２０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線が、第１および／または第２の計画標的体積に印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴ方法のいくつかの変形例は、治療用放射線源が、放射線ビームをＰＴＶに向かって精密に指向することを支援するために使用されてもよい。そのような方法の一実施例は、図５Ａに概念的に描写され、患者領域（５００）によって表される患者は、ＥＧＲＴシステムの構台（５０２）の中心部分内に位置する。陽電子放出検出器によって検出されたＬＯＲ（５０３）は、最初に、ＬＯＲ（５０３）がＰＴＶ（５０４）と交差するか否かを決定するように評価されてもよい。いくつかの状況では、放射線源（５０６）は、検出されたＬＯＲから有限距離に配置されると、放射線ビーム（５０８）を発射させてもよい。放射線ビーム（５０８）は、ＬＯＲ（５０４）と放射線ビーム（５０８）とを整列させるよう支援し得るＰＴＶ（５０４）内の特定地点（５０７）に指向させられてもよい。地点（５０７）は、ＬＯＲとＰＴＶの交差点によって形成される、線分の中間点であってもよい。例えば、地点（５０７）は、ＬＯＲがＰＴＶの境界を横断する第１の地点を識別し、境界の第２の場所においてＬＯＲがＰＴＶの境界と横断する第２の地点を識別し、第１の地点と第２の地点とを接続し、線分を画定することによって算出されてもよい。地点（５０７）は、画定された線分の中間点であってもよい。代替として、地点（５０７）は、ＰＴＶ内の任意の別の場所であってもよい。

放射線ビームをＰＴＶ内の特定の場所に精密に指向させる方法（５１０）の一実施例が、図５Ｂに図式的に表される。方法（５１０）は、放射線源を指向させ、ＬＯＲとＰＴＶとの交差点によって形成される線分の中間点に放射線ビームを印加する。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（５１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データをＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（５１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（５１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲとＰＴＶとの交差点によって形成される線分の中間点を算出してもよい（５１６）。マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、前のステップにおいて算出された中間点に向かって、放射線ビームを指向および印加してもよい（５１８）。検出されたＬＯＲに沿って放射線が送達されると、方法（５１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴ方法の他の変形例は、複数の場所からおよび／または複数の時間点において、単一のＬＯＲに応じて放射線を送達するステップを含んでもよい。実施例として、放射線ビームは、ＬＯＲのいずれかの端部からＬＯＲに沿って、または同一のＬＯＲ終点から異なる時間において、送達されてもよい。図６Ａおよび６Ｂは、複数の放射線ビームが、どのようにＬＯＲに沿って印加され得るかの一実施例を概念的に描写する。図６Ａは、ＰＴＶ（６０４）のＰＥＴ反応性領域を有する構台（６０２）内に位置する患者（６００）を描写する。ＰＴＶ（６０４）内から始まるＬＯＲ（６０６）は、構台（６０２）に沿った第１の場所（６０８）および第２の場所（６１０）において検出されてもよい。放射線源（６１２）は、種々の位置で、構台に沿って移動させられ、放射線ビームをＬＯＲ（６０６）に沿ってＰＴＶ（６０４）に印加してもよい。例えば、図６Ｂに描写されるように、放射線源（６１２）は、第１の場所（６０８）に移動させられ、第１の放射線ビーム（６１４）をＬＯＲ（６０６）に沿ってＰＴＶ（６０４）に印加してもよい。加えて、または代替として、図６Ｃに描写されるように、放射線源（６１２）は、第２の場所（６１０）に移動させられ、第２の放射線ビーム（６１６）をＬＯＲ（６０６）に沿ってＰＴＶ（６０４）に印加してもよい。いくつかの変形例では、複数の放射線ビームが、放射線源（６１２）から、単一の位置に位置するＬＯＲ（６０６）に沿って印加されてもよい。

ＰＴＶ内の特定の場所を目がけて、放射線ビームを精密に指向させる方法（６２０）の一実施例が、図６Ｄに図式的に表される。方法（６２０）は、検出されたＬＯＲの１つ以上の終点から放射線ビームを印加するために、放射線源を指向させる。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲを処理すること（６２２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データをＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（６２４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（６２２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を提供し、第１の放射線ビームをＬＯＲに沿って第１の場所から送達してもよい（６２６）。マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、第２の放射線ビームをＬＯＲに沿って第２の場所から印加してもよい（６２８）。随意に、複数の放射線ビームが、ＬＯＲに沿って同一の場所から送達されてもよい。検出されたＬＯＲに沿って放射線が送達されると、方法（６２０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

