利用基於放射性的位置傳感器的醫療系統和方法

2023-05-29 10:54:26

專利名稱：利用基於放射性的位置傳感器的醫療系統和方法
利用基於放射性的位置傳感器的醫療系統和方法本申請根據§ 119(e)，直接或間接地要求下列美國臨時申請的權益申請號60/773，931， 2006年2月16日提交，題為"輻射腫瘤學 應用(Radiation Oncology Application)";申請號60/804,178， 2006年6月8日提交，題為"放射性醫療植 入鬥勿(Radioactive Medical Implants)";申請號60/773,930, 2006年2月16日提交，題為"放射源的定位(Localization of a Radioactive Source)";這些申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。本申請是下列申請的部分繼續申請PCT/IL2005/000871, 2005年8月11日提交，題為"患者體內放 射源的定4立0Localization of a Radioactive Source within a Body of a Subject)";和PCT/IL2005/001101, 2005年10月19日提交，題為"通 過測量導管至探測導線頭的距離示蹤導管端(Tracking a Catheter Tip by Measuring its Distance From a Tracked Guide Wire Tip)"。這些申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。本申請與下列申請相關2004年8月12日提交的題為"基於區分傳感器的醫用導航系統 (Medical Navigation System Based on Differential Sensor)" 的美國 臨時申請號60/600,725;2004年10月19日提交的題為"使用導管或導線示蹤系統以提供 對導管或導線的自動導^t系統的定位反饋(Usmg a Catheter or Guidewire Tracking System to Provide Positional Feedback for an Automated Catheter or Guidewire Navigation System)"的美國臨時申請號60/619,792;2004年I0月19日提交的題為"使用放射源作為示蹤系統的示蹤 元件(Using a Radioactive Source as the Tracked Element of a Tracking System)"的美國臨時申請號60/619,897; 2004年10月19日提交的題為"通過測量導管至探測導線頭的距 離示蹤導管端(Tracking a Catheter Tip by Measuring its Distance from a Tracked Guide Wire Tip)"的美國臨時申請號60/619，898; 題為"放射源的定位(Localizatkm of a Radioactive Source)"的國 際專利申請登記號(DocketNo). 503/05136;題為"醫療系統和方 法(Medical Treatment System and Method)"的美國專利申i青登記 號(Docket No). 503/05283;和題為"醫療系統和方法(Medical Treatment System and Method)"的美國專利申請Docket No. 503/05413，均在本申請的同天提交。 這些申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。發明領域一般來說，本發明涉及使用基於放射性的位置傳感器指導診斷和 /或治療的方法。發明背景在很多醫療操作中，靶組織通過醫療成像鑑定(例如計算機斷層 攝影術或螢光透視法)。但是，在成像過程結束後，可進行繼後的醫療 過程(例如活組織檢查或切除)。在某些情況下，耙組織與周圍的非草巴 組織類似。在針刺活組織檢查情況下，該活組織檢查工具的操作部分 由醫療人員在患者內隱藏進行。一種特別類型的引導方法是^:射療法。在常規」;汰射療法中，用作 為來自體外放射源的光束形式應用的離子化輻射來殺死體內特殊區 域中的靶組織(例如腫瘤)。在其中組織移動到相對外界標的肌體區域中，很難為正確瞄準光束提供準確的位置信息。因此，經常輻射比實 際靶標更大的區域，以確保被治療的區域能準確接受輻射的治療性細胞毒的劑量。經常產生附隨的組織損傷。努力降低附隨的組織損傷可使預定的靶標處於治療之下。近程放射治療接種(seed)設計為避免附屬(collateral)組織損傷，在近程放射治療中，代替非光 束輻射，通過植入一種產生細胞毒性的離子化輻射的近程放射治療 "種子"，將離子化輻射施用於靶標。將該種子(seed)植入體內把標的附近。Sioshani (RadioMed Corp.)的US 6,436,026和Lebovic的US 2004/0116767公開了螺旋構型的近程放射治療的種子。Lebovic申請 書公開了通過針刺轉運種子。這些申請的公開內容全部結合到本發明 中作為參考。Radiovascular Inc.的WO 02/078785; Microsperix LLC的WO 2004/026111; Winkler (Proxima Therapeutics inc.)的US 6,749,555; Gonzalez (Spiration Inc.)的US 2003/0158515各自公開了將本身固定於體內的近程放射治療的種子設計。這些申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。常規;故射療法瞄準系統Isakov的US 4,215,694公開一種示蹤受輻照的目標位置的設備和 一種瞄準光源的機電傳動裝置。示蹤位置的設備依賴於脈沖變換器形 式內的傳感器。該專利的公開內容全部結合到本發明中作為參考。ZMED的WO 0154765公開一種通過調整支持患者支架(床)而瞄 準輻射光束的系統。該申請的公開內容全部結合到本發明中作為參 考。WO 97/29699和WO 97/29700兩者公開一種內抗體(mtmbody)探針的用途，其監測靶標之處/附近外輻射源中所施用的輻射以及調節對 監測響應所使用的輻射量。這些申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。用於位置測定的可才直入標記物Mate的US 2005/0261570公開在耙標之中/附近應激性標記物的 植入。然後將外部激發輻射源瞄準標記物以激發它。使用激發能測定 位置。將治療輻射瞄準到通過靶向激發能測定的位置上。該申請的公 開內容全部結合到本發明中作為參考。Fitzgerald的US 2005/0027196講述一種處理患者照射治療數據的 系統。Fitzgerald公開使用成像設備測定植入患者中的近程放射治療輻 射源的位置。該申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。WO 00/57923講述一種當暴露於X-射線時顯示所述種子的定向 和定位的放射性種子。通過使用不同的不透射線材料表明定向。該申 請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。射時，何處出現示蹤物。該申請的公開內容全部結合到本發明中作為參考。有關Calypso Medical Technologies的一系列美國專利(例如US 6,977,504; US 6，889,833; US 6,838,990; US 6,822,570和US 6，812,842) 說明AC電磁定位脈衝轉發機與位置測定系統結合的用途。這些專利 的公開內容全部結合到本發明中作為參考。 通過監測內抗體輻射測定定位本發明申請人的同時待審申請PCT/IL2005/000871和Maublant 的US 6,603,124講述使用定向傳感器檢測對於y發射源的方向和將傳 感器瞄準該發射源的方向。該申請和該專利的公開內容全部結合到本 發明中作為參考。發明概述本發明某些實施方案的一個方面涉及使用內抗體輻射源，將外部 工具瞄準內抗體耙標。在本發明的一示例性實施方案中，所述外部裝置是一種活組織檢查工具和/或分離工具和/或切除工具，所述靶標是 腫瘤或其它損傷。在本發明的一示例性實施方案中，所述外部裝置是 一種細胞毒性光束，而靶標是腫瘤。在本發明的一示例性實施方案中， 所述外部裝置是一種光束，靶標是一定面積的皮膚，其指示外科醫生 進行肝瘤切除的一種推薦的進入途徑。所述光束任選是雷射光束。作 為選擇或者另外地，所述光束是一種任選被投射、任選被瞄準和/或聚 焦類型的光束。在本發明的某些實施方案中，所述工具被設計為用於體外或開放 式外科傷口，例如解剖刀。在其它實施方案中，所述工具是一種引導 性工具，任選一種易彎曲的工具，例如用於腹腔鏡檢查或內窺鏡檢查。 在本發明的一示例性實施方案中，用放射性標記物將工具導向靶標。 任選將工具裝配上放射性標記物，使得位置傳感器能測定兩種標記物 的相對位置。作為選擇或者另外地，任選將工具機械性連接到傳感器 上，或者具有相對於傳感器通過採用其它方法(如本領域已知的其它位 置傳感形式，如光性、電磁性、磁性或超聲)測定的位置。在本發明的一示例性實施方案中，就內抗體靶標而言，測定內抗 體輻射源的位置的外部工具和傳感器各自獨立定位。作為選擇或者另 外地，將其中之一或兩者寄存於患者體內，例如機械性地或使用不同 的位置傳感方法。在本發明的一示例性實施方案中，利用輻射源僅產生一種相對的 位置，而非絕對的位置，在某些實施方案中，所述相對位置包含在l、2或3個軸向的運動方向，其在靶標處或靶標附近的所需位置校正工具和/或定位工具。在本發明的一示例性實施方案中，使用所植入的(或體表)標記物 幫助選擇供展示的解剖學影像。任選在採集解剖學影像或相關影像之前，將標記物注射到體內，通過所用的影像^^莫式(例如x-射線CT的不 透射線)設計成像的標記物。任選在圖像上顯示工具當前的位置和/或 所期望的路徑，例如作為一種覆蓋圖(overlay)。任選使用專家系統或其它軟體選擇不幹擾該系統(例如位置傳感器和/或其框架)和/或重要 體內結構的工具路徑。在展示中任選指明定位的體積和/或所期望的定 位準確度。在本發明的 一 示例性實施方案中，所述內抗體靶標是移動性的。 所述外部裝置任選是一種示蹤移動靶標的細胞毒性光束。任選通過調 整細胞毒性光束的位置和/或角度，將光束瞄準到移動的靶標。任選通 過調整檢查臺/床的位置使得靶標沿軌跡運行時保持耙標在光束下，將 光束瞄準到移動的靶標上。在本發明的一示例性實施方案中，可同時 調節光束和床以保持光束瞄準於移動把標。在本發明的一示例性實施方案中，所述內抗體輻射源包括可才直入 位置指示器，其包括低活性輻射源。在本發明的一示例性實施方案中， 所述可植入位置指示器包括一種固定元件。低活性包括在7日期間不 引起臨床上明顯程度的細胞毒性的任何輻射源。在本發明的 一 示例性實施方案中，所述輻射源具有10pCi或以下的活性。在本發明的一示例性實施方案中，輻射源具有至少一種尺寸，其 小於3 mm,任選小於2 mm，任選小於1 mm，任選小於0.5 mm或更 小或者中間值。所述放射源任選以一種近似於球狀固體物體提供，其 直徑大約為0.5 mm或以下。所述放射源任選以一種近似於球狀粘性 滴形式提供，其直徑大約為3.0mm或以下。在本發明的一示例性實施方案中，位置指示器包括一種與發射源 整合形成或與發射源連接的固定元件。該固定元件任選適於阻止體內 發射源的遷移和/或不必要的擴散。該固定元件任選應用 一種體內結構 和/或粘性物質和/或塗膜，以固定放射源本身。所述位置指示器任選包括一種不透射線的部分。在本發明的一示 例性實施方案中，不透射線的部分允許使用基於X-射線的成像方法顯 像位置指示器。在將位置指示器安放在靶標附近的過程中，任選利用 顯像法。