早鸽—汇聚行业精英
  • 联系客服
  • 帮助中心
  • 投诉举报
  • 关注微信
400-006-1351
您的问题早鸽都有答案
3000+专业顾问
搜索
咨询

用于副作用预后和监测的方法和装置制作方法

  • 专利名称
    用于副作用预后和监测的方法和装置制作方法
  • 发明者
    C·里宾, M·D·P·利尔费尔德, M·佩尔孔, M·平卡瓦, M·韦布瑞切, P·K·巴赫曼
  • 公开日
    2012年3月7日
  • 申请日期
    2010年5月21日
  • 优先权日
    2009年5月28日
  • 申请人
    皇家飞利浦电子股份有限公司
  • 文档编号
    A61N5/10GK102369530SQ201080022975
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种用于放射线疗法监测的方法(10),包括-从图像模态获取(11)至少一个图像导出的描述符,其中,所述图像导出的描述符涉及针对其规划放射线疗法的感兴趣组织或这一目标体积附近的组织,-选择(12)适于检测或量化所述感兴趣组织的区域中的放射线疗法副作用的至少一个疾病特异性生物标志物,-检索(13)所选疾病特异性体外诊断生物标志物的至少一个测量值,以及-利用相关技术处理(14)所述至少一个图像导出的描述符和所述至少一个疾病特异性体外诊断生物标志物测量值,得到指示所述感兴趣组织的区域中的辐射毒性的输出信号2.根据权利要求1所述的方法,其中,处理步骤包括在与所述至少一个疾病特异性体外诊断生物标志物测量值相关之前压缩所述至少一个图像导出的描述符3.根据权利要求1所述的方法,其中,通过基于所述输出信号计算所述副作用的治疗指导指数来进一步执行处理步骤4.根据权利要求1所述的方法,其中,处理(14)步骤还包括利用多变量分析计算指示辐射毒性的等级的指数5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述疾病特异性体外诊断生物标志物是从包括如下内容的组中选择的血红蛋白浓度(Hb)、完全白细胞血细胞计数、C-反应蛋白(CRP)、 铁蛋白、转铁蛋白、肌酸酐,阿尔法-淀粉酶、HbAlc、TNF-a、乳酸脱氢酶(LDH)、白细胞间介素、铁调素、人前铁调素、免疫球蛋白片段或瓜氨酸6.根据权利要求1所述的方法,其中,所述图像导出的描述符是从包括如下内容的组中选择的宏观肿瘤体积;危险器官;体积信息,其或者利用CT数据的Hoimsfield单位或通过放射线疗法规划软件计算的剂量沉积体积由所述成像模态直接评估,或者利用从动态成像序列或DVH数据导出的参数图由所述成像模态间接评估7.根据权利要求3所述的方法,其中,获取(11)步骤包括获取包括所获得的图像导出的描述符的第一特征矢量,并且检索(1 步骤得到包括所检索的所选疾病特异性体外诊断生物标志物测量值的第二特征矢量,并且其中,在处理(14)步骤中处理所述第一特征矢量和所述第二特征矢量8.根据权利要求7所述的方法,其中,通过以下操作进一步执行处理(14)步骤-从所述第一特征矢量或所述第二特征矢量构成若干子特征矢量,-分析每个子特征矢量以获得标量结果,以及-联合处理所述标量结果并针对子特征矢量的每种组合计算子指数9.根据权利要求1所述的方法,其中,所述输出信号是适于在显示装置上显示的视频信号10.根据权利要求1所述的方法,其中,所述处理步骤还包括处理问卷数据11.