方法の別の変形例は、強度変調させられた放射線療法（ＩＭＲＴ）およびＥＧＲＴを組み合わせて、放射線治療を計画標的体積に送達してもよい。ハイブリッドＩＭＲＴ−ＥＧＲＴ方法は、同時発生の陽電子消滅放射信号が低い場合、またはより短い治療時間が所望される場合に、有用であり得る。いくつかの変形例では、ＩＭＲＴとＥＧＲＴとは、別個の治療前計画を有してもよく、放射線療法の間、ＩＭＲＴは、期間の一部の間、放射線ビームを送達するために使用されてもよい一方、ＥＧＲＴは、期間の別の部分の間、放射線ビームを送達するために使用されてもよい。例えば、放射線ビームは、構台に沿った放射線源の各位置に対して、最初に、ＩＭＲＴを、次に、ＥＧＲＴを使用して（または、その逆において）印加されてもよい。いくつかの方法は、放射線療法期間の間、１つ以上の放射線源位置に対して、ＩＭＲＴとＥＧＲＴとを交互させてもよい。

ハイブリッドＩＭＲＴ−ＥＧＲＴ方法（７００）の一実施例は、図７に図式的に表される。方法（７００）は、ＩＭＲＴおよびＥＧＲＴ技法の両方を利用して、放射線をＰＴＶに印加してもよい。方法（７００）は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。放射線源は、ある構台角度で、構台に沿った第１の場所に移動させられてもよい（７０２）。いくつかの変形例では、一組の構台角度が、円形構台の周囲に均一に離間されてもよい一方、他の変形例では、構台角度の間隔は、均一でなくてもよい。各構台角度場所において、マイクロプロセッサは、複数のＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を陽電子放出検出器から受信してもよく、事前にプログラムされたか、またはマイクロプロセッサ内に記憶された所定のモデルに基づいて、ＩＭＲＴまたはＥＧＲＴが、放射線をＰＴＶに送達するために使用されるべきか否か（７０６）を算出または計算してもよい（７０４）。この決定は、ＥＧＲＴの使用に応答するために十分なＬＯＲデータが存在するか否かに基づいて、決定されてもよい。ＩＭＲＴが選択される場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を提供し、放射線をＰＴＶ全体に送達してもよい（７０８）。ＥＧＲＴが選択される場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（７１０）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（７０２）に戻り、次の構台角度を処理してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を提供し、ＬＯＲに沿って放射線ビームを送達してもよい（７１２）。放射線が、ＩＭＲＴまたはＥＧＲＴを使用して送達されると、放射線源は、別の場所に移動させられてもよく、方法（７００）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴのための方法の別の変形例では、方法は、治療期間の間に、ＰＴＶの場所および／または配向を更新するステップを含んでもよい。例えば、ＰＴＶの重心は、治療の間に生じ得る任意の腫瘍移動（例えば、患者の呼吸パターン、器官変形、蠕動、または患者の位置の偏移等の変化のため）を考慮するように再画定されてもよい。図８Ａおよび８Ｂは、初期位置におけるＰＴＶ（８０２）およびＰＴＶ（８０２）内の初期位置における腫瘍（８０４）を有する患者領域（８００）を概念的に描写する。ＰＴＶおよび腫瘍の初期位置は、治療前期間または放射線療法期間の間の早い段階の時間点において、測定されてもよい。放射線療法の過程において、ＰＴＶの位置は、例えば、図８Ｂに描写される位置まで偏移させられる必要があり得る。そこに図示されるように、ＰＴＶは、第２の位置（８０６）に再画定され、腫瘍（８０８）の新しい動作範囲を反映してもよい。いくつかの実施例では、ＰＴＶの重心は、腫瘍の平均動作範囲に従って再画定されてもよい。加えて、または代替として、ＰＥＴ画像は、前の時間間隔（例えば、最後の０．５秒、１秒、２秒、１０秒、２０秒、５０秒、６０秒、９０秒等）において、ＰＥＴ信号データに基づいて再構築され、ＰＴＶを変形させる（並進、回転、再配向、伸張、または収縮等）ために使用されてもよい。いくつかのＥＧＲＴ方法は、ベースライン走査に対して、または最後に再構築されたＰＥＴ画像に対して、時間的に不明瞭な再構築されたＰＥＴ画像の重心の変化に基づいて、ＰＴＶ重心を再画定するステップを含んでもよい。