在本發明的一示例性實施方案中，所述內抗體輻射源以試劑盒形的可可植入位置指示器以及適於包含所述位置指 示器的植入針頭和適於將位置指示器從注射針頭排出的噴射工具。在 本發明的一示例性實施方案中，可在產品裝置中，將所述位置指示器 插入到植入針頭中。任選在製造設備中，將所述噴射工具插入到植入 針頭中。本發明的某些實施方案的一方面涉及一種配置的位置測定系統， 其用於測定上述類型的內抗體輻射源的位置，使其具有足夠的將治療 裝置瞄準靶標(例如肺瘤)的準確性。該治療裝置任選包括細胞毒性光 束和/或切除工具和/或活組織檢查工具。在本發明的一包括治療光束 的示例性實施方案中，位置測定任選出現在光束運行或不運行情況 下。在本發明的一示例性實施方案中，所屬系統將細胞毒性光線瞄準 腫瘤。在本發明的一示例性實施方案中，瞄準包括移動靶標和/或將所述 工具進行直線位移和/或角度位移。在本發明的 一示例性實施方案中，位置測定系統測定一 系列位置 指示器的暫時確定的位置，如軌跡，任選一種循環重複的軌跡。任選 將該治療裝置在期望靶標處於那裡時的時間處，瞄準一或多個根據軌 跡計算出的位點。在本發明的 一 示例性實施方案中，所迷系統依賴於 一 或多種定向 傳感器來測定內抗體輻射源的位置。位置傳感器任選包括瞄準儀，其 任選為環狀瞄準儀。任選將光束或工具瞄準所測定的位置或相對於被 測位置具有確定空間關係的靶標上。此處所用術語"瞄準"任選指將 目標移動到光束路徑或工具路徑內(或反之亦然)或任選指為用戶提供 能使用戶移動靶標、光束和/或工具以使靶標處於工具/光束路徑內的 信息。在本發明的一示例性實施方案中，將所述定位傳感器置於當光束 運行時不幹擾治療光束的位置處。幹擾可以是例如"^射、反射或吸收 的形式。任選當位置傳感器活動時，將其置於笫一位置處，而當光束運行時將其移動到第二位置處。在本發明的一示例性實施方案中，將 治療光束以脈沖形式傳遞，傳感器在每次脈沖後返回到第一位置，在 連續脈衝之前再移動回第二位置。通過傳感器測定位置任選發生在脈 沖之間。在本發明的一示例性實施方案中，將所述定向傳感器設為門控， 以使得當光束工作時它們不運行。在本發明的 一示例性實施方案中，放置定向傳感器使得降低在其 上碰撞的光束的輻射量。在本發明的某些示例性實施方案中，系統提供作為 一種輸出瞄準 光束的放射療法系統的位置。在展現給放射療法系統的操作者後，任 選手工將輸出信號輸入該放射療法的系統中。手工輸入的輸出信號可 1起該放射療法系統瞄準於治療光源和/或復位患者，使得靶標與光束 排成一行。在本發明的一示例性實施方案中，通過移動床和/或治療臺， 使患者復位。在本發明的某些示例性實施方案中，將位置測定系統整合成瞄準 光束的放射性療法系統。本發明的某些實施方案的一個方面涉及使用注射量的生物粘性 膠作為近程放射治療種子或者作為種子的載體。任選地，所述膠除包 含放射性同位素外，還包含不透射線的標記物。在本發明的一示例性 實施方案中，利用生物粘性膠降低種子遷移。對於本說明書和附隨的權利要求書的目的，術語"位置"指一套坐標。所述坐標任選為2D或3D坐標。所述坐標任選^支暫時地及空間 地定義。在某些實施方案中，所述各方法使用定位，例如相對定位或 定向。應注意的是所述位置/定位/定向可在其它軸中隨意自由使用。 還應注意的是在某些實施方案中，例如，在瞄準工具或光束下，還可 測定所瞄準的項目的定向。任選利用一種以上的植入標記物，以及解 決將標記物位置轉化為標記物所處的平面和相對於可指向工具和/或 光束的平面的方程，產生物體的定位。在本發明的一示例性實施方案中，傳感器在5、 4、 3、 2或1秒 內測定位置。在本發明的一示例性實施方案中，位置測定的準確度在為5、 4、 3、 2或1 mm。本發明提供一種可植入位置指示器，該位置指示器包括(a) —種特徵為在7日內不引起臨床上明顯細胞毒性的活性的放 射源；和(b) —種與所述輻射源整合形成或連接於所述輻射源的固定元 件，所述固定元件適合於阻止體內放射源的遷移。所述固定原件還任選阻止體內發射源的分散。 所述活性任選小於100 iLiCi。 所述活性任選小於50 )uCi。 所述活性任選小於25 iuCi。 所述活性任選不超過10 fiCi。 所述固定元件任選包括一種固體底物。所述固體底物的至少 一 部分以彎曲構型為特徵，彎曲構型的特徵在於具有一種彈性記憶。所述彎曲構型任選包括至少一部分螺旋或螺紋。所述位置傳感器任選包括至少一種特徵為彈性記憶的細絲。所述固體底物任選至少部分^f皮一種生物粘附性材料塗布。所述固定元件任選包括一種粘附性材料。所述固定元件任選具有 一種生物相容性塗層的功能。所述位置指示器任選包括不透射線的部分。在本發明一示例性實施方案中，提供一種瞄準治療光束的方法，該方法包4舌(a)將放射性發射源(任選特徵為具有在7日內不產生臨床上明顯 細胞毒性的活性)植入到患者體內與靶組織呈幾何關係的位置。發射源 任選連接於或與一種固定元件整合形成，並具有一種生物相容性外表面。(b) 使用至少一個位置傳感器以根據放射性發射測定所述發射源的位置；和(c) 使用所述位置和關係校準治療光束和標準耙標的彼此位置。 任選地，所述發射源特徵在於其在7日內不產生臨床上明顯細胞毒性的活性。所述方法任選包括測定所述耙標和所述輻射源之間的幾何關係。 所述位置傳感器任選使用至少 一種輻射屏蔽層。 所述位置傳感器任選使用 一種瞄準儀。該方法任選包括通過所述傳感器登記第 一種位置坐標系統，然後 通過使用光束瞄準裝置記錄第二種位置坐標系統，這兩種坐標系統相 互參照。該方法〗壬選包^舌(d) 用光束髮出的治療量的輻射照射所述耙標。 該方法任選包括在(b)和(d)之間交替進行。該方法任選包括配置所述位置傳感器，使得所述光束產生的和照 射到所述傳感器上的輻射量不明顯影響該傳感器測定所述輻射源位 置的能力。該方法任選包括配置帶有一種能量窗口的所述位置傳感器，其能 明顯排除所述光束產生的輻射，並包含從所述輻射源發射的重要部分 的輻射。任選地，(c)包括將所述靶標移動到所需位置。 任選地，(c)包括將所述治療光束移動到所需位置。 任選地，(c)包括將所述治療光束進行角度調整。 在本發明的一示例性實施方案中，提供一種治療系統，該系統包括(a)任選特徵為在7日內不引起臨床上明顯細胞毒性的活性的放 射性發射源；作為選擇或另外地，所述發射源任選連接於一種固定元件或與固定元件整合形成的所述發射源，並且具有生物相容性外表 面。任選將所述發射源植於患者體內與相對於靶標呈固定幾何關係 處；(b) 位置傳感模塊，其能夠根據放射性發射測定該放射源的位置， 並能根據對測定的響應提供位置輸出信號；(c) 控制電路，其被配置為用於接收位置輸出信號、根據該位置 輸出信號和幾何關係計算靶標位置以及為光束-靶標校準裝置提供靶 標修正；(d) 光源；和(e) 光束-靶標校準裝置，其被配置為根據所述靶標坐標校準所述 光源和該l巴標的位置。所述活性任選在1 pCi-100 )iiCi的範圍。所述位置傳感模塊任選使用至少 一種利用至少 一種輻射屏障的 位置傳感器。所述位置傳感器任選使用 一種瞄準儀。 所述治療系統任選包括(f) 一種電路，其適用於通過所述傳感器模塊記錄所用的第一種 位置坐標系統，以及通過光束瞄準裝置記錄所用的第二種位置坐標系 統，這兩種坐標系統相互參照。所述治療系統任選在(b)和(d)的操作之間交替進行。任選配置的位置傳感器忽略當(d)運行時從(b)的位置傳感模塊輸 出的信號和/或位置傳感才莫塊的失效。任選將位置傳感器定位，使得該光束產生的和照射在所述傳感器 上的輻照量不明顯影響該傳感器測定所述發射源位置的能力。任選配置帶有能量窗口的位置傳感器，其能基本上排除從所述光 束產生的輻射，並包含從所述發射源發射的重要部分的輻射。任選配置所述光束-靶標校準裝置以根據所述靶標的坐標，將所 述靶標移動到所需位置。任選配置所述光束-靶標校準裝置將所述治療光束移動到所要求 位置。任選配置所述光束-靶標校準裝置將所述治療光束進行角度調整。在本發明的一示例性實施方案中，提供一種植入試劑盒，該試劑盒包括(a) 具有生物相容性外表面的放射源，該放射源的特徵在於其不 引起臨床上明顯細胞毒性的活性並與固定元件偶聯或整合形成；(b) —種包含輻射源的注射針頭；和(c) 適於將該發射源從所述針頭中排出到患者中的噴射機械 (mechanism)。所述活性範圍任選為1 )LiCi。所述活性任選不超過10 iuCi。所述固定元件任選包括一種固體底物。任選至少部分固體底物的特徵在於一種彎曲的構型，該彎曲構型 的特徵在於具有 一種彈性記憶。所述彎曲的構型任選包括至少一部分螺旋或螺紋。 所述輻射源任選包括至少 一種特徵為彈性記憶的細絲。 所述固體底物任選至少部分被一種生物粘附性材料塗布。 所述固定元件任選包括粘附性材料。 所述固定元件任選具有生物相容性塗層的功能。 所述輻射源任選包括不透射線的部分。在本發明一示例性實施方案中，4是供一種瞄準外部裝置的方法， 該方法包括(a)植入一种放射性分散(disintegrations)源，其特徵任選為不產生 臨床上明顯細胞毒性的活性，將該放射源植入到患者體內與革巴組織呈 固定幾何關係的位置。發射源任選連接於或與 一種固定元件整合形 成，並具有生物相容性外表面；(b) 測定所述靶標和該發射源之間的所述固定的幾何關係；(c) 利用至少一個位置傳感器根據放射性分散測定所述發射源的位置；和(d) 利用所述位置和所述關係校準外部工具和所述耙標的彼此位置。所述外部工具任選包括一種治療光束。所述外部工具任選包括一種光束。所述外部工具任選包括切除工具。在本發明的一示例性實施方案中，提供一種治療系統，該系統包含(a) —种放射性分散源，其特徵任選為不產生臨床上明顯細胞毒 性的活性。發射源任選連接於或與一種固定元件整合形成，和/或具有 生物相容性外表面。將該放射源植入到患者體內與靶組織呈固定幾何 關係的位置。(b) 工具；(c) 位置傳感模塊，其能夠根據放射性分散測定所述放射源的位 置，並能根據位置輸出信號提供位置；(d) 控制電路，其被配置為用於接收位置輸出信號、根據該位置 輸出信號和幾何關係計算靶標位置，並為工具-靶標校準裝置提供耙標 坐標；和(e) 工具-靶標校準裝置，其被配置為根據所述耙標坐標校準所述 工具和該靶標的位置。所述工具任選包括一種治療光束。所述工具任選包括一種光束。所述工具任選包括切除工具。在本發明的一示例性實施方案中，提供一種輻射源，該輻射源主 要由以下物質組成(a)至少一种放射性同位素；和(b)包含所述同位素的一定量的生物相容性粘性物。 本發明一示例性實施方案還提供一種瞄準治療光束的方法，該方法包含(a) 將放射性發射源植入到患者體內的與耙組織具有幾何關係的 位置上；(b) 使用至少一种放射性檢測位置傳感器，測定該發射源的至少 一種位置指標；和(c) 自動將治療光束瞄準基於所述至少一種位置指標的該靶標。 在本發明的一示例性實施方案中，所述幾何關係在所述植入前已知。在本發明的一示例性實施方案中，所述幾何關係在所述植入後利 用成像確定。在本發明的一示例性實施方案中，自動瞄準包括當所述靶標和所 述光束中的至少一個移動時，維持該目標。在本發明的一示例性實施方案中，所述被測定的位置是與傳感器 相關的位置。在本發明的一示例性實施方案中，測定至少一種位置指標包括測 定方向。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器產生方向信號。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置以三維確定。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源特徵在於其在7日 內不產生臨床上明顯細胞毒性的活性。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源附接於或與組織固 定元件整合形成，使適於維持該幾何關係中的所述發射源。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源包括生物相容性外 表面。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源位置的測定誤差不大於2 mm。