一种用于产生个体患者概况的方法,包括-输入(201)数据,所述数据包括对医学问卷的多选题的个体患者答案,-存储(20 形成个体患者概况的答案,所述个体患者概况包括所述答案选择,不包括实际问题文本,-在所述数据文件中存储(20 关于提供给所述患者的问卷版本和完成问卷的日期的fn息,-通过对所述数据文件的所述信息,诸如答案中的至少一个,应用概况处理算法,来创建(20 个体患者概况报告,以及-在显示装置上显示(206)所述个体患者概况报告12. —种计算机程序产品(40),在所述计算机程序产品上包含用于由数据处理设备处理的计算机程序,其中,所述计算机程序包括-第一代码段(41),其用于从图像模态获取至少一个图像导出的描述符,其中,所述图像导出的描述符涉及针对其规划放射线疗法的感兴趣组织或这一目标体积附近的组织,-第二代码段(42),其用于选择适于检测或量化所述感兴趣组织的区域中的放射线疗法副作用的至少一个疾病特异性生物标志物,-第三代码段(43),其用于检索所选疾病特异性体外诊断生物标志物的至少一个测量值,以及-第四代码段G4),其利用相关技术处理所述至少一个图像导出的描述符和所述至少一个疾病特异性体外生物标志测量值,得到指示所述感兴趣组织的区域中的辐射毒性的输出信号
  • 技术领域
    本发明总体涉及医学成像领域更具体而言,本发明涉及一种用于基于与例如体外诊断数据组合的医学成像数据来计算副作用的治疗指导指数(index)的方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    下面将参考附图更详细地描述本发明的若干实施例,从而使本领域技术人员能够实现本发明然而,本发明可以体现为许多不同的形式,不应被视为受限于本文所阐述的实施例相反,提供这些实施例是为了使本公开透彻和完整,并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围实施例不限制本发明,并且本发明仅受所附专利权利要求的限制此外,附图中所示特定实施例的详细描述中使用的术语并非意在限制本发明下文描述重点放在了适用于放射线疗法规划方法,特别是用于副作用预后和辐射治疗监测的方法的本发明的实施例在实施例中,根据图1,提供了一种用于放射线疗法监测的方法10该方法包括获取11从图像模态导出的至少一个图像描述符,其中,图像导出的描述符涉及针对其规划放射线疗法的感兴趣组织,得到第一特征矢量此外,该方法包括选择12适于检测或量化感兴趣组织区域中放射线疗法副作用的至少一个疾病特异性生物标志物此外,该方法包括检索13至少一个所选疾病特异性生物标志物的至少一个测量值,得到第二组特征矢量该方法还包括利用相关技术处理14至少一个图像导出的描述符和至少一个疾病特异性生物标志物测量值,得到指示感兴趣组织区域中辐射毒性的输出信号在实施例中,在获取11步骤期间获得若干图像导出的描述符因此,获得11步骤包括获得一组图像导出的描述符在实施例中,在选择步骤12期间选择若干疾病特异性生物标志物,并由此在检索 13步骤中检索若干测量值因此,选择12步骤包括选择一组疾病特异性生物标志物在实施例中,获取11步骤还包括创建包括所获得的图像导出的描述符的第一特征矢量,而检索13步骤包括创建包括检索的所选疾病特异性生物标志物测量值的第二特