ＰＴＶの位置を周期的に更新するＥＧＲＴ方法（８１０）の一実施例は、図８Ｃに描写される。方法（８１０）は、３０秒毎に、ＰＴＶの位置を更新してもよいが、任意の更新周期が、所望に応じて選択されてもよいことを理解されたい（例えば、０．５秒、１秒、２秒、１０秒、２０秒、５０秒、６０秒、９０秒等）。方法（８１０）は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＥＧＲＴ治療（８１２）の開始後、マイクロプロセッサは、治療前データまたは最後の３０秒からの最新陽電子消滅放射データに基づいて、初期または新しいＰＥＴ画像を再構築してもよい（８１４）。ＰＥＴデータおよび／または画像は、マイクロプロセッサのメモリ内に記憶されてもよい。マイクロプロセッサは、次いで、ＰＴＶの現在の位置の場所データとＰＴＶの以前の位置の場所データとを比較することによって、ＰＴＶの現在の位置が、ＰＴＶの以前の位置から変化しているか否かを決定してもよい（８１６）。移動していない場合、マイクロプロセッサは、前述で説明されたように、放射線源に命令を提供し、検出されたＬＯＲに沿って放射線ビームを印加してもよく、ＥＧＲＴは、次いで、再開してもよい（８１８）。移動している場合、ＰＴＶ位置は、マイクロプロセッサのメモリ内で更新されてもよい（８２０）。マイクロプロセッサは、次いで、更新されたＰＴＶ場所情報を使用して、検出されたＬＯＲが更新されたＰＴＶ内に位置するか否かを決定してもよい。ＥＧＲＴは、再開してもよい（８１８）。放射線がＬＯＲに沿って送達されると、方法（８１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴ方法のいくつかの変形例は、別様に均一なＰＥＴ反応性体積の中心に生じ得る放射線線量のピーク発生（すなわち、「逆投影効果」）を低減または回避するために使用されてもよい。この効果は、ＰＥＴ反応性体積の中心近傍の体積と交差するＬＯＲが、体積の縁に向かって交差するものよりも高い頻度で検出され得るために生じ得る。ＥＧＲＴ方法は、フィルタ補正逆投影技法を使用して、ＰＥＴ反応性領域内の放射線ピークを低減または排除してもよい。図９Ａは、略均一な密度で光子を放出し得るＰＥＴ反応性体積（９００）の一次元の数学的投影（９０２）を算出するために使用され得る方法を概念的に描写し、投影（９０２）は、放射線源のある位置と交差する同時発生の陽電子消滅放射の数を計数することによって計算される。計算された数学的投影（９０２）は、フィルタ補正逆投影アルゴリズム、例えば、Ｒａｍ−Ｌａｋフィルタ、Ｓｈｅｐｐ−Ｌｏｇａｎフィルタ、または画像再構築のために使用され得る任意の他のフィルタにおいて使用するために好適なフィルタ（９０４）によって、数学的にフィルタリングされてもよい。フィルタ補正投影の結果は、修正され、例えば、ゼロに設定され、フィルタ補正後投影（９０６）を得ることができる負の値をもたらしてもよい。フィルタ補正後投影（９０６）を使用して、次いで、ＰＥＴ反応性体積への放射線エネルギーのより均一な印加が送達されるように、放射線ビームを変調させるために使用されてもよい。例えば、送達される放射線の強度、および／または送達される放射線の時間的側面が、フィルタ補正後投影（９０６）に比例してもよい。

ＰＥＴ反応性領域内の放射線ピークを低減または排除する放射線を印加するために使用され得るＥＧＲＴ方法（９１０）の一実施例が、図９Ｂに描写される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（９１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（９１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（９１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲへの放射線応答が変調させられるべき程度を計算する（９１６）。マイクロプロセッサは、図９Ａに説明されるように、線量分布を計算し、ゼロに修正された負の値によって、Ｒａｍ−Ｌａｋフィルタ補正ＰＴＶ投影に基づいて、放射線応答を変調させてもよい。マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、フィルタ補正後投影に従って、放射線ビームを変調させてもよい。放射線源は、次いで、変調させられた放射線をＬＯＲに沿って送達してもよい（９１８）。検出されたＬＯＲに沿って、放射線が送達されると、方法（９１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