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源位置的測定誤差不 大於1 miTL在本發明的一示例性實施方案中，測定至少一種位置指標包括測 定受生理運動循環影響的一系列位置指標。所述循環任選包括呼吸。在本發明的一示例性實施方案中，測定至少一種位置指標包括提 供一 系列暫時確定的限定一種軌跡的位置。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括通過所述第一種 傳感器記錄所用的第一種位置坐標系統，以及通過光束瞄準裝置記錄 所用的與第 一位置坐標系統彼此參照的第二種位置坐標系統。在本發明的一示例性實施方案中，該方法包含(d)利用該光束激髮帶有治療劑量的輻射照射所迷靶標。該方法 任選包括在(c)和(d)之間交替進行。作為選擇或另外地，該方法包括定 位至少一種所述位置傳感器和光束，使得該光束產生和照射到該傳感 器上的輻照量不明顯影響該傳感器測定所述發射源的位置的能力。在本發明的一示例性實施方案中，(c)包括將靶標移動到所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，(c)包括將所述治療光束移動到 所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，(c)包括將所述治療光束進行角 度調整。在本發明的一示例性實施方案中，該方法包括使用機械支架將所 述患者連接到至少 一种放射性檢測位置傳感器上。在本發明的一示例性實施方案中，(c)包括將所述光束瞄準錯過的 該傳感器或者將所述傳感器移到該光束路徑外中的至少一種。該方法 任選包括預測定至少一個位置傳感器的運動，以避免所述光束的照 射。該方法任選包括選擇所述至少一種傳感器的位置，解釋該靶標的 所需療法、為避免所述光束所設計的位置。作為選擇或另外地，該方法包括使用適用於接受所述患者的患者椅的角度，以及使用測定所述光束和所述至少一種傳感器之間的所期望相互作用的所述光束的角度。本發明的一示例性實施方案還提供一種治療系統，該系統包含(a) 位置傳感模塊，其能夠根據該發射源的放射性發射測定至少 一種可植入放射源的位置的指標，並能根據對測定的響應提供位置輸 出信號；(b) 控制電路，其被配置為用於接收位置輸出信號、根據該信號 計算準線修正值以及為光束-靶標校準裝置提供所述修正；(c) 光源；和(d) 光束-靶標校準裝置，其被配置為根據所述修正校準該光源和 所述耙標的位置。所述草巴標位置任選以三維限定。作為選擇或另外地， 根據所需治療作用，配置校正的所述校準裝置。作為選擇或另外地， 根據所需安全作用，配置校正的所述校準裝置。作為選擇或另外地， 所述校準裝置被配置為根據所述模塊和光束之間所要求缺乏的交感 影響校準。作為選擇或另外地，所述傳感模塊能夠在小於1秒之內測 定位置指標，且準確度大於5 mm，發射源的特徵在於其在7日內不 產生臨床上明顯細胞毒性的活性。所述活性任選在1 ^iCi-300 iuCi範圍 內。所述活性任選在l^Ci-100)LiCi範圍內。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感^t塊應用至少一 種使用至少一種輻射屏蔽的位置傳感器。所述位置傳感模塊任選使用 瞄準4義。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器使用分化射線 (differential radiation)才企觀iJ器。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器使用具有角度 敏感性的旋轉輻射傳感器。在本發明的 一 示例性實施方案中，計算的所述靶標位置的誤差不 超過2 mm。在本發明的 一 示例性實施方案中，計算的所述靶標位置的誤差不超過1 mnu在本發明的一示例性實施方案中，配置的所述控制電路用於通過 所述傳感器模塊記錄所用的第一種位置坐標系統，然後通過光束瞄準 裝置記錄所用的與第一種位置坐標系統相互參照的第二種位置坐標 系統。在本發明的一示例性實施方案中，配置在位置傳感器和患者照射 之間交替進行的系統。在本發明的一示例性實施方案中，該系統被配置用於忽略當光束 運行時產生的位置輸出信號。在本發明的一示例性實施方案中，配置用於在光束運行時使該位 置傳感模塊失效的系統。在本發明的一示例性實施方案中，定位所述位置傳感^f莫塊，使得 從該光束產生的和照射到該位置傳感模塊上的輻照量不明顯影響該 位置傳感模塊測定所述發射源的位置的能力。在本發明的一示例性實施方案中，配置所述光束-靶標校準裝置， 以根據該靶標的坐標將該靶標移動到所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，配置所述光束-耙標校準裝置， 以將所述治療光束移動到所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，配置所述光束-靶標校準裝置 以將所述治療光束進行角度調整。在本發明的一示例性實施方案中，所述控制電路適於提供對一系 列暫時確定的限定軌跡的各套坐標的修正。在本發明的 一示例性實施方案中，在適合治療過程中為患者提供 支持的支架內，提供一種位置傳感模塊的位置傳感器。在本發明的 一示例性實施方案中，所述系統包括通過移動所述傳 感器和所述屏蔽中的至少一種，使至少一種輻射屏蔽適於屏蔽輻射中 的該傳感器。作為選擇或另外地，所述患者支架可以轉動。在本發明的一示例性實施方案中，該傳感模塊適於在所迷支架內 移動。在本發明的 一 示例性實施方案中，所述系統包括傳感器移動裝 置，當光束源運行時，其被調整至光束路徑外位置傳感模塊的至少一 個傳感器的位置處。根據本發明的 一 示例性實施方案，還提供一種瞄準治療光束的方法，該方法包4舌(a) 將放射性發射源植入到患者體內的與靶組織具有幾何關係的 位置上；(b) 使用至少一种放射性檢測位置傳感器，測定該發射源；和(c) 將治療光束自動地瞄準基於檢測的該靶標上。 根據本發明的一示例性實施方案，還提供一種治療控制系統，該系統包4舌(a) 位置傳感模塊，其被配置為根據該發射源的放射性發射來測 定可植入放射源的至少 一種位置的指標，並能根據對測定的響應提供 位置輸出信號；和(b) 控制電路，其被配置為接收位置輸出信號，以及根據該位置 輸出信號計算和輸出至少 一 種目標坐標和將指令瞄準輸出通道的工 具。根據本發明的 一 示例性實施方案，還提供一種引導工具的方法， 該方法包括(a) 將放射性輻射源植入到與靶組織具有幾何關係的位置；(b) 使用至少 一种放射性檢測位置傳感器測定該發射源位置的至 少一種指標；和(c) 根據所測定的位置，將工具置於與所述靶組織所要求的相關 的位置處。任選所述幾何關係在所述植入前已知。在本發明的一示例性實施方,中，所述幾何關係在所述4直入後利用成像確定。在本發明的一示例性實施方案中，所屬方法包括(d)使至少部分所述工具進入患者體內並且接近該耙組織。在本發明的一示例性實施方案中，定位包括在所述靶標和工具中 的至少一個移動時，保持所述相對位置。在本發明的一示例性實施方案中，測定至少一種位置指標包括測 定方向。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器產生方向信號。在本發明的一示例性實施方案中，所述定位包括通過定位裝置指 導定位。在本發明的一示例性實施方案中，所述定位包括手動定位。 在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括示蹤該工具的位置。所述示蹤任選利用一種非離子化位置傳感方法。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括測定所述工具的定向。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括測定所述工具和所述傳感器的相對位置。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置以三維限定。 在本發明的一示例性實施方案中，所述位置作為相對於靶組織的相對位置限定。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源特徵在於其在7曰內不產生臨床上明顯細胞毒性的活性。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源附接於或與固定元 件整合形成。在本發明的一示例性實施方案中，所述發射源包括適於在該幾何 關係中維持該發射源的生物相容性的外表面。在本發明的 一示例性實施方案中，計算的所述發射源的位置的誤差不大於2 mm。在本發明的一示例性實施方案中，計算的所述發射源的位置的誤 差不大於1 mm。在本發明的一示例性實施方案中，測定至少一種位置指標包括測 定受生理運動循環影響的一系列位置指標。所述循環任選包括呼吸。在本發明的一示例性實施方案中，對於生理運動循環，將引起至 少部分所述工具進入到患者體內的時間計時。在本發明的一示例性實施方案中，測定位置指標包括提供一系列 暫時確定的限定一種軌跡的位置。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括通過所述傳感器 記錄所用的第一種位置坐標系統，然後通過所述工具記錄所用的第二 種位置坐標系統，這兩種位置坐標系統相互參照。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括 (e)用所述工具將至少部分所述靶組織移動。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括 (e)用所述工具將治療劑傳遞到所述耙組織內。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括至少進行一次再 定位，以及再移動至少另一部分所述靶組織。在本發明的一示例性實施方案中，所述定位包括將所述工具移動 到所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，所述定位包括將所述工具進行 角度調整。在本發明的一示例性實施方案中，該方法包括通過支架支持所述 患者，該支架機械性與至少 一种放射性檢測位置傳感器連接。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括將工具控制部件 連接於與所述位置傳感器機械性連接的支架上。在本發明的一示例性實施方案中，所述方法包括提供至少 一個位 置傳感器 > 其位於在治療過程中適合為患者提供支持的一件設施內。在本發明的一示例性實施方案中，所述工具包括一種光束。 根據本發明的一示例性實施方案，還提供一種治療系統，該系統 包括(a) 位置傳感衝莫塊，其能夠根據該放射源的放射性發射測定可植 入放射源的位置，並能根據對測定的響應提供位置輸出信號；(b) 控制電路，其被配置為接收位置輸出信號、根據該位置輸出 信號計算靶標位置以及對輸出信號提供至少一種靶標坐標的指標；和(c) 輸出信號，其適於接受靶標坐標的所述指標和適於幫助工具 對所述耙標定位。所述輸出信號任選包括(d) 工具定位裝置，其被配置為根據所述靶標輸出信號，相對於 靶標定位該工具。作為選擇或另外地，所述輸出信號包含可視顯示屏。 作為選擇或另外地，所述靶標坐標以三維限定。作為選擇或另外地， 配置所述控制電路以根據所需治療程序產生所述坐標。任選配置所述 控制電路以根據所需安全作用產生所述坐標。在本發明的一示例性實施方案中，所述傳感模塊能夠在小於1秒 之內測定位置，且準確度大於5 mm，發射源的特徵在於其在7日內 不產生臨床上明顯細胞毒性的活性。所述活性任選在1 ^Ci-300 pCi範 圍內。所述活性任選在1 pCi-lOO |uCi範圍內。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感^^莫塊應用至少一 個位置傳感器，所述位置傳感器使用至少一種輻射屏蔽。