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:用于副作用预后和监测的方法和装置的制作方法前列腺癌是男性中最常见的癌症,并且新病例的数量越来越多。例如在美国,前列腺癌每年影响到大约230000位患者。然而,在大多数情况下,这种癌症是一种发展缓慢的疾病,5年存活率约为90%。有若干种治疗选择,其对患者的生活质量有着不同的影响。前列腺癌治疗的决策和管理过程复杂,涉及临床益处的优化、预期寿命和治疗相关副作用的最小化之间的微妙平衡。总体来看,每10位癌症患者中大约有四位接受放射线疗法作为其治疗的一部分。 对正常组织的损伤导致严重的副作用,其常常会转变成慢性问题。前列腺癌的基本治疗选择是观察等候、根治性前列腺切除术和放射线疗法。所有前列腺癌病例中的大约50%应用辐射作为首选治疗。复发的疾病几乎完全是利用放射线疗法治疗的。分成若干部分递送辐射,最常见的是在若干星期的时期内每天进行,例如在8 个星期内分成38个部分递送76Gy的辐射。放射冶疗选择包括外射束治疗(EBT),例如适形辐射治疗,其中向患病区域递送辐射,同时试图不伤害周围组织。辐射治疗流程包括3D 适形辐射治疗和强度调制辐射治疗(IMRT)。EBT的备选是近距放射治疗,其利用的是暂时或永久植入前列腺中的放射性同位素的种子。暂时性植入是利用高剂量率(HDR)源,例如 Ir-192完成的,其常常与EBT结合。永久性植入使用低剂量率(LDR)种子,例如Pd_103。一般而言,近距放射治疗给周围健康组织和危险器官带来的剂量更低,辐射处理的副作用较不严重。放射线疗法在其他癌症类型中也发挥着重要的作用。在发达国家,80%的肺癌患者、75%的乳腺癌患者以及所有头颈癌症都是用辐射治疗来处理的。可以给出的最大辐射剂量受到辐射场内正常组织的耐受度的限制。辐射响应在个体之间变化相当大,并且最敏感受检者的耐受度限制着可给予作为总体的群体的剂量,这可能会限制肿瘤治疗的机会。致电离辐射在细胞以及组织水平上诱发协调一致的级联响应。所述响应涉及若干细胞活素级联的差别调整,它们共同影响所得的正常组织损伤。正常组织的辐射诱发的损伤涉及许多不同细胞类型,并且长期组织成分可能因为辐射而改变。 例如,在照射之后炎症细胞和纤维化组织的量增加。基因微阵列已经被用于辐射毒性预后,即生成标识对辐射毒性敏感和有耐性群体的基因标签。此外,微阵列技术还用于机械学目的,即识别组织损伤响应中涉及的基因和路径。在解释微阵列结果时,必须要仔细认真。对于临床例行使用而言,该方法论仍然不成熟。不同微阵列平台之间的不一致使得几乎不可能比较独立获得的解决相同生物学问题的数据集。而且,最常见的情况是,直到现在,并未针对市售微阵列提供探头序列信息。已经证明,可以在周围血细胞(循环的淋巴细胞)中检测到放射线疗法导致的遗传改变并且这些改变与急性中毒的发展相关。而且,针对体外照射的淋巴细胞的基因表达分布图与急性或晚期辐射性损伤相关。在开始前列腺癌的辐射处理之前,通常利用各种技术对患者成像。最常见的是在经直肠超声波(TRUQ的引导下进行穿刺活检。然而,TRUS的图像对比度不够高,不足以检测早期前列腺癌。为了对发展更早的前列腺癌分级,可以使用如χ射线计算机断层摄影 (CT)和磁共振成像(MRI)的解剖成像技术,以便例如检测囊外肿瘤扩展、精囊腺的涉及以及淋巴结的异常大小。还可以采用功能性成像技术,例如使用胆碱示踪剂的正电子发射断层摄影(PET)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)和专用MR方案(MR谱分析,用于淋巴结分级的Combidex )。最后,为了规划和模拟放射线疗法,进行规划CT扫描,在轴向切片上勾勒出肿瘤和敏感器官,并计算肿瘤体积的几何中心。肿瘤的局部控制随着所施予的辐射剂量而增加。然而,通过增加辐射剂量,并发症的风险增大。对于前列腺癌而言,一级危险器官和结构是膀胱、尿道、直肠、精囊腺和关联的控制性功能的神经束。并发症的发生还与照射体积的大小相关联。有若干种方式评估这种所谓的辐射毒性。这些包括医生报告的仪器,例如RTOG急性和晚期毒性问卷、E0RTC、度量症状频率的Royal Marsden Scale和LENT/S0M问卷。