ＥＧＲＴにおいて使用され得る別の方法は、治療されるべき患者体積にわって、陽電子放出分布または光子放出分布のリアルタイムまたはほぼリアルタイム測定強度に比例する放射線線量を送達してもよい。そのような方法は、放出経路を検出するための陽電子放出および／または単一光子放出検出器と、ＰＴＶに印加される放射線ビームを成形するためのコリメータを有する放射線源とを有するＥＧＲＴシステムと併用されてもよい。同時発生の陽電子消滅放射および／またはＳＰＥＣＴ信号の分布は、低酸素状態、細胞増殖の増加、あるいは治療されるべき患者体積の他の生物学的または機能的側面の領域と相関し得る。例えば、図１１Ａに描写されるように、特定の時間（Ｔ１）では、腫瘍（１１００）は、放射線追跡子取り込みの増加率を実証し得る第１の場所に、サブ領域（１１０２）を有し得る。腫瘍および／またはサブ領域は、時間（Ｔ２）におけるサブ領域（１１０４）が、腫瘍（１１００）内の第２の場所にあり得るように移動し得る。ある場合には、患者体積のこれらのサブ領域への放射線線量を上昇させることが望ましくあり得、これは、これらのサブ領域の動作の追跡を伴い得る。本方法のいくつかの変形例は、ＦＤＧ、Ｆ−ＭＩＳＯ、ＦＬＴ、Ｆ−ＡＣＢＣ、Ｃｕ−ＡＴＳＭ等の１つ以上のＰＥＴ追跡子、ならびにＴｃ−９９ｍ標識化合物、９９ｍＴｃ−ＨＬ９１、１１１Ｉｎ−カプロマブペンデチド等の１つ以上のＳＰＥＣＴ追跡子を使用してもよく、これは、ＰＴＶ全体を通した生物学的および機能的構成に関する付加的情報を提供し得る。

ＰＴＶからのＳＰＥＣＴおよび／または同時発生の陽電子消滅放射信号に比例する放射線をＰＴＶに送達するＥＧＲＴ方法（１１１０）の一実施例は、図１１Ｂに描写される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の単一光子／陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ追跡子は、患者内に注入されてもよい（１１１２）。注入され得るＰＥＴ追跡子の実施例として、Ｆ−ＭＩＳＯ、ＦＬＴ、ＦＤＧ等が挙げられる。注入され得るＳＰＥＣＴ追跡子の実施例として、Ｔｃ−９９ｍ標識化合物、９９ｍＴｃ−ＨＬ９１、１１１Ｉｎ−カプロマブペンデチド（ＰｒｏｓｔａＳｃｉｎｔ）が挙げられる。ＳＰＥＣＴまたはＰＥＴ追跡子の薬物動態に従って、十分な時間周期が経過後（１１１４）、ＥＧＲＴが、前述のように、開始してもよい（１１１６）。

図１１Ｂに描写される方法もまた、ＳＰＥＣＴ追跡子を使用して行われてもよい。ＥＧＲＴシステムは、単一光子放出検出器を備え、標的体積から放出される単一光子を捕捉してもよい。放射線源は、次いで、マイクロプロセッサによって、放射線を単一光子放出の線形経路に沿って印加するように命令されてもよい。マイクロプロセッサはまた、検出された光子のエネルギーレベル間で判別を行い、光子のエネルギーに従って、検出された光子の線形経路に沿って、印加される放射線のレベルを変調してもよい。ＰＥＴ追跡子の場合、ＥＧＲＴの一実施例は、陽電子放出検出器を使用して、標的体積内にある複数のＰＥＴ追跡子から発生されるＬＯＲ放出を捕捉してもよい。マイクロプロセッサは、放射線源に、計画標的体積と交差する検出されたＬＯＲに沿って放射線を印加するよう命令するであろう。

いくつかの状況では、ＰＴＶは、それを直に包囲する組織よりも低いＬＯＲ信号を有し得る。そのような条件では、放射線ビームは、代わりに、周囲組織の平均割合より少ない数の検出されたＬＯＲを有する、組織の領域であり得る、「低温点」に指向させられてもよい。「低温点」は、以前のＰＥＴ走査から、またはある時間間隔（例えば、放射線ビームの印加前の０．５秒、１秒、５秒、２０秒、３０秒、９０秒）にわたって蓄積されたＰＥＴデータを使用して、画像を再構築し、再構築された画像を使用して、「低温点」領域を決定することによって、検出されてもよい。図１２Ａは、「低温点」（１２０２）を有する計画標的体積（１２００）、すなわち、減少した同時発生の陽電子消滅放射活性を有する、ＰＴＶ内の組織の領域を図式的に描写する。「低温点」組織の実施例は、１８Ｆ−ＭＬ−１０等の細胞アポトーシスを検出するＰＥＴ追跡子を使用する、低信号ＦＤＧ取り込みまたは領域を有する脳内の領域が挙げられ得る。より低い密度のＬＯＲは、方向（１２０４）に沿って検出され得る一方、より高い密度のＬＯＲは、方向（１２０６）に沿って検出され得る。ＥＧＲＴシステムは、方向（１２０４）に沿って、より多くの放射線を送達し、「低温点」（１２０２）内の組織を治療するようにプログラムされてもよい。