任選地，該 位置傳感器使用瞄準儀。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器使用一種分化 射線檢測器。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感器使用具有角度 敏感性的旋轉輻射傳感器。在本發明的一示例性實施方案中，提供的靶標坐標的誤差不大於 2 mm。在本發明的一示例性實施方案中，提供的靶標坐標的誤差不大於1 mm 在本發明的一示例性實施方案中，配置所述控制電路，以通過所 述傳感器記錄所用的第一種位置坐標系統，然後通過所述工具-耙標校 準裝置記錄所用的與第 一 種位置坐標系統相互參照的第二種位置坐 標系統。在本發明的一示例性實施方案中，配置所述工具校準裝置以將該 工具移動到所需位置。在本發明的一示例性實施方案中，配置所述工具校準裝置以將該 工具進行角度調整。在本發明的一示例性實施方案中，所述靶標輸出信號包括一系列 暫時限定的各套坐標，所述坐標限定軌跡。在本發明的一示例性實施方案中，所述位置傳感模塊包含安裝在 治療過程中適合為患者提供支持的患者支架內的至少 一 個位置傳感 器。任選至少部分所述傳感模塊可置於所述支架之內。任選調整所述 傳感模塊的至少一個傳感器，以獨立移動該傳感模塊的至少一種其它 的傳感器。圖示簡述在各圖中，在超過一張圖中出現的相同的結構、元件或部分一般 在其出現的所有圖中都用相同的數字標記。為方便和清晰呈現，選擇 圖中所示的才莫塊和特徵的維數，它們不必要按比例顯示。以下列出各 圖。圖IA、 IB、 1C和ID是本發明示例性實施方案的放射性療法系統 的示意圖；圖IE是表示定位外部工具(例如活組織檢查的針)的本發明一示 例性實施方案的醫療系統的示意圖；圖2是本發明 一 示例性實施方案的治療過程的簡單流程圖； 圖3是本發明一示例性實施方案的植入操作的簡單流程圖；圖4A和4C是本發明示例性實施方案的位置指示器的圖示；圖4B和4D是裝載於注射針內的分別在圖4A和4C中所示的本發明示例性實施方案的所述位置指示器的圖示；圖5是適合用於本發明某些示例性實施方案的定向位置傳感器的一種示例性實施方案的側一見圖；圖6 A和6B是注射工具的示例性實施方案的側視圖，該注射工具適合用於本發明某些示例性實施方案的生物粘性物質的注射； 圖7是治療的暫時門控和移動靶標的位置測定的圖示；和 圖8是本發明示例性實施方案的醫療系統的圖示，所述治療系統包括一種外部能定位的位置傳感器。實施方案詳述概述圖IA和IB是示例性》文射療法系統100的圖示，其依賴於內抗體 放射源產生的放射性蛻變，所述體內放射源可以是位於患者120體內 的位置指示器400的形式。位置指示器400任選處於相對於耙組織130 的已知幾何關係的位置之內、鄰近或之處。耙組織130任選是肺瘤。 任選提早選擇植入位置和幾何關係。作為選擇或另外地，在植入後， 例如通過手動或自動分析患者的x-射線或CT圖像，可確定該關係。 任選植入一種以上的標記物，例如以幫助測定患者的定位。在本發明的 一 示例性實施方案中，輻射源以放射性蛻變引起的光 子形式輻射狀向外傳播其位置。此傳播的一部分任選被一或多個用於 此目的的所用的定向傳感器150所接受。示例性傳感器150描述於 2005年8月11日提交的同時待審的申請號PCT/IL2005/000871中， 該公開內容結合到本發明中作為參考。此說明的概述在以下圖5中顯 示。在本發明的一示例性實施方案中，傳感器150利用瞄準儀(任選 環狀瞄準儀)測定從放射性蛻變引起的光子發起的方向。任選將各個方向以平面或線性向量表達。兩種傳感器150 (包括環狀瞄準儀)任選標明一雙連線，該連線交叉於對應於位置指示器400的位置的單點。在 本發明的一示例性實施方案中，使用三個或以上的傳感器150增加所 測定位置的準確度。在本發明的一示例性實施方案中，三個或以上的 傳感器150,包括瞄準儀，任選條形瞄準儀，標明交叉於對應於位置 指示器400的位置的平面。圖IA圖示說明一種瞄準治療輻射光束110的示例性半自動系統 100。在本發明的一示例性實施方案中，配置光束110以將細胞毒性 劑量的輻射傳遞到靶標(如腫瘤)處。在本發明的另一示例性實施方案 中，光束110—般指示可瞄準的任何外部工具。這些可瞄準的外部工 具任選包括，但不限於活組織檢查工具(例如針)、切除工具(例如電招^ 或超聲探針)和雷射束。根據所描述的示例性系統，傳感器150調節其方向以最優化接收 放射性蛻變引起的入射粒子。 一經最優化接收，各傳感器即可指明方 向以示蹤系統處理器170。處理器170由所有傳感器150提供的方向 輸入信號計算位置。處理器170任選修正位置指示器400和把組織130 之間的已知的空間位移。兩條直線(任選三條或更多條直線)或三個平 面(任選四個或更多個平面)的最近點任選被認為是線或平面的交叉 點。如

圖1中所示，可任選將傳感器150展開在患者120之上(例如 如圖IA所示的環繞光源110)和/或患者120之下(例如如圖IB、 IC和 ID所示的建造檢查臺)。在本發明的一示例性實施方案中，通過確保傳感器150不在光束 路徑中，圖IA所示的圍繞光源110的定位傳感器150阻止治療光束 的分散和/或反射和/或吸收。在本發明的其它示例性實施方案中，如果傳感器150在光束路徑 中，圖IB所示的位於患者之下的定位傳感器150可以引起治療光束 分散和/或反射和/或吸收的潛在問題。以下描述的圖IC和ID中所示的示例性實施方案提供了該潛在問題的解決方法。在所示的示例性半自動的系統中，處理器170提供位置輸出信號，定位用戶界面190。然後該系統操作者為輻射系統處理器180提供位 置，其通過調節平臺平移機械197響應，使得將輻射光源瞄準到草巴標 130上。該類型的一示例性半自動系統可用於例如一種改進的情況， 在該情況中系統100最初並未設計使用位置指示器400。圖IA還示例性說明了全自動的實施方案，其中示蹤系統處理器 170將位置輸出信號直接傳輸到輻射系統處理器180和/或安裝在;f全查 臺內的平移機械197中。根據本發明的該示例性實施方案，在無另外 的操作者輸入下，將輻射光源110瞄準靶標130。圖IB描述放射性療法系統的內容中的本發明的另一示例性實施 方案，其中將光源l]O (例如LINAC)安裝於機械臂(robotic arms) 195 (例如CyberKmfe Accuray; Sunnyvale; CA, USA)之上，後者安裝於基底 116 (例如連接於天花板、牆壁、支架和/或地板)之上。如上所述，傳 感器150安裝於檢查臺之上或鄰近LINAC 110之處。在該示例性系統 100中，處理器170將位置輸出信號直接傳輸到輻射系統處理器180 和/或支持光源110的機械臂195之中。根據本發明的這種示例性實施 方案，在無另外的操作者輸入下，將輻射光源110瞄準耙標130。圖1C描述的是一種適用於系統100的某些示例性實施方案的包 括可移動傳感器150的患者床140。床140任選包括一種基座144， 其沿標準動力化轉臺146旋轉。這種布置容許根據細胞毒性光束的發 射途徑對患者進行調整。在本發明的一示例性實施方案中，任選獨立通過傳感器移動機械 156，可移動各個傳感器150 。作為選擇或另外地，通過平臺平移機 才成197，可移動平臺142。移動機械156和/或平移機械197任選使用 一種驅動裝置，如一種通過踏級馬達(step motor)運轉的匹配齒輪和有 齒軌道。本領域普通技術人員將能夠用市售提供的部件構建一種適合 的傳動機構。機械156和197允許傳感器150和躺在平臺上的患者獨立定位於相對於入射輻射光的所需位置處。在本發明的一示例性實施方案中，將傳感器150包埋在碳纖維構成的中空平臺142中。任選將傳感器150在外殼內沿軌道前後轉動。雖然顯示的是線性軸式軌道，但任選使用其它形狀的軌道，例如一或多種軸式、跨軸式(transaxial)和/或彎曲形軌道。在本發明的一示例性實施方案中，傳感器適於移動，使得它們通 過輻射屏蔽，例如整合於平臺142中的屏蔽，防禦所述光束。在某些 情況下，該屏蔽保護傳感器免受散射的輻射，而非直接的輻射。該屏 蔽另外任選用於將傳感器移出光束路徑之外。作為選擇或另外地，提 供一種單獨的屏蔽元件(例如傳感器之上)，其被選擇性移動以保護該 屏蔽。如傳感器所示，所述屏蔽元件任選在齒輪和軌道上移動。傳感 器任選從光束中移出，以使其背部可用作屏蔽元件。大量市售提供的平臺142(包括轉臺146)都適用於本發明的內容。 這種平臺(包括轉臺)的一個實例是Exact Couch， Varian Medical Systems; Palo Alto; CA, USA.在本發明的一示例性實施方案中，轉臺 146通過系統處理器180控制。在所述圖示實施方案中，轉臺146在 底部平面(F)中旋轉。在平臺142中任選配置傳感器150。在本發明的 一示例性實施方案中，轉臺146的旋轉促進在患者內相對於治療光束 按所需方向校準l巴標。任選地，平臺142與標準輻射療法檢查臺具有相同的寬度和長度， 其厚度為8-10cm，而不是5-7cm。該額外的厚度給內部傳感器150留 有空間。在本發明的一示例性實施方案中，傳感器模塊150高8cm、 寬45cm (在床寬的方向)和長為25cm (在床長度的方向)。傳感器的旋 轉部分任選在這些尺度內旋轉。在本發明的一示例性實施方案中，將平臺142構建成一種碳纖維 外殼。任選將不被傳感器150和/或機械156和/或197佔據的部分外 殼用Styrofoam填充。Styrofoam填充物任選為平臺142增加強度和/ 或結構完整性。在本發明的一示例性實施方案中，平臺142是中空的，並將其構建為提供適當強度和/或結構完整性，而無Styrofoam填充物。 任選提供1-2 mm厚度的碳纖維以上和/或以下的傳感器150。在 本發明的一示例性實施方案中，所述l-2 mm厚度的碳纖維有足夠的 硬度將患者與傳感器150的移動隔離和/或保護傳感器150避免患者體 重的重壓。圖ID描述一種示例性的系統100,其包括一種上述的患者床140 以及安裝在機械臂195之上的線性加速器(LINAC)光源110。圖ID說 明轉臺146和旋轉組件114如何與瞄準光束112 —致發揮作用，使得 其通過傳感器150之間。機械臂是本領域熟知的，目前存在大量可市售提供的產品，包括 適合用於本發明內容的機械臂。機械臂195在壁(W)的平面內旋轉。 通過旋轉組件114,使機械臂195旋轉，以控制系統處理器180。 W 平面內的這種旋轉補充了轉臺146提供的F平面內的旋轉。在本發明的一示例性實施方案中，系統處理器180調節旋轉組件 114和/或轉臺146和/或移動機械156和/或197，使得LINAC 110的 光束112通過平臺142內的傳感器之間。在本發明的所述的示例性實施方案中，通過移動機械156移動傳 感器150，使得當光束112運行時，它們處於第一位置，而當光束112 不運行時，它們處於第二位置。任選地，這種兩種位置之間的轉換預 防幹擾光束112和/或降低光束112能量的擴散和/或允許任選在腫瘤 130中更準確地測定位置傳感器400的位置。機械197允許將光束112 瞄準到平臺142之上或稍;微以上的幾乎任何位置。在本發明的一示例 性實施方案中，可用通過傳感器150和示蹤系統處理器170所測定的 定位中的目標120內的靶標130，通過系統處理器180發出的指令， 定位光束112光徑中的靶標。在本發明的一示例性實施方案中，轉臺146和旋轉組件114各自 能獨立操作，以旋轉±30、 ±45、 ±60、 ±90或±180度或以下或以上的 範圍或旋轉的中間量。任選地，轉臺146和旋轉組件114各自獨立在處理器170和/或處理器180的控制之下。平臺142的旋轉和/或光源110是本領域熟知的，在諸如Baglan 等(2003) Int J Radiat Oncol Biol Phys. 55(2):302-11和Lam et al. (2001) Med Dosim. 26(1):11-5中描述。這些出版物全文結合到本發明中作為 參考。