此外,还有患者报告的生活质量问卷, 例如MOS SF_36、UCLA Prostate Cancer hdex (前列腺癌指数)、扩展的前列腺癌指数复合问卷(EPIC)和 FACT-P。有若干辐射毒性的预测因子。例如,在前列腺癌的3D适形放射线疗法中,平均直肠剂量与急性直肠和肠内毒性相关,而激素治疗和抗凝血剂的使用是保护性的。更确切地说,更大的平均直肠剂量与更大的出血风险相关联,更大的照射体积与排便频率、里急后重、失禁和出血相关联。对于排便频率和里急后重而言,激素治疗有保护作用;痔疮与里急后重和出血的更大风险相关联,而糖尿病与腹泻相关联。可以通过利用来自3D治疗规划系统的剂量-体积直方图(DVH)更为详细地分析针对直肠壁的剂量。通过这样的分析,接收最大剂量的直肠壁体积(例如接收> 70Gy的壁体积)、照射的直肠面积、目标和直肠尺寸, 在一些情况下可能比平均直肠剂量对晚期直肠毒性的预测性更强。还证明了目标体积和高度、直肠表面面积和平均截面面积与毒性相关联。膀胱的体积以及接收处方剂量的10-90% 的膀胱体积与泌尿功能相关,并且患者问卷会干扰分数。此外,完整的膀胱改善了前列腺的位置一致性,并且降低了膀胱和直肠的剂量。 前列腺位于膀胱和直肠之间,两者都是对辐射敏感的器官。在放射线疗法期间,大多数前列腺癌患者因周围器官中的辐射损伤而发生急性副作用,例如腹泻、直肠出血、腹部绞痛、里急后重、阳萎、大便或小便失禁。根据最近的研究,大约80%的接受骨盆放射线疗法的患者发生了胃肠问题。在一些患者中,正常组织的辐射损伤甚至导致了慢性胃肠问题或阳萎。显然,急性和晚期辐射毒性效应都对患者生活质量有严重影响。此外,非常严重的急性副作用可能会导致放射线疗法中止,使得肿瘤控制效果被削弱。治疗监测和个体治疗调整是重要的问题。如上所述,个体受到下降的生活质量和有限的肿瘤控制的显著影响。至于健康保健成本,由于辐射损伤导致的急性、尤其是慢性副作用,需要相当大量的治疗。因此,在癌症治疗的早期减小(或者甚至避免)副作用可以节省副作用处理的开支。因此,需要一种监测辐射治疗的副作用的方法和装置。
本发明人意识到,副作用和辐射毒性没有单一的生物标志物。因此想到利用多个生物标志物联合提供的信息。本发明的总体构想是组合从形态学,从新陈代谢、功能性、生理或药理学特性和治疗参数获得的参数,并接下来评估和/或预测包括副作用的疾病状态。可以使用所得的信息来调整治疗。此外,一种构想是处理医学成像特征与体外诊断(IVD)数据的组合以便计算指示感兴趣组织区域中辐射毒性的输出信号。特别有利的是将图像导出的特征与分子生物标志物提供的信息、关于伴随药物治疗的信息、以及既往病历相组合。一个目的是提供一种用于治疗监测、特别是用于诊断辐射毒性并根据辐射毒性的水平调整放射线疗法的方法。另一目的是提供一种方法,其将成像提供的信息与分子生物标志物提供的信息相组合,以推断对辐射毒性的度量,用于调节和优化治疗。此外,在推断辐射毒性度量时可以利用来自患者问卷的数据。根据一方面,提供了一种用于放射线疗法监测的方法。该方法包括从图像模态 (modality)获取至少一个图像导出的描述符,其中,所述图像导出的描述符涉及针对其规划放射线疗法的感兴趣组织或这一目标体积附近的组织。该方法还包括选择适于检测或量化感兴趣组织区域中放射线疗法副作用的至少一个疾病特异性生物标志物。此外,该方法包括检索所选疾病特异性体外诊断生物标志物的至少一个测量值。此外,该方法包括利用相关技术处理所述至少一个图像导出的描述符和至少一个疾病特异性体外诊断生物标志物测量值,得到指示所述感兴趣组织区域中辐射毒性的输出信号。根据一些实施例的方法考虑了一组参数,诸如肿瘤目标的尺寸和遗传分布图,其具有预测值。