ＥＧＲＴシステムと併用され、低ＬＯＲ活性を有する組織の領域に放射線を印加し得る方法の一実施例が、図１２Ｂに表される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備える、ＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。放射線源は、構台上のある場所に配置されてもよい（１２１２）。マイクロプロセッサは、１つ以上の陽電子放出検出器から収集されたデータを使用して、その放射線源の場所において、ＰＥＴ体積ＬＯＲ投影を計算してもよい（１２１４）。マイクロプロセッサは、次いで、以前のＰＥＴ走査画像等の以前に記憶された画像から、または以前の時間間隔にわたって蓄積されたＰＥＴデータを使用して画像を再構築することによって、決定され得る所定の閾値を有するＬＯＲ数を比較する（１２１６）。ＬＯＲ数が、所定の閾値を上回る場合、マイクロプロセッサは、放射線ビームを発射するための命令を発行せず、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１２１２）に戻り、別の構台場所におけるＬＯＲ投影を処理してもよい。ＬＯＲ数が、所定の閾値を下回る場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの方向が、ＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（１２１８）。ＬＯＲの方向が、ＰＴＶと交差しない場合、マイクロプロセッサは、放射線ビームを発射するための命令を発行せず、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１２１２）に戻り、別の構台場所において、ＬＯＲ投影を処理してもよい。ＬＯＲの方向が、ＰＴＶと交差する場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を提供し、ＬＯＲ数が所定の閾値を下回る方向に沿って、放射線を送達してもよい（１２２０）。図１２Ｂに描写される方法はまた、ＳＰＥＣＴ追跡子および単一光子放出検出器を備えるＥＧＲＴシステムを使用して行われてもよい。

随意に、前述の方法のいずれも、ＰＥＴまたはＳＰＥＣＴ放射線追跡子等の複数の放射性追跡子を一度に使用してもよい。例えば、患者は、ＦＤＧおよびＦＬＴの混合物、または任意の他の所望の組み合わせ放射性追跡子が注入されてもよい。ＥＧＲＴシステムは、どのタイプの追跡子が崩壊事象から生じるかにかかわらず、ＰＴＶと交差する任意の検出されたＬＯＲに沿って、放射線ビームを印加するように構成されてもよい。

複数のＰＥＴ追跡子が、本明細書において説明されるＥＧＲＴ方法のいずれかと併用され得る方法（１３００）が、図１３に描写される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。第１の追跡子（例えば、ＦＤＧ）が、患者内に注入されてもよい（１３０２）。続いて、または同時に、第２の追跡子（例えば、ＦＬＴ）が、患者内に注入されてもよい（１３０４）。第１および第２の追跡子の薬物動態に従って、十分な時間周期が経過後に（１３０６）、ＥＧＲＴが、前述のように、開始してもよい（１３０８）。

加えて、前述の方法のいずれもが、基準マーカー、放射線不透過性マーカー、またはＰＴＶが放射線療法のために追跡されることを可能にする任意の他の識別子と組み合わせて、使用されてもよい。いくつかの変形例では、本明細書において説明される方法は、必要に応じて、外科手術および／または化学療法と組み合わせて、使用されてもよい。

随意に、前述の方法のいずれもが、飛行時間（ＴＯＦ）方法を使用して、陽電子消滅放射の原点が計画標的体積内またはそれに十分に近接しているか否か評価してもよい。ＴＯＦ方法は、ＰＥＴシステムと併用され、単一のＬＯＲの各終点の検出間の時間差（すなわち、同時発生の陽電子消滅放射光子のそれぞれの検出間の時間差）を計算することによって、診断ＰＥＴ画質を改善するよう支援してもよい。ＴＯＦ方法から得られた情報を使用して、マイクロプロセッサは、陽電子放出の原点をＬＯＲ経路に沿って予想または算出してもよい。例えば、原点の約５ｃｍの推定誤差を有する方法は、その計算された陽電子放出原点が、ＰＴＶ境界からのこの誤差（例えば、５ｃｍ）を上回るＬＯＲ事象を除外するようにシステムをトリガしてもよい。図１０Ａおよび１０Ｂは、ＴＯＦ方法が、どのように前述のＥＧＲＴシステムおよび方法のいずれかと併用され得るかを概念的に描写する。構台（１０００）内に位置する患者（１００２）は、ＰＴＶ（１００４）を有してもよい。ＥＧＲＴシステムは、ＬＯＲ（１００６）を検出してもよく、ＥＧＲＴのマイクロプロセッサは、ＴＯＦ方法を使用して、ＬＯＲの原点がＰＴＶ内またはそれに十分に近接しているか否かを評価してもよい。例えば、図１０Ａでは、ＬＯＲ（１００６）の計算された原点（１００８）が示される。原点（１００８）は、ＰＴＶ（１００４）と共存せず、ＰＴＶ（１００４）にも十分に近接しないので、マイクロプロセッサは、ＬＯＲ（１００６）を無視し、新しいＬＯＲを処理する状態に戻るようにプログラムされてもよい。図１０Ｂに描写される別の実施例は、ＬＯＲ（１００７）の計算された原点（１００９）がＰＴＶに十分に近接しており、マイクロプロセッサが放射線源に命令を提供し、放射線をＬＯＲ（１００７）に沿って印加するようにプログラムされ得る実施例を描写する。前述のＥＧＲＴシステムのいずれかと組み合わせて、ＴＯＦ方法を含むことは、ＰＴＶ内にまたはそれに十分に近接していることからは生じない事象を排除することによって、ＥＧＲＴ性能を改善するよう支援し得る。