這些出版物描述轉臺146和/或旋轉組件114的旋轉以避免非耙 組織的輻射。 一般通過處理本領域普通技術人員熟知且廣泛有用的計 劃軟體，進行少量組織的適合角度的計算。但是，標準處理計劃軟體 認為光束112不可能碰撞在患者體外的任何物體上。根據本發明的示例性實施方案，利用類似於少量組織所用的旋轉 策略，系統處理器180阻止光束112與傳感器150的接觸。阻止光束 112與傳感器150的接觸包括改變所述治療計劃軟體以考慮傳感器 150在體外所處的位置。任選使用機械156調節傳感器150的位置， 以便當光束運行時，將它們移動到光束112的路徑之外。在本發明的一示例性實施方案中，兩個傳感器150的空間距離為 20cm,使得處理器180可在它們之間瞄準光束112,而無相互幹擾。 一種典型的治療輻射光束具有10cm-15cm的寬度。系統處理器180任 選進行一系列計算，這些計算要考慮平臺142的移動、傳感器150的 移動、轉臺146的旋轉、旋轉組件114的旋轉、光源110的位置和光 束112的計劃路徑。在本發明的一示例性實施方案中，將傳感器150 的位置以相對於靶標130的位置坐標形式提供給處理器180。處理器 180任選將傳感器150的坐標擴展到表明傳感器實際尺寸的體積。圖IE描述一種適合於活組織檢查或手術切除的示例性系統100， 其包括傳感器150和切除工具198。圖示的示例性系統100包括一種 包含平臺142和基座140的患者床140。對於活組織檢查和/或切除手 術，可根據基座140固定平臺142。在所述圖示的實施方案中，將傳感器150安裝於平臺之內，並通 過如上所述的移動機械156,將其相對於患者120和/或把標130和/ 或位置指示器400定位。這種類型的布置任選允許將相同的床140用於位於患者120不同部位的靶標130上。切除工具198可獨立於靶標130和/或位置指示器400定位。在本 發明的一示例性實施方案中，工具198的定位通過一種機械裝置控制 處理器180進行，例如通過由機械臂控制單元196控制的機械臂195。 在本發明的另一示例性實施方案中，工具198由人工操作，工具的操 作者接收如何調節位置和/或近似角度的信號指示。在本發明的 一 示例 性實施方案中，信號以圖形信號顯示，例如顯示2D或3D來表明工具 的軌跡和目前的位置和/或定向。任選地，當從觀察點(例如通過裝載 在工具中的照相機)觀察時，顯示實際3D景象來表明耙標。作為選擇 或另外地，信號具有聲音，例如表明工具處於軌道中的聲音和/或表明 工具不在軌道中的聲音和/或移動該工具的方向的聲音。該工具任選連 接於一或多種LEDS或其它顯示元件(未示出)上，其指明該工具是否 正確定位(例如紅/綠燈)和/或移動工具的方向(例如，有4個燈各自在 各方向上指示)。在本發明的一示例性實施方案中，先前已通過注射植入了位置指 示器400。指示器400的注射任選與以上步驟(例如活組織檢查或近程 放射治療處理)同時進行。在本發明的 一示例性實施方案中，通過測定其位置的工具示蹤才莫 塊示蹤機械臂195上的工具198。該工具示蹤^t塊可任選獨立於傳感 器150或依賴於傳感器150。在本發明的一示例性實施方案中，可將 另一位置指示器400'用於工具198上，任選作為一種膠滴。其它示 例性工具示蹤模塊可依賴於一或多種結合的機械示蹤器、柔韌性機械 示蹤器、光學示蹤器、RF示蹤器、磁性示蹤器、放射性示蹤器、超 聲示蹤器、惰性示蹤器。在本發明的一示例性實施方案中，通過傳感器150同時測定患者 120上指示器400和工具198上指示器400，的位置有助於記錄彼此相 互參照的測定位置。通過傳感器150同時測定患者120上指示器400 和工具198上指示器400，的位置任選容許用手支持工具198。在本發明的另一示例性實施方案中，獨立於傳感器150來測定工具198的位置。其任選允許工具198被機械控制。任選一個控制單元 196在已知的位置上^^皮鎖定，單元196即可測定相對於其本身的工具 198的位置，並將工具198的位置傳送到系統處理器180內。在本發明的另一示例性實施方案中，傳感器150與工具198物理 性連接，該工具"居於"指示器400和/或靶標130之上。該構造任選 適合與支撐工具198的手柄一起使用。在本發明的 一 示例性實施方案中，所述工具示蹤才莫塊提供輸出信 號，包括工具198至系統處理器180的位置。輸出信號任選包括或不 包括工具198的定向。在手術操作期間，系統處理器180考慮位置指示器400和工具198 的相對位置。在本發明的一示例性實施方案中，處理器180發出控制 單元196的指令，以調節機械臂195,使得將工具198帶到所需接近 耙標130之處。對於針吸組織檢查，該接近度隨針的長度變化。在本 發明的另一示例性實施方案中，處理器180向持有工具198的操作人 發出指令，使得工具198達到靶標130處。可向操作人發出指令，例 如以視覺信號(例如該工具的把柄上的燈光箭頭)或可聽指令。在本發 明的 一 示例性實施方案中，向該系統的操作者顯示指示器400和/或靶 標130和工具198的相對位置。處理器180任選應用一種修正，其補 償指示器400和靶標130 (例如腫瘤)之間已知的幾何關係，以測定耙 標130相對於工具198的位置。在本發明的一示例性實施方案中，該 幾何關係是已知的，原因是例如已通過醫學成像步驟(如電子計算機化 斷層x線攝影法或螢光鏡透視檢查法)預先測定。任選用軟體工具自動測定所述工具至靶標的所需距離，例如根據途徑。在本發明的某些示例性實施方案中，系統100的操作者輸入指令 以將工具198導向靶標130。操作者任選手動引導工具198。在本發明的其它示例性實施方案中，系統處理器180向機械臂控制單元196發布指令，使得工具198被自動引導到靶標130。在活組織檢查工具198情況下，工具控制部件196引導工具198 至相對於靶標130的所需位置和方向。機械臂195可任選通過另一種 引導裝置(例如萬向常平支架(gimbal))代替。活組織檢查工具198 —旦處於所需位置， 一種部署的命令即引起 活組織檢查吸針從工具198向外延伸至把標130處。任選通過吸針移 出樣本，例如通過抽吸。任選通過抽出針移出樣本。在本發明的一示 例性實施方案中，基於安全性考慮進行定位和部署。例如，系統處理 器180可指導工具198至不直接位於靶標130和定向工具198之上的 位置處，使得將活組織檢查吸針以淺的角度射出。這可預防針頭穿透 腹膜。在某些示例性步驟中，調整工具198的位置和/或定向以允許從耙 標130中抽出多重樣本。在本發明的各種示例性實施方案中，調節工 具198的位置可包括改變活組織檢查吸針的穿透深度和/或旋轉該活 組織一企查吸針。一旦工具198到達靶標130處，通過工具198任選進行非-活組 織檢查醫療操作。該醫療操作可以是例如一種切除術或治療劑的傳遞。在切除術情況下，可在進入患者120的體內之後，將工具198進 行另外的操作。在傳遞治療劑情況下，可在一或多個位置處任選傳遞治療劑。例 如可按以上活組織檢查中所述，達到所述位置。治療劑包括，但不限於近程放射治療種子、化療劑和基因治療劑。 近程放射治療種子任選可用作植入後的位置指示器400。在本發明的其它示例性實施方案中，可將傳感器150安裝在機械 臂上，使得可將它們定位於醫療人員的通道之外。如工具198—樣， 可將傳感器150任選安裝在相同的機械臂195上。圖8顯示一種本發明的示例性實施方案，其中用一種單獨的機械臂193在其上安裝傳感器模塊191。它們可代替或作為另一種床內傳 感器150,如圖所示。任選提供一種單獨的支架199。或者，可共用 機械臂195的支架116。機械臂193任選包括編碼器或其它工具，這 樣可了解其相對於該支架的位置。支架的位置任選通過安裝在其上的 放射性標記物測定，並通過檢測器衝莫塊191發現。相對於給定坐標系 統的可定位的位置傳感器沖莫塊191的位置和/或定向，任選採用本領域 已知的多種示蹤技術的任何一種來測定，包括但不限於磁技術、電磁 技術、光學、超聲和/或機械技術。在本發明的一示例性實施方案中，；漠塊191位於一種正方形的三 個側邊的形狀中。它可很容易從一個側邊面或從檢測器當中進入。任 選地，該才莫塊長和寬位約50 cm，開口直徑約30-40 cm。也可使用其 它開口形式。當可從上面提供活組織檢查吸針時，在某些實施方案中， 可通過所述傳感器的設計阻斷工具和/或清楚的視野。在本發明的一示 例性實施方案中，將傳感器模塊191置於靠近身體處，任選與身體接 觸，任選在身體之上或之側。如果且當幹擾操作過程時，任選將模塊 191移開。然後可將^^莫塊191移回。圖2是本發明一示例性實施方案的治療過程200的簡單流程圖。在210處，將位置指示器植入到患者體內。任選在相對於耙組織 之內、附近或任何已知的移置處植入。在本發明的一示例性實施方案 中，所述靶組織是胂瘤。位置指示器包括特徵在於具有所要求活性的 放射源，如下所述。在212處，基於對位置指示器中放射性蛻變產生的光子的分析， 進行對該位置指示器的位置坐標的測定。該分析任選通過一或多種位 置傳感器C任選定向性敏感的位置傳感器)進行。在214處，基於212處測定的位置坐標，在一面積內，瞄準和/ 或聚焦治療光束。在本發明的一示例性實施方案中，瞄準或聚焦以一 種修正為基礎，該修正^皮認為是一種位置指示器和靶標之間的已知的位移。該瞄準/聚焦包括記錄通過位置測定機械使用的位置坐標和記錄輻射機械使用的坐標。在以下標題為"示例性登記機械(Exemplary Registration Mechanisms)"的部分中，更為詳細地討論記錄。瞄準/聚 焦任選包括移動患者和/或移動光源和/或將光源進行角度調整。在本 發明的某些示例性實施方案中，214指明活組織檢查工具和/或切除工 具的瞄準和指導。根據本發明的示例性實施方案，214可包括沿軌道進行工具的線 性平移和/或使用萬向常平支架和/或機械臂和/或應用旋轉移動和/或 角度調整。在216處，通過治療光束給予214中測定的面積細胞毒性劑量的 輻射。在本發明的某些示例性實施方案中，216表明通過電極或超聲 探針進行的活組織檢查和/或切除的操作。在本發明的一示例性實施方案中，在單獨處理期間的過程中，重 復212、 214和216。例如，如果將前列腺腫瘤照射120秒，應用輻射 毒性的216可以是10秒突發輻照形式，每次突發輻照後進行位置測 定212和調焦214。這種類型的操作任選降低偶然傳遞到非耙組織的 輻射量。這種輻照方案降低了相關組織非自願移動的影響，例如由於 應力和/或作為一種不適的反應。圖3是本發明一示例性實施方案的植入過程300的一種簡略流程 圖。這種流程圖提供圖2的植入210的示例性詳細說明。在310中，提供包括放射性源的位置指示器。在312中，將所述 位置指示器裝載於注射工具內。350表明310和312可任選在製造裝 置內進行，以使所述位置指示器作為裝栽於注射工具內的單獨包裝的 無菌單元形式提供。在314處，插入注射工具，使得該工具的末端位於靶標的已知移 動處。該已知的移動任選很小，且該工具的末端接近靶標的邊界。該 已知的移動任選基本為零，且該工具的末端在靶標之內。在本發明的 一示例性實施方案中，該工具的末端在靶標4妄近耙標的中心。316表明可將插入物314任選通過醫學影像引導和/或評估。可進行位置指示器和靶標的相對位置的安置指導和/或安置後的評估，例如通過超聲、螢光透視法、標準X-射線成像法、CT、 MRI或任何其它 可利用的成像方法。在318處，從注射工具內噴射出所述位置指示器。噴射任選在已 通過成像316評估出的位置上。在320處，抽出注射工具。 示例性位置指示器構型圖4A和4C是根據本發明示例性實施方案的位置指示器的圖式 說明。在該圖示性的實施方案中，指示器400包括一种放射源410和 一種不透射線的部分420。不透射線的部分420任選用作固定元件。 任選還包括另外的固定結構430 (圖4C)。在本發明的一示例性實施方 案中，將指示器400用一種可生物相容的塗層塗覆。該塗層任選使指 示器400對肌體呈惰性。在本發明的一示例性實施方案中，指示器400 的植入不5)起免疫和/或免疫響應。圖4A中所示的示例性實施方案說明一種螺旋構型。