分析这样的参数能够估计给定治疗、尤其是放射线疗法产生副作用的风险。因此,还可以在治疗决策中、甚至在实际采用或开始辐射处理之前,将该方法用作预后工具。该方法实现了优化的放射线疗法规划、辐射毒性的早期检测和伴随剂量调节,这可以帮助使并发症最小化并同时保持目标剂量尽可能高。具体而言,可以在放射线疗法期间在较早的时间点采取副作用预防措施。在另一方面中,提供了一种计算机程序产品,其中,该计算机程序产品上包含用于由数据处理设备处理的计算机程序。该计算机程序包括第一代码段,其用于从图像模态获取至少一个图像导出的描述符,其中,所述图像导出的描述符涉及针对规划放射线疗法的感兴趣组织。该计算机程序还包括第二代码段,其用于选择适于检测或量化感兴趣组织区域中放射线疗法副作用的至少一个疾病特异性生物标志物。此外,该计算机程序包括第三代码段,其用于检索所选疾病特异性体外诊断生物标志物的至少一个测量值。此外,该计算机程序包括第四代码段,其用于利用相关技术处理所述至少一个图像导出的描述符和所述至少一个疾病特异性体外生物标志测量值,以得到指示感兴趣组织区域中辐射毒性的输出信号。根据另一方面,提供了一种用于产生个体患者概况(profile)的方法。该方法包括输入数据,所述数据包括对医学问卷的多选题的个体患者答案。此外,该方法包括存储形成个体患者概况的答案,所述个体患者概况包括所述答案选择,不包括实际问题文本。该方法还包括在所述数据文件中存储关于提供给患者的问卷版本和完成问卷的日期的信息。此外,该方法包括通过对所述数据文件的信息,诸如答案中的至少一个,应用概况处理算法, 来创建个体患者概况报告。该方法还包括在显示装置上显示所述个体患者概况报告。通过下文参考附图对本发明实施例的描述,本发明的这些和其他方面、特征和优点将变得显而易见,并得以阐述,在附图中图1是根据实施例的方法的流程图;图2是根据实施例的方法的流程图;图3是根据实施例的数据库系统的图示说明;以及图4是根据实施例的计算机程序产品框图。征矢量。术语“疾病特异性”应当被解释为包含术语“辐射毒性特异性”。例如,在实施例中,获取一组图像导出的描述符的步骤可以包括从规划计算机断层摄影(CT)和模拟工具提取涉及针对直肠壁的剂量的第一图像导出的描述符,以及涉及照射体积的第二图像导出的描述符。
在实施例中,在选择一组疾病特异性生物标志物的步骤中选择Hb和人前铁调素 (pro-h印cidin)。在检索13步骤中以临床实验室中公知的方式测量这些生物标志物。利用公知的方法,可以通过从整体减去小于一的常数和抗凝血剂和激素剂量的特性来形成保护因子。那么,处理步骤14例如可以包括将生物标志物浓度之积乘以直肠壁剂量、照射体积和保护因子来导出指示辐射毒性等级的指数。可以将该指数并入到输出信号中,所述输出信号适于进一步进行分析或例如在显示装置上呈现在医生面前。在实施例中,可以执行IVD测试以化验早期辐射毒性。范例可以将IVD测试值乘以成像描述符,例如针对特定体积的剂量,以提供指示辐射毒性的指数。成像描述符提供关于例如肿瘤和周围器官的体积的信息,并且还可以包括放射线疗法剂量统计结果,例如剂量体积直方图(DVH)。可以通过适当的成像模态和示踪剂,例如 FDG-PET,来评估功能信息,诸如肠功能和/或灌注,以及分子信息,诸如代谢。更详细地,典型的图像描述符是从骨盆MRI和/或放射线疗法规划CT提取的特征,包括膀胱和直肠体积、形态学距离、针对直肠壁的剂量、各种平均剂量和DVH。例如,T2 加权的MRI在骨盆区域中特别有用,以监测由于炎症导致的改变,例如直肠壁中的水肿。当然,还可以使用来自其他成像模态的成像描述符,例如从US、SPECT或PET提取的特征。