前述のＥＧＲＴ方法のいずれかと併用され得るＴＯＦ方法（１０１０）の一実施例は、図１０Ｃに描写される。本方法は、可動構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、構台に沿った１つ以上の放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備える、ＥＧＲＴシステムを使用して実装されてもよい。ＬＯＲの処理（１０１２）は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリ内にＬＯＲに関するデータ（例えば、場所データ、信号強度データ等）を記憶するステップを含んでもよい。次に、マイクロプロセッサは、ＬＯＲの場所データをＰＴＶの場所データと比較することによって、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを評価してもよい（１０１４）。交差しない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１０１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。交差する場合、マイクロプロセッサは、ＴＯＦ方法を使用して、陽電子放出原点を算出する（１０１６）。ＰＴＶに対する原点の場所に基づいて、マイクロプロセッサは、次いで、原点がＰＴＶに十分に近接しているか否かを評価してもよい（１０１８）。近接していない場合、ＥＧＲＴシステムは、初期状態（１０１２）に戻り、別のＬＯＲを検出してもよい。近接している場合、マイクロプロセッサは、次いで、放射線源に命令を提供し、放射線をＬＯＲに沿って送達してもよい（１０２０）。放射線が検出されたＬＯＲに沿って送達されると、方法（１０１０）は、所望に応じて、例えば、処方された線量の放射線がＰＴＶに印加されるまで、繰り返されてもよい。

前述のように、前述の方法のいずれもは、任意の好適なＥＧＲＴシステム、例えば、２００９年２月９日出願の米国特許出願公開第２００９／０２５６０７８号（前述で参照することによって全体として組み込まれる）に説明されるＥＧＲＴシステム等を使用して行われてもよい。ＰＥＴを放射線療法と組み合わせるＥＧＲＴシステムの別の変形例は、それぞれ別個に回転可能である内側構台および外側構台を有する構台を備えてもよい。１つ以上の陽電子放出検出器が、内側構台上に位置してもよい一方、１つ以上の放射線源が、外側構台上に位置してもよい。内側構台は、外側構台よりも高速で回転してもよい。いくつかの変形例では、陽電子放出検出器を有する内側構台は、陽電子放出検出器が、放射線源ほど重くなくあり得るので、放射線源を有する外側構台よりも高速で回転し得る。代替として、または加えて、内側および外側構台はそれぞれ、異なる電力出力を有するモータシステムによって支持されてもよく、モータシステムはそれぞれ、独立して制御されてもよい。図１５Ａおよび１５Ｂは、ＥＧＲＴシステム（１５００）の一実施例を描写する。内側構台（１５０２）は、相互から１８０度に位置する２つの陽電子放出検出器（１５０５）を有する。外側構台（１５０４）は、ＰＴＶ（１５１０）と交差するＬＯＲ（１５０８）に応答するように構成される放射線源（１５０６）を有する。ＥＧＲＴシステムは、ＥＧＲＴシステムが１つ以上のＬＯＲを検出する第１のモード（例えば、「感知」モード）と、ＥＧＲＴがＰＴＶ（１５１０）と交差する検出されたＬＯＲに沿って放射線を印加する第２のモード（例えば、「発射」モード）とを有してもよい。感知モードでは、陽電子放出検出器は、図１５Ａに描写されるように、対象を放射線源（１５０６）から遮蔽してもよい。感知モードにおいて、応答線が検出されてもよいが、放射線は、送達されない。図１５Ｂに描写される発射モードにおいて、陽電子放出検出器は、もはや患者を放射線源から遮蔽せず、放射線源（１５０６）は、検出されたＬＯＲに沿って放射線を印加してもよい。陽電子放出検出器を支持する内側構台（１５０２）は、放射線源を支持する外側構台（１５０４）よりも実質的により高速で回転可能であり得、これは、ＬＯＲ検出と放射線応答との間の非常に僅かな遅延時間をもたらし得る。

