[发明专利]NIR图像引导的靶向

说明书

一种用于治疗的方法。该方法包括对患者的区域执行治疗中光学扫描，其中治疗中光学扫描包括近红外(NIR)能量源。该方法还包括根据光学扫描检测多个被检测信号。该方法还包括从多个被检测信号滤除皮肤特性。该方法还包括根据被过滤的多个信号确定与区域关联的骨骼解剖结构。

相关申请的交叉引用

本申请在35U.S.C§119(e)下要求2012年10月26日提交的、题为“NIR IMAGEGUIDED TARGETING”的、代理人案号为VAR-12-049-US-P的美国临时专利申请第61/719,301号的优先权和权益。本申请还在35U.S.C§119(e)下要求2013年3月15日提交的、题为“APPARATUS AND MEHTOD FOR REAL-TIME TRACKING OF BONY STRUCTURES”的、代理人案号为VAR-13-016-US-P的美国临时专利申请第61/798,066号的优先权和权益。本申请要求2013年10月2日提交的、题为“NIR IMAGE GUIDED TARGETING”的、代理人案号为VAR-12-049-US的美国专利申请第14/040,604号的优先权和权益。本申请要求2013年9月27日提交的、题为“APPARATUS AND MEHTOD FOR REAL-TIME TRACKING OF BONY STRUCTURES”的、代理人案号为VAR-13-016-US的美国专利申请第14/040,609号的优先权和权益。

背景技术

图像引导的靶向(image-guided targeting)在大量医疗过程中扮演着越来越重要的角色。本质上来说，图像引导涉及将接近实时的成像与历史三维(3D)体积数据进行计算机相关以确定患者解剖结构的空间位置。也就是，图像引导的靶向包括用以创建人体图像的技术和过程。用于图像引导的靶向的3D体积数据的典型示例包括计算机断层(CT)或者磁共振成像(MRI)。

已经针对使用投射x射线或者锥面波束CT在3D空间中对患者骨骼解剖结构精确定位来对这一图像引导的靶向的使用进行了充分描述。作为大多数图像引导的基础的默许假设为：骨骼解剖结构可以提供对附近的软组织的可靠参考。然而，亚毫米靶向精度在这样的技术的情况下是可能的，从而甚至实现要在图像引导下执行的最精确的外科手术过程。

图像引导中的x射线的主要角色是定义用于图像相关的骨骼解剖结构的3D位置。它们渗透皮肤的相对能力是x射线的使得它们能够用于成像的主要特征。相比之下，图像引导中所使用的千伏能量x射线的特征在于要从骨头发散的非常大的倾向性以及因此被阻止传输通过正在被成像的组织的更大的可能性。

虽然使用x射线的成像很鲁棒，然而使用电离辐射的挑战加重了这一方法的负担，因为电离x射线对于患者和医疗团队而言可能有害。正因如此，几乎不连续地进行当前使用电离x射线用于图像引导的技术。例如，一般仅在若干分钟到若干小时的过程的开始处产生锥面波束CT扫描，而仅每20到60秒生成用于图像相关的投射x射线。这样的“实时”成像的罕见意味着不检测瞬时患者移动，并且将导致治疗的不准确。

另外，在放射外科和放射治疗中，使用辐射波束来破坏肿瘤。比如，已经提出了如下方法：其中使用机械龙门(gantry)来移动波束源。使用两个x射线成像相机来计算患者的颅骨在治疗期间的位置。每分钟将这一x射线成像重复若干次。

然而，本上下文中的x射线成像具有若干限制。首先，如先前所讨论的，x射线成像需要电离辐射，并且因此对于患者和操作团队具有侵略性。射频外科手术过程可以持续高达1小时。在整个治疗期间连续地采用x射线会将患者暴露到单独来自x射线成像的大量的辐射剂量。其次，在x射线成像中，x射线源必须在患者的一侧，并且x射线检测器在患者的另一侧。因此需要足够的空间用于放置单独的源和检测器单元。所需要的是可以与3D患者解剖结构相关的真正实时的成像形式。

发明内容