該螺旋構型 在配置在所要求位置之後，任選用於將指示器400固定在體內。在本 發明的一示例性實施方案中，該螺旋特徵在於具有一種彈性記憶，使 得其傾向於恢復其螺旋形狀。在該圖的一示例性實施方案中，將不透射線的部分420成形為 一種螺旋形，且將放射源410集中於指示器400 的一端。在本發明的另一示例性實施方案中，可將放射源410集中在 相對於該螺旋的不同位置或沿該螺旋擴散。在圖4C中所示的一示例性實施方案中，說明一種直線型結構。 特徵在於具有彈性記憶的人字形細絲430在配置在所要求位置之後， 任選用於在體內固定指示器400。在該圖的一示例性實施方案中，將 不透射線的部分420成形為一種直圓筒形，且將放射源410集中於指 示器400的一端。在本發明的另一示例性實施方案中，可將放射源410 集中在相對於該圓筒的不同位置或沿該圓筒擴散。在該圖的一示例性實施方案中，放射源410可以是一種在非放射性材料上的放射性塗層。圖4B和4D是裝載於注射針450內的分別在圖4A和4C中所示 的本發明示例性實施方案的所述位置指示器的圖示說明。在本發明的 一示例性實施方案中，針450是一種標準的皮下注射針，例如20至 25規格的注射針。圖4B說明在針450內將螺旋部分420壓縮到扭結的直線構型。 圖4D說明在針450內壓縮人字形結構的細絲430。 應用從近端480中的彈射力(例如從插入的彈射工具中)引起從末 埠徑490中噴出輻射源400。輻射源400的相關部分的彈性記憶引 起該噴射源趨向於復原到相關的未被壓縮的構型。在本發明的一示例 性實施方案中，彈射力由彈射工具和/或通過液體流提供。在本發明的一示例性實施方案中，放射源410包含一種生物相容 性膠的微滴，其包含一種所需放射性同位素。該微滴的粘性特性任選 能降低注射後移動或轉移的趨勢。該粘'性微滴任選為連續性 (contiguous)和/或非分散性的。該微滴還任選包括一種不透射線的材 料。在本發明的該示例性實施方案中，正是輻射源410本身強烈粘附 於周圍組織，而無單獨物理性固定的益處(例如螺旋420或細絲430)。 在本發明的一示例性實施方案中，可將較大的(2-3 mm直徑)生物相容 性膠的微滴，任選包括不透射線材料，通過一狹窄的(23-25規格)針注 射，原因是該膠狀物在注射時為液體或凝膠狀態。輻射源410任選為 可生物降解的，在8-12周之後開始降低明顯程度的完整性。輻射源 410任選被代謝，其中包含的放射性同位素被排出體外。可任選將膠 滴內的放射性同位素顆粒單獨用生物相容性物質塗覆，使得當膠狀物 降解以及顆粒分散並從體內排出時，它們仍保持生物相容性。任選將 膠滴以液體或半液體狀態注射，並在注射後組合成固態物質。在本發 明的 一 示例性實施方案中，可根據特定應用調節每單位體積的放射 量。適用於本發明示例性實施方案的內容中的生物相容性膠可由市售提供，本領域普通技術人員將能夠選擇適用於所構思的示例性實施方案的適合的膠。生物相容性膠的實例包括，但不限於Omnex (Closure Medical Corporation, Raleigh， NQ禾口 BioGlue (Cryolife, Atlanta, GA)。在本發明的各種示例性實施方案中，所述生物相容性膠狀物可以 是一種雙組分膠(例如BioGlue, Cryolife， Atlanta, GA; USA)或者在與人 體組織接觸後變硬的單組分膠(例如Omnex, Closure Medical Corporation, Raleigh, NC; USA)或施用轉化能(例如UV光；熱量或超 聲)後變硬的膠。在本發明的一示例性實施方案中，以試劑盒形式提供包含含有所 需放射性同位素的生物相容性膠微滴的放射源410，該試劑盒包括注 射工具。當注射膠狀物時，注射工具任選與該膠狀物成分混合。在本發明的一示例性實施方案中，所述注射工具是一種標註刻度 的透明注射器，使得操作者很容易清楚所注射的膠狀物的量。刻度任 選以體積和/或滴徑標註。在本發明的一示例性實施方案中，在注射工 具上有一個旋鈕、遊標或其它機械調節器，可將其置於標註的某一體 積或滴徑處，使得當注射工具被激活時，產生適合量的所注射的膠狀 物。在本發明的一示例性實施方案中，注射工具在施藥器(applicator) 末端包括一種充氣球，為將膠珠填充到組織中創造一個空間。所述注 射工具任選運用一種轉化能量。 示例性記錄裝置在本發明的一示例性實施方案中，將傳感器150牢固安置在光源 110或患者床之上。根據該示例性實施方案，可在製造、安裝中或周 期性進行l次修正步驟，並可將該示蹤和輻射系統進行經常彼此的校 準或記錄。在本發明的另一示例性實施方案中，將傳感器150與輻射治療系 統分開。根據本發明的這些示例性實施方案，利用目前的位置和定向 測定系統，記錄輻照治療系統的傳感器150。目前的位置和定向測定 系統包括^(旦不限於光學、超聲、電磁和機械系統。在Business BriefingUS Oncology Review 2006, p44-46中Kupelian和Mahadaven所著的 ";故射療法中對靶標定位和示蹤的實時方法(Realtime Method to Locate and Track Targets in Radiotherapy)"中可發現對用於輻射療法系 統中校準傳感器排列的示例性光學示蹤系統的簡述。這篇文章全文結 合到本發明中作為參考。本領域普通技術人員應能選擇可用的位置和 定位測定系統，並能將其結合到本發明的內容中。 結構的考慮在本發明的一示例性實施方案中，將較小的輻射源410與相對大 的位置指示器400連接。小的輻射源410 (例如0.5 mm-1 mm直徑)的 應用任選允許傳感器150更準確地測定信號發起的方向。任選地，大 的不透射線部分420在螢光圖示成像中容易地顯影。在本發明的一示 例性實施方案中，不透射線部分420具有1、 2、 3或4 cm或以下的 長度或者中間值或較長的長度。在本發明的一示例性實施方案中，不 透射線部分420具有與通過20-25規格OD針注射一致的直徑。在本發明的一示例性實施方案中，相對大的不透射線部分420用 於固定位置內的較小的輻射源410。不透射線部分420任選包括固體 底物。固定應該具有足夠的強度以在至少部分輻射療法治療期間，任 選在整個輻射療法治療期間預防遷移或移動。在本發明的一示例性實 施方案中，在整個該輻射療法治療期間，周期性測定指示器400相對 於靶標130的位置。指示器400相對於靶標130的位置可通過諸如 X-射線、螢光透視法、CT、 MRI或超聲測定。在本發明的一示例性 實施方案中，進行相對位置的3D測定。附加或代替由光源400的各種示例性構型提供的物理性固定，可 將至少部分光源用生物粘性材料塗覆。該生物粘性材料用於在所需位 置固定輻射源410的位置。適用於本發明內容的生物粘性劑的實例可 包括但不限於氰基丙烯酸酯基膠粘劑，如Closure Medical Corporation, Raleigh, N. C的Omnex。在本發明的一示例性實施方案中，該生物粘 性劑不引起免疫和/或炎症反應。放射性程度在本發明的一示例性實施方案中，指示器400包括放射源410,其具有300、任選200、任選IOO、任選50、任選25、任選10 juCi或 中間值或更低值的活性。在本發明的一示例性實施方案中，放射源410 發射的輻射量在7日內，任選30日，任選60日，任選90日或更長 或中間的時間內不引起臨床上明顯的細胞毒性。在美國，對標記作為放射性的lOjuCi放射源沒有法定的需求。 10pCi放射源，任選集中在直徑約為0.5mm或以下的球體內，每秒提 供3.7xlS蛻變。該輻射量對於位置傳感器150準確測定對於所接受 信號的起源的方向是充足的。在本發明的一示例性實施方案中，植入 位置處輻射源的輻射度在 一 周時期內對位置測定保持足夠的高度。 示例性半衰期的考慮在本發明的一示例性實施方案中，輻射源410包括銥(IR192)。銥 的特徵在於半衰期為73.8日。根據本發明的示例性實施方案，在放射 源410中包括半衰期為30日、任選50日、任選70日、任選90曰或 以上的同位素或中間值或更低半衰期的同位素。在本發明的一示例性 實施方案中，這些同位素與輻射療法一致，所述輻射療法持續4周、 任選6周、任選8周、任選10周、任選12周或更少或中間值或更大 值的周數。對於某些活細胞檢查和/或手術操作，例如，其中該操作是一種一 次性操作並在標記物植入後即被列入計劃，可使用相對短的半衰期。 示例性半衰期可以從數小時(例如1、 4或20)至數日(例如1、 3或5) 或數周(例如l、 2或3)。還可提供中間值、較短或較長的半衰期。應注意的是對於其中已知靶標是吸收某些放射性藥物的腫瘤(或 其它組織)的某些活組織檢查和/或手術操作，可將經靶標吸收的注射 的放射性藥物用作所迷標記物。 安全性在本發明的一示例性實施方案中，在治療結束時將位置指示器400留在位置處。輻射源410的輻射任選足夠的低和/或包括在輻射源 410中的同位素的半衰期足夠的短，使得對患者不存在明顯的危險。 在本發明的一示例性實施方案中，指示器400的非放射性部分由生物 相容性材料構成。該生物相容性材料任選是可再吸收的物質。 示例性的位置傳感器圖5是適用於本發明某些示例性實施方案的定向位置傳感器150 的一種示例性實施方案的透^L圖(例如如圖IA和IB中所示的系統圖5說明配置了多種輻射檢測器522和在所述多種輻射檢測器 522之間散開的多種突出的輻射屏蔽536的傳感器150的一種示例性 實施方案。在本發明的一示例性實施方案中，各檢測器522的特徵在 於518的寬度為2mm， 514的長度為10 cm。在本發明的一示例性實 施方案中，屏蔽536的特徵在於535的高度為5 cm和其基底處537 的寬度為4mm。根據該示例性實施方案，將多種輻射檢測器522成對構成，各對 具有第一部件521和第二部件523。多種突出輻射屏蔽的各突出輻射 屏蔽536位於成對輻射檢測器522的第一部件521和第二部件523之 間。根據該實施方案，傳感器元件150能通過對於軸516的一系列旋 轉角度532旋轉輻射傳感器522，使得在輻射檢測器522上收到的輻 射源的輻射隨旋轉角度532旋轉。各輻射檢測器產生一種輸出信號。任選將所有第一元件521的輸出信號合計或者另外組合得出第一 種總數，並可將所有第二元件523的輸出信號合計得出第二種總數。 在本發明的一示例性實施方案中，通過分析電路計算各總數。假定所 有輻射檢測器522都相同，當將傳感器直接瞄準到輻射源的質量中心 (靶標旋轉角度532)時，第一種總數與第二種總數相等。應用多重屏蔽 536確保笫 一種總數與第二種總數之間的差別隨任一方向中旋轉角度 532的非常微小的變化而快速增加。作為選擇或另外地，整個模塊150 的總輸出符號表明達到所需旋轉角度532所需要的旋轉方向。傳感器1 50的特徵任選在於快速反應時間和/或高度準確度。在本發明的一示例性實施方案中，通過在一定時間內完成收集放射源的Y射線碰撞的算法操作傳感器150,然後根據對整個傳感器150 的組合總輸出信息，確定其中的方向以及將輻射檢測器522旋轉多少 度以達到所需旋轉角度532。任選通過分析電路進行該決定。另外， 可使用一種算法，其相對於每次所檢測的碰撞，旋轉輻射傳感器522 極小的量。示例性的性能數據在PCT/IL2005/000871中可見，該公開 內容結合到本發明中作為參考。 操作考慮圖IA和IB中所示的系統100的光源110的輻射可潛在性幹"t無傳 感器150的定向測定。在本發明的一示例性實施方案中，將系統100進行門控，使得示 蹤系統處理器170僅考慮當光源110關閉時所提供的傳感器150的輸 出。傳感器150任選僅在光源110關閉時運行。在本發明的一示例性實施方案中，將傳感器150定位，使得它們 不易受到光源110的明顯反射和/或散射的輻照。任選將傳感器150連 接於(但以一定距離)光源110。在本發明的一示例性實施方案中，光源 110繞患者120旋轉和/或在患者的周圍3維空間內自由移動。任選一 旦確定了傳感器150和光源IIO之間所需相對定位，即可當光源110 移動時，保持所需相對定位。 示例性生物粘性注射工具如上所示，在本發明的某些示例性實施方案中，通過一種注射工 具注射生物粘性劑。