別個に回転可能な内側および外側構台を有する構台と、構台に沿った１つ以上の陽電子放出検出器と、１つ以上の構台上に搭載された放射線源と、モーションシステムと、マイクロプロセッサとを備えるＥＧＲＴシステムと併用され得る方法の一実施例が、図１５Ｃに表される。マイクロプロセッサは、最初に、ユーザ入力および／または事前にプログラムされた状態に基づいて、システムが感知モードにあるか否かを決定してもよい（１５２２）。ＥＧＲＴシステムが感知モードにある場合、陽電子放出検出器によって測定されるＬＯＲ（１５３０）が収集され、随意に、陽電子放出検出器および／またはマイクロプロセッサのメモリ内に記憶されてもよい。マイクロプロセッサは、ＬＯＲの配向および方向をＰＴＶの場所と比較し、ＬＯＲがＰＴＶと交差するか否かを決定してもよい（１５３２）。ＬＯＲがＰＴＶと交差しない場合、マイクロプロセッサは、初期状態（１５２２）に戻ってもよい。ＬＯＲがＰＴＶと交差する場合、ＬＯＲは、マイクロプロセッサのメモリキューに追加される（１５３４）。ＥＧＲＴシステムが感知モードにある間、複数のＬＯＲは、メモリキュー内に記憶されてもよい。いくつかの変形例では、ＥＧＲＴシステムは、放射線療法期間の開始時に感知モードに初期化してもよい。

しかしながら、初期状態（１５２２）にある場合、マイクロプロセッサは、ＥＧＲＴシステムが感知モードにないことを決定し、またはそうではない場合、マイクロプロセッサが有効応答線のキューからの応答線を処理してもよい（１５２４）。ＬＯＲの処理は、陽電子放出検出器を使用して、単一同時発生陽電子消滅放射経路を検出するステップを含んでもよく、随意に、マイクロプロセッサのメモリキュー内にＬＯＲに関するデータを記憶するステップを含んでもよい。マイクロプロセッサは、次いで、例えば、放射線源にクエリを行うことによって、ＬＯＲの場所を放射線源の場所と比較し、放射線源が、概してＬＯＲと整列させられているか否かを決定してもよい（１５２６）。整列させられていない場合、マイクロプロセッサは、ＬＯＲに沿って放射線を印加するよう放射線源に命令を提供せず、初期状態（１５２２）に戻ってもよい。整列させられている場合、マイクロプロセッサは、放射線源に命令を提供し、ＬＯＲに沿って放射線ビームを発射してもよい（１５２８）。これは、システムが感知モードに戻るまで、または放射線がメモリキュー内に記憶された全ＬＯＲに沿って送達されるまで、繰り返されてもよい。

前述の発明は、明確性および理解の目的のために、例示および実施例として、ある程度詳細に説明されたが、変更および修正が実践されてもよく、添付の請求項の範囲内であることが意図されることは、明白であろう。

値の範囲が提供される場合、文脈によって明確に別様に示されない限り、下限の単位の１／１０まで、その範囲の上限と下限との間の各介在値もまた、具体的に開示されるものと理解されたい。任意の記載値または記載範囲内の介在値と任意の他の記載またはその記載範囲内の介在値との間の各より小さい範囲も、本発明内に包含される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、独立して、範囲内に含有または除外されてもよく、より小さい範囲内に一方または両方の限界が含まれる、あるいはいずれも含まれない、各範囲もまた、記載範囲内の任意の具体的に除外される限界を条件として、本発明内に包含される。記載範囲が、一方または両方の限界を含む場合、それらの含まれる限界の一方または両方を除外する範囲もまた、本発明内に含まれる。

別様に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術的および科学的用語は、本発明が属する当業者によって一般に理解されるものと同一の意味を有する。本明細書において説明されるものに類似する、またはそれと同等である、任意の方法および材料が、本発明の実践または試験において使用され得るが、いくつかの潜在的かつ好ましい方法および材料が、ここに説明される。

本明細書および添付の請求項で使用されるように、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈によって明確に別様に示されない限り、複数参照を含むことに留意されたい。したがって、例えば、「刃」についての言及は、複数のそのような刃を含み、「エネルギー源」についての言及は、１つ以上のエネルギー源および当業者に公知のその均等物の言及を含む等となる。

本明細書で論じられる刊行物は、単に、その開示のために提供される。本明細書に記載のいずれも、本発明が、先行発明であるという理由から、そのような刊行物に先行する権限が与えられるという了解として解釈されるものではない。さらに、提供される刊行物の日付は、該当する場合、実際の公開日と異なる場合があり、独立して、確認される必要があり得る。