具体而言,弥散加权的MRI可能对于肿瘤恶性的特征鉴定、对于治疗监测、对于评估炎性过程以及诊断辐射诱发的纤维化的早期阶段是有用的。可以结合根据一些实施例的方法使用已知的若干种图像特征提取算法。在实施例中,该组图像描述符是从包括以下内容的组中选择的宏观肿瘤体积; 危险器官;体积信息,或者由成像模态直接评估的,例如CT数据的Hoimsfield单位或通过放射线疗法规划软件计算的剂量沉积体积,或者由成像模态间接评估的,例如从动态成像序列导出的参数图,诸如从动态对比度增强的MRI (DCE-MRI)或动态PET成像导出的灌注数据。在实施例中,图像描述符是构成从可用图像数据导出的三维或四维矩阵的特征矢量。从体外生物标志物导出的特征矢量可以简单地是标量值。它们还可以变得相当复杂, 像例如由SELDI-MS采集的质谱。可以从例如处方剂量和治疗流程,例如强度调制的辐射治疗(IMRT),导出用于期望的分析的额外特征。在实施例中,当计算指示辐射毒性的输出信号时,利用骨盆区域中的患者形态。例如,形态特征,诸如前列腺(或切除其之后的手术床)和肠壁或膀胱或骨盆区域中其他器官之间的距离,界定了被照射区域的尺寸、针对接近照射目标区域的器官/区域的可能不希望的剂量以及由此对应的副作用。敏感器官/组织越接近目标组织(肿瘤和外衬),针对敏感组织的剂量越高。因此,可以使用这样的形态特征来预测感兴趣组织的辐射毒性。在实施例中,分类和量化例如通过T2w MRI成像的治疗前的骨盆形态,并针对前列腺和直肠以及处理步骤14中放射线疗法造成的副作用概况在总体剂量和剂量-体积直方图方面加以比较。通过这种方式,例如可以在治疗期间以限定的间隔由T2w MRI评估骨盆区域中的水肿,对其进行分类和量化,并将其与毒性相关联。在实施例中,在放射线疗法之前和期间使用形态学和功能性成像可以减小毒性。可以在治疗之前或在治疗期间以限定间隔,通过T2w MRI、胆碱PET、MR谱分析或弥散加权的MR来评估前列腺的形态学和功能性参数。可以使用这一信息来模拟针对前列腺和直肠的总体剂量和剂量-体积直方图中的差异,这种差异会在治疗开始时以及在治疗期间以给定间隔因基于图像调整放射线疗法计划而产生。可以调制模拟的计划以将剂量集中在形态学/功能性成像表明有恶性的前列腺区域中,同时减少被识别为良性的区域中的剂量。使用多种成像方法可以允许交叉确认各方法的发现和比较,尤其是胆碱PET和MR谱分析之间。至于在本发明范围内有利使用的成像方法,CT、PET和MR是特别有用的。然而,也包括其他有和没有造影剂的成像流程,例如SPECT、x射线以及光学成像。在实施例中,可以利用已知的特征提取技术检索该组图像描述符。在实施例中,该组疾病特异性生物标志物包括例如基于辐射诱发炎症的基本原理的炎症性生物标志物。此外,该组生物标志物可以包括若干IVD标志,例如已知指示接近被照射区域的小肠中上皮细胞损失的生物标志物,因为已知这样的损失与肠功能削弱相关。 此外,该组生物标志物可以包括指示辐射造成的微脉管损伤的TM-C蛋白质(血栓调节蛋白)。在该组所选生物标志物中还可以利用血清阿尔法(alpha)淀粉酶,如果照射了某些腺体(但不应该照射)就会产生这种酶。使用的所有生物标志物都是基于生物医学疾病特异性基本原理选择的。在实施例中,该组所选疾病特异性生物标志物包括遗传信息以及体内组织与致电离辐射交互作用产生或释放的任何产物。可以采用炎症前细胞活素和急性期蛋白的辐射诱发的表达来检测致电离辐射的副作用。这些生物标志物通过检测缩氨酸、蛋白质或核酸来提供关于放射线疗法或辐射灵敏度倾向的生理副作用信息。该组疾病特异性生物标志物例如可以包括标准的体外诊断(IVD)标志物,例如血红