圖6A和6B說明示例性注射工具以及在注射生物 粘性材料650中的用途。各圖說明從頭到尾的示例性的事件順序。在 使用的示例性方法中，插入針600，使得其遠端610處於與靶標130 呈已知幾何關係的位置之內或之處(圖IA或IB)。圖6A說明注射工具的一種示例性實施方案，該工具在針600內 包括兩個空心管630和640。在該示例性實施方案中，將管630在其遠端安裝一個膨脹氣球620，而將管640在其遠端開口。在插入後， 任選將吸針600輕輕收縮，使得管630和640伸展到針600的遠端610 之外。然後使氣球620膨脹，在靶標130之內或附近的組織中創造一 個洞穴。可以例如用生理上相容的氣體(例如氧氣、氮氣或含氧的混合 物)或流體(例如無菌生理鹽水)膨脹氣球。根據該示例性實施方案，當 氣球620縮小時，可將含有放射性同位素的生物粘性材料650通過管 640同時注射，以填充放氣氣球620所遺留的空隙。所述放射性同位 素任選分散於生物粘性材料650之內。材料650任選包括一種不透射 線材料。在本發明的一示例性實施方案中，部分硬化的生物粘性劑650 粘附於周圍組織。圖6B說明注射工具的另一種示例性實施方案，該工具在針600 內使用單一空心管630。該圖說明一種從頂端至底部的示例性事件順 序。在該示例性實施方案中，將管630在其遠端安裝一個膨脹氣球620。 在插入後，任選將吸針600輕輕收縮，使得管630伸展到針600的遠 端610之外。然後使氣球620膨脹。在該示例性實施方案中，通過用 含有放射性同位素的生物粘性材料650填充氣球使之膨脹。所述放射 性同位素任選分散於生物粘性材料650之內。物質650任選包括一種 不透射線材料。任選將加入氣球620內的金屬絲660加熱，任選通過 電流加熱。在本發明的一示例性實施方案中，加熱金屬絲660,熔化 該金屬絲附近的至少部分氣球620。該熔化任選允許氣球620被收縮 進入吸針600之中。在本發明的一示例性實施方案中，部分變硬的生 物粘性劑650粘附於周圍組內。 近程放射治療實施方案在本發明的 一 示例性實施方案中，可使用作為近程放射治療種子 的含有放射性同位素的生物粘性膠。這種類型種子的特徵在於活性比 上述位置指示器400大於10倍，任選100或IOOO倍或以上或者中間 倍數數倍。這種類型的近程^:射治療種子任選允許在該種子的計量定 位和/或物理形式上具有可變通性。在本發明的一示例性實施方案中，生物粘性膠的近程放射治療種子的使用允許靈活的計量定位，並具有減少的吸針布置和/或促進細針的使用(例如23-25規格).在本發明的 一示例性實施方案中，生物粘性膠的近程放射治療種子呈現一種降低 的遷移趨勢。 組織移動模型實施方案在本發明的一示例性實施方案中，用植入到體內的放射源410將 治療光束112瞄準到移動靶標上。在本發明的一示例性實施方案中， 系統100的傳感器150示蹤沿軌跡運行的發射源410，任選一種循環 重複的軌跡。在本發明的一示例性實施方案中，將軌跡以一系列位點 形式傳播給系統處理器180，各位點通過一套位置坐標和暫時指示器 指明。根據本發明的示例性實施方案，可在治療之前和/或與治療同時和 /或在光束112的治療脈沖之間的各間隔過程中，進行示蹤。在本發明的一示例性實施方案中，軌跡的釆集可用於對經歷重複 運動(例如呼吸或心跳)的靶標130的計劃治療。任選在確定最初的軌 跡後，傳感器150為處理器180提供附加的數據，以確定靶標130的 運動繼續與最初的軌跡匹配和/或標明耙標130偏離於最初的軌跡。如 果靶標130偏離最初的軌跡，處理器180任選計算一條新的軌跡和/ 或調整一或多個轉臺146、才莫塊114和機械156和/或197和/或調節結 合於或安裝在光源110內的動態瞄準儀，使得光束112與靶標130重 疊，而未照射在傳感器150上。在本發明的一示例性實施方案中，使用組織移動模型瞄準光束 112的輻射源110。如實施例中所示，更為詳細地呈現患者肺中的胂 瘤130的情況。為易於呈現，將如上所述的示例性輻射源410假設性 植入胂瘤130的地理中心處(實際上，可通過一種已知數量和一種已知 定向，將輻射源410和腫瘤130空間分開)。所述示例性患者以每分鐘 12次呼吸的平穩頻率呼吸(每次呼吸5秒鐘)。在本發明的一示例性實施方案中，在開始輻射治療之前，使用位置傳感器150，系統100以有規則的時間間隔，例如O.l、 0.2、 0.5或 1秒間隔或更大間隔或者中間值或更小的間隔，測定斜倚在檢查臺142 上的患者中輻射源410的一系列位置。系統100任選繼續測定位置直 至分析電路(例如處理器180)檢測一種重複的模式(pattern)。在本發明的一示例性實施方案中，測定位置的準確度在1-2 mm。 因此，如果一 系列位點與前一 系列位點匹配，其中總的偏移小於2 mm， 任選小於1 mm,則處理器180可確定重複的模式。任選根據2、 3、 5、 10或20或中間值或以上數目的循環重複，可任選確定軌跡。在考慮的假定實例中，所述重複;f莫式是通過各套3D位置坐標確 定的軌跡，各套坐標另外通過時間值確定。 一旦該軌跡確定後，即可 用於瞄準光束112，使得當輻射源410沿該軌跡移動時，其示蹤輻射 源410。例如通過調節結合在光源110之內或安裝於其上的動態瞄準 儀、調節光源110的角度、調節光源110的位置和移動安置患者的床 142的位置中的一或多項，可完成光束112的瞄準。暫時的改變任選在循環性重複軌跡的周期性中引入例外 (irregularities)。在本發明的一示例性實施方案中，將測定位置的軌跡 和/或呼吸衝莫式框並(bmned)。框並法(binning)可允許處理器180尋找第 二種^^莫式(例如1次長循環後的兩個短循環)或漂移(例如每14次呼吸y 坐標增加1 MM)。 沿軌跡瞄準在本發明的一示例性實施方案中，在光束112運行中調節檢查臺 142和/或光源110,使得光束112跟隨靶標130的軌跡。在本發明的 一示例性實施方案中，根據所記錄的彼此間和/或相對於固定坐標系統 的轉臺146中心的已知位置和旋轉組件114的旋轉軸的已知位置，系 統處理器180進行示蹤計算。還根據彼此間和/或相對於固定坐標系 統，記錄傳感器150的位置和所有系統元件的移動。 一旦輻射源410 的定位確定，還可登記相對於傳感器150和/或相對於固定的坐標系統 的位置。在本發明的一示例性實施方案中，根據彼此間和根據光束112的發射源110所記錄的各系統元件允許系統處理器180準確將光束112 瞄準到靶標130和/或調節傳感器150的位置，使得光束112不照射 到它們之上。任選經光束112和經傳感器150示蹤靶標130同時進行，任選幾 乎同時進行。在本發明的一示例性實施方案中，應用暫時門控，使得 光束112和傳感器150交替運行。當門控間隔降低時，共同操作的光 束112和傳感器150接近同時進行。傳感器150任選在治療期間驗證耙標130相對於其軌跡的位置。 如果靶標130偏離最初的軌跡，任選以計算機計算修正軌跡。在本發 明的一示例性實施方案中，處理器180接收治療過程中與靶標130有 關的當前位置信息，根據當前的位置信息調整軌跡以產生校準的軌 跡，並根據修正的軌跡瞄準光束112。在上述假定的實例中，所述治療方案需要40秒的輻照時間傳遞 至胂瘤。在本發明的一示例性實施方案中，測定最初的軌跡之後，利用最 初軌跡，將一種單次10秒脈衝輻射傳遞到光源110的腫瘤中。在該 脈衝結束時，將位置傳感器150激活並向處理器180傳遞一系列暫時 確定的定位。在繼續下一個10秒脈衝的治療傳遞之前，處理器180 檢查和/或再測定和/或修正該軌跡。在本發明的一示例性實施方案中，在測定最初的軌跡之後，利用 最初的軌跡，將從光源IIO發射的1秒脈衝的輻射傳遞到胂瘤上。在 脈衝結束時，激活位置傳感器150,然後傳遞給處理器180—種暫時 確定的定位。處理器180對照最初軌跡校驗當前定位，並計算修正後 的軌跡，如果必要在進行下一次1秒脈沖之前進行。在本發明的一示例性實施方案中，當光源110運行時，位置傳感 器150運行。傳感器150為處理器180提供輸出信號，需要時，處理 器180連續修正軌跡並保持光束112鎖定耙標130。暫時門控在本發明的一示例性實施方案中，將軌跡用於暫時性門控光源 110,使得光束僅在靶標處於光束路徑時運行。在該考慮的假定的實例中，光源可能在5秒中的1秒的周期狀態下運行，該運行出現在5 秒呼吸周期的2秒和3秒之間。示蹤的準確度任選與軌跡測定期間獲得3D位置坐標的頻率、所 測定的軌跡中各點之間的距離以及驗證和/或調節軌跡的頻率中的一 項或多項相關。在本發明的一示例性實施方案中，通過降低所確定的軌跡中各點 之間的距離和/或通過增加所驗證和/或調節的軌跡的頻率，增加示蹤 的準確度。在本發明的一示例性實施方案中，將光源110和位置傳感器150 進行暫時門控，使得它們不同時運行。暫時門控任選降低由光源110 照射在位置傳感器150上的輻射引起的幹擾。還可將上述示蹤靶標的移動的原理用於圖正所述的工具指導中。 例如，如果將活組織檢查吸針的插入定時以考慮呼吸周期引起的肺瘤 的移動，則通過工具198對腹部中的腫瘤的活組織檢查可以更為有效。任選為用戶實時(例如在0.1Hz、 lHz、 10Hz或更快)提供有關耙 標的移動和軌跡信息，使得可僅僅在靶標處於吸針路徑過程中靶標的 部分活動周期期間，將吸針選擇性地沿其路徑推進到靶標處。用戶任選使用這種實時信息來鑑定適當吸針插入草巴標路徑，所述 插入需在屏住呼吸過程中使運動暫停時進行。任選使用與工具有關的 光和聲頻聲音(例如散發)，使用戶注意到運動的停止。可將類似的原理應用到經歷循環的身體中的其它部位，例如對於 心臟需考慮循環運動的幅度和/或周期。圖7說明作為一種時間函數的示例性的軌跡720。使表明光束路 徑112的虛線矩形710在軌跡720上重疊。在該圖中，清楚地給出一 種一維軌跡。但是，根據本發明的示例性實施方案，測定一、二或三維的軌跡720,並將其用於處理器170和/或180進行的計算中。如該光的矩形所示，當軌跡720將輻射源410帶到光束112的路徑710之外時，出現位置測定212。在本發明的一示例性實施方案中，光束112在這些時間期間關閉。光束112的關閉降低與位置測定212的幹擾和/或降低對耙標130之外的組織的照射。深色矩形216表示當落於光束路徑710中時，將細胞毒性光束112用於靶標130上。雖然所提出的實施例假定放射源410和靶標130被協同定位，但根據從靶標130的已知移位處的輻射源410，可創建暫時門控的軌跡分析，前提是輻射源410和靶標130的相對位置在整個軌跡中沒有明顯變化。通論雖然以上所述的內容主要涉及將治療光束照射到靶標的示例性 實施方案，但本發明的另一示例性實施方案以類似的方式使用一種引 導的切除術和切除工具。在本發明的一示例性實施方案中，根據上述 測定的位置坐標，瞄準光束(例如雷射光束)。該光束指示外科醫生應 該打開進行手工切除的位置。在本發明的一示例性實施方案中，該工 具也是一種成像，例如超聲探針。在本發明的一示例性實施方案中，當不使用時和/或當光束112 運行時，處理器180運行移位機械156使得從治療區域移出位置傳感 器150。這任選降低了通過光束112的處理的幹擾和/或降低了入口成 像的幹擾和/或降低了散射。在本發明的一示例性實施方案中，位置傳感器150通過處理器 170和/或180自動定位，使得他們可最準確地測定^:射源410的位 置，而不幹擾光源IIO散發的光束112。任選將LINAC 110和檢查臺各自獨立旋轉30、45或90度或以下 或者度數的中間值或更大值(例如通過轉臺146和/或旋轉組件114)。 在本發明的一示例性實施方案中，給予系統100提供有關檢查臺142的角度和LINAC 110的角度的信息。任選將該角度信息用於對位置傳 感器150的適當定位的計算中，使得不處於LINAC 110散發的光束路 徑112之內。任選由系統100的用戶預先提供角度信息。角度信息的 提供可例如來源於直接與LINAC 110相連的處理器180或通過測定得到。在本發明的一示例性實施方案中，放射源410位置測定的準確度 為±5、 ±2、 士lmm或更小或更大或中間準確度。隨著各位置準確度 的增加，計算機化軌跡的準確性和實用性也將增加。準確的軌跡的測 定促進處理器180在將光束112準確瞄準耙標130和/或調整光束112 的路徑外傳感器150位置中的有效功能。在本發明的一示例性實施方案中，數秒內測定位置的準確度在1 -2 mm。這種快速準確的位置測定任選依賴於一或多種低活性放射源 410、 WO 2006/016368和US臨時申請號60/773,930中所述的一或多 種校準的傳感器以及WO 2006/016368中所述的微分傳感器概念。在 本發明的一示例性實施方案中，該準確度是示蹤體積的平均準確度。 作為選擇或另外地，作為選擇或另外地，所述準確度為一種代表性的 準確度。作為選擇或另外地，所述準確度為體積的最差準確度。在本發明的某些示例性實施方案中，各傳感器150僅能測定一個 軸的事實使得容許使用條板瞄準儀(slat collimators),其促成位置測定 的加速和/或準確。系統100和/或傳感器150和/或處理器170和/或處理器180可依 賴執行各種命令和分析和翻譯各種輸入數據。任何這些命令、分析和 翻譯可通過本發明各實施方案的軟體、硬體和固件完成。在本發明的 一示例性實施方案中，機器可讀介質包含對彼此兩種獨立位置坐標系 統的記錄的指令。在本發明的一示例性實施方案中，處理器170和/ 或處理器180執行對彼此相互參照的兩種獨立位置坐標系統的記錄的 指令。本文所用的詞"電路"應將其解釋為可能的最廣泛含義，使得其包括簡單的電路以及複雜的電子裝置(例如Pentium或Celeron處理機) 以及機械電路。所用的詞"配置的，，可表示"運行軟體，，或者可表示 機械構型。在本申請的說明書和權利要求書中，用各動詞"包含"、"包括" 和"具有"以及其任何結合形式表明，動詞的目標不一定是動詞的主 語所列舉的全部成員、組分、元素以及部分。採用通過實例方式提供的實施方案的詳細說明，已對本發明進行 描述，但並不意欲一定限制本發明的範圍。特別是，數值可高於或低 於以上提出的數據範圍，但仍處於本發明範圍之內。所述的實施方案 包含不同的特徵，並非所有這些都是本發明的全部實施方案所需。本 發明的某些實施方案僅利用某些特徵或者所述各特徵的可能組合。作 為選擇性的或者另外，以單個單元形式描述/描寫的本發明的各部分可 存在於兩個或更多個單獨的物理實體中，其發揮與所描述/描寫的功能 一致的作用。作為選擇性的或者另外，以兩個或更多個單獨的物理實 體形式描述/描寫的本發明的各部分可被整合於單個物理實體中，以發 揮所描述/描寫的功能。可以以所有可能的組合形式，將各種所描述的 本發明的實施方案以及包含在所描述的實施方案中所注釋的各特徵 不同組合的本發明實施方案組合，包括但不限於利用任何其它實施方 案內容中一實施方案內容所描述的特徵。提供的各章標題為易於瀏覽 之用，並不應構成該章節內容的限定。本發明的範圍僅受限於下面的 權利要求書。在該文件中摘引的所有出版物和/或專利和/或產品說明書均全部 結合到本發明中作為參考，其程度如同各自單獨結合到本發明中作為 參考一樣。
權利要求
1.一種將治療光束瞄準帶有植入的放射性發射源的患者的方法，所述發射源位於與靶向組織具有幾何關係的位置上，該方法包括(a)提供帶有植入其內的放射性發射源的患者；(b)使用至少一种放射性檢測位置傳感器測定該發射源位置的至少一種指標；和(c)使治療光束自動瞄準基於所述至少一種位置指標的所述靶標。
2. 權利要求l的方法，其中所述幾何關係在所述植入前已知。
3. 權利要求l的方法，其中所述幾何關係在所述植入後利用成像 確定。
4. 權利要求1或2的方法，其中自動瞄準包括當至少一種所述靶 標和所述光束移動時，維持該目標。
5. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述被測定的位置是與傳 感器相關的位置。
6. 前述權利要求中任一項的方法，其中測定至少一種位置指標包 括測定方向。
7. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述位置傳感器產生方向 信號。
8. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述位置以三維測定。
9. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述發射源的特徵在於具 有在7日時期內不引起臨床上明顯細胞毒性的活性。
10. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述發射源附接於或與 組織固定元件整合形成，所述固定元件適合維持該幾何關係中的所迷 發射源。
11. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述發射源包括可生物 相容的外表面。
12. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述發射源位置的測定誤差不大於2 mm。
13. 前述權利要求中任一項的方法，其中所述發射源位置的測定 誤差不大於1 mm。
14. 前述權利要求中任一項的方法，其中測定至少一種位置指標 包括測定受生理運動循環影響的 一 系列位置指標。
15. 權利要求14的方法，其中所述循環包括呼吸。
16. 前述權利要求中任一項的方法，其中測定至少一種位置指標 包括提供一 系列暫時確定的限定軌跡的位置。
17. 前述權利要求中任一項的方法，其包括記錄所述傳感器所用 的第一種位置坐標系統和光束瞄準裝置所用的第二種位置坐標系統， 這兩種坐標系統相互參照。
18. 前述權利要求中任一項的方法，其還包括(d)利用該光束，以治療劑量的輻射照射所述靶標。
19. 權利要求18的方法，其包括交替進行(c)和(d)。
20. 權利要求18或19的方法，其包括定位至少一種所述位置 傳感器和所述光束，以使該光束髮射的和照射到該傳感器上的輻照量 不明顯影響該傳感器測定所迷發射源的位置的能力。
21. 前述權利要求中任一項的方法，其中(c)包括將所述靶標移動 到所需位置。
22. 前述權利要求中任一項的方法，其中(c)包括將所述治療光束 移動到所需位置。
23. 前述權利要求中任一項的方法，其中(c)包括對所述治療光束 進行角度調整。
24. 前述權利要求中任一項的方法，其包括使用機械支架將所述 患者連接到所述至少 一種》t射性檢測位置傳感器上。
25. 前述權利要求中任一項的方法，其中(c)包括將所述光束瞄準 錯過的所述傳感器或者將該傳感器移到該光束路徑之外中的至少一種。
26. 權利要求25的方法，其包括預測定至少一個位置傳感器的運動，以避免所述光束的照射。
27. 權利要求26的方法，其包括選擇所述至少一種傳感器的位 置，考慮所述靶標的所需療法、為避免所述光束所設計的位置。
28. 權利要求26或27的方法，其包括採用適用於接受所述患者 的患者床的角度，以及採用所述光束的角度以測定該光束和所述至少 一種傳感器之間的所期望的相互作用。
29. —種治療系統，該系統包括(a) 位置傳感模塊，其能夠根據所述發射源的放射性發射測定至 少 一種可植入放射源的位置的指標，並能根據對測定的響應提供位置 輸出信號；(b) 控制電路，其被配置來接收位置輸出信號、根據該信號計算 準線修正值以及為光束-靶標校準裝置提供所述修正；(c) 光源；和(d) 光束-靶標校準裝置，其被配置來根據所述修正校直所述光束 源和所述l巴標。
30. 權利要求29的系統，其中所述靶標位置以三維限定。
31. 權利要求29或30的系統，其中配置的所迷校準裝置根據所 需治療作用進行^f交正。
32. 權利要求29-31中任一項的系統，其中配置的所述校準裝置 根據所需安全作用進行校正。
33. 權利要求29-32中任一項的系統，其中配置的所述校準裝置 根據所述模塊和光束之間所要求缺乏的交感影響進行校正。
34. 權利要求29-33中任一項的治療系統，其中所述傳感才莫塊能 夠在小於1秒之內測定位置指標，且準確度大於5 mm，發射源的特 徵在於具有在7日時期內不引起臨床上明顯細胞毒性的活性。
35. 權利要求34的治療系統，其中所述活性在l |aa-300 pCi範圍內。
36. 權利要求35的治療系統，其中所述活性在l pCi-100 fxCi範圍內。
37. 權利要求29-36中任一項的治療系統，其中位置傳感;f莫塊應 用至少一種使用至少一種輻射屏蔽的位置傳感器。
38. 權利要求37的治療系統，其中位置傳感器使用一種瞄準儀。
39. 權利要求29-38中任一項的治療系統，其中位置傳感器使用 一種分化射線檢測器。
40. 權利要求29-39中任一項的治療系統，其中位置傳感器使用 一種帶有角度敏感性的旋轉輻射傳感器。
41. 權利要求29-40中任一項的治療系統，其中靶向位置計算的 誤差不超過2 mtn。
42. 權利要求41的治療系統，其中靶向位置計算的誤差不超過1mm。
43. 權利要求29-42中任一項的治療系統，其中配置的所述控制 電路用於記錄所述傳感器所用的第一種位置坐標系統和光束瞄準裝 置所用的第二種位置坐標系統，這兩種坐標系統相互參照。
44. 權利要求29-43中任一項的治療系統，其配置用於在位置傳 感和患者照射之間交替。
45. 權利要求29-44中任一項的治療系統，其配置用於忽略當所 述光束運行時產生的位置輸出信號。
46. 權利要求29-45中任一項的治療系統，其配置用於阻止當所 述光束運行時該位置傳感模塊的活動。
47. 權利要求29-46中任一項的治療系統，其中所述位置傳感器 的定位使得從所述光束髮出的和照射到該傳感器上的輻照量不明顯 影響該傳感器測定所述發射源的位置的能力。
48. 權利要求29-47中任一項的治療系統，其中所述光束-靶標校 準裝置被配置為根據對該靶標坐標的響應，將該靶標移動到所需位置。
49. 權利要求29-48中任一項的治療系統，其中所述光束-耙標校 準裝置被配置為將所述治療光束移動到所需位置。
50. 權利要求29-49中任一項的治療系統，其中所述光束-耙標校 準裝置被配置為使所述治療光束經受角度調整。
51. 權利要求29-50中任一項的治療系統，其中控制電路適於提 供作為限定軌跡的 一 系列暫時確定的各組坐標的修正。
52. 權利要求29-51中任一項的治療系統，其中位置傳感模塊的 位置傳感器在適合治療過程中安放患者的患者支架內提供。
53. 權利要求29-52中任一項的治療系統，其包括通過移動所述 傳感器和所述屏蔽中的至少一種，使至少一種輻射屏蔽適合屏蔽該傳 感器以避免輻射。
54. 權利要求52或53的系統，其中所述患者支架為可轉動的。
55. 權利要求52-54中任一項的系統，其中所述傳感^f莫塊適於在 所述支架內移動。
56. 權利要求29-55中任一項的治療系統，其包括傳感器移動裝 置，當光束源運行時，其適合定位光路外位置傳感模塊的至少一個傳 感器。
57. —種瞄準治療光束的方法，該方法包括(a) 將放射性發射源植入到患者體內的與耙組織具有幾何關係的 位置上；(b) 使用至少一种放射性檢測位置傳感器檢測該發射源；和(c) 使治療光束自動瞄準基於檢測的所述靶標。
58. —種治療控制系統，該系統包括(a) 位置傳感模塊，其被配置為根據該發射源的放射性發射來測 定可植入放射源位置的至少一個指標，並能根據測定響應提供位置輸 出信號；和(b) 控制電路，其被配置來接收位置輸出信號，以及根據位置輸出信號計算和輸出至少一種目標坐標和將指令瞄準輸出通道的工具。
全文摘要
一種將治療光束瞄準帶有植入的放射性放射源的患者的方法，所述放射源位於與靶向組織具有幾何關係的位置上，該方法包括(a)提供帶有植入其內的放射性放射源的患者；(b)使用至少一种放射性檢測位置傳感器測定該放射源位置的至少一種指標；和(c)使治療光束自動瞄準基於所述至少一種位置指標的所述靶標。
文檔編號A61N5/10GK101282760SQ200680037432
公開日2008年10月8日 申請日期2006年8月10日 優先權日2005年8月11日
發明者D·M·紐斯塔德特, G·科恩布勞 申請人:納沃特克醫藥有限公司