前述は、単に、本発明の原理を図示する。当業者は、本明細書に明示的に説明または図示されないが、本発明の原理を具現化し、その精神および範囲内に含まれる、種々の配列を考案可能であろうことを理解されるであろう。さらに、本明細書に列挙される全ての実施例および条件付きの文言は、読者が、発明者らによって当技術の増進に寄与する本発明の原理および概念を理解することを補助することを意図し、そのような具体的に列挙される実施例および条件に限定されないものと解釈されるべきである。さらに、本発明の原理、側面、および実施形態ならびにその具体的実施例を列挙する、本明細書の全ての記載は、その構造的および機能的両方の均等物を包含することが意図される。加えて、そのような均等物は、現在公知の均等物および将来開発される均等物の両方を含む、すなわち、構造に関わらず同一の機能を果たす任意の要素を含むことが意図される。本発明の範囲は、したがって、本明細書に図示および説明される例示的実施形態に限定されることを意図しない。むしろ、本発明の範囲および精神は、添付の請求項によって具現化される。本明細書において説明される全実施形態に対して、方法のステップは、連続して行われる必要はない。

以下は、新規なものとして保護されることが所望される特許請求の範囲である。

Claims (9)

1. 放射線を指向させるためのシステムであって、該システムは、
   可動構台と、
   該構台上に搭載された放射線源と、
   該可動構台を移動させるように構成されたモーションシステムと、
   該構台上に搭載された陽電子放出検出器であって、該陽電子放出検出器は、陽電子消滅事象から生じる光子の放出経路を検出するように構成されており、該放出経路は、座標系内の第１の着目領域から始まる、陽電子放出検出器と、
   該放射線源および該陽電子放出検出器と通信するコントローラであって、該コントローラは、該検出された放出経路が該座標系内の第２の着目領域と交差するか否かを決定するように構成されており、該第２の着目領域は、該第１の着目領域とは異なり、該第２の着目領域は、放射線敏感構造である、コントローラと
   を備え、
   該検出された放出経路が該第２の着目領域と交差しない場合に、該コントローラは、
   該検出された放出経路に沿って該第１の着目領域に放射線を印加させる命令を該放射線源に送信するように構成されており、該コントローラは、さらに、該可動構台を移動させることによって該放射線源の移動を生じさせて移動後に該放射線源に該検出された放出経路に沿って該第１の着目領域に放射線を印加させる命令を該モーションシステムに送信するように構成されており、
   該検出された放出経路が該第２の着目領域と交差する場合に、該コントローラは、
   確率的係数を生成することと、
   該生成された確率的係数が事前にプログラムされた確率閾値を下回るか否かを決定することと、
   該生成された確率的係数が該事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合に、該検出された放出経路に沿って該第１の着目領域に放射線を印加させる命令を該放射線源に送信することと
   を実行するように構成されており、該コントローラは、さらに、該可動構台を移動させることによって該放射線源の移動を生じさせて移動後に該放射線源に該検出された放出経路に沿って該第１の着目領域に放射線を印加させる命令を該モーションシステムに送信するように構成されている、システム。
2. 前記検出された放出経路が前記第２の着目領域と交差し、前記生成された確率的係数が前記事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合に、前記コントローラは、確率的態様で強度変調させられた放射線を該検出された放出経路に沿って前記第１の着目領域に印加させる命令を前記放射線源に送信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
3. 前記検出された放出経路が前記第２の着目領域と交差し、前記生成された確率的係数が前記事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合に、前記コントローラは、該生成された確率的係数によってスケーリングされた放射線を該検出された放出経路に沿って前記第１の着目領域に印加させる命令を前記放射線源に送信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記検出された放出経路が前記第２の着目領域と交差し、前記生成された確率的係数が前記事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合に、前記コントローラは、該生成された確率的係数に従って変調させられた周波数における放射線を該検出された放出経路に沿って前記第１の着目領域に印加させる命令を前記放射線源に送信するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
5. 前記検出された放出経路が前記第２の着目領域と交差し、前記生成された確率的係数が前記事前にプログラムされた確率閾値を下回る場合に、前記コントローラは、該生成された確率的係数に従って減衰された周波数における放射線を該検出された放出経路に沿って前記第１の着目領域に印加させる命令を前記放射線源に送信するように構成されている、請求項４に記載のシステム。
6. 前記放射線の強度は、前記生成された確率的係数に従って減衰される、請求項２に記載のシステム。
7. 前記生成された確率的係数は、０〜１の間の無作為に生成された数である、請求項１に記載のシステム。
8. 前記事前にプログラムされた確率閾値は、０．２である、請求項７に記載のシステム。
9. 前記事前にプログラムされた確率閾値は、０．５である、請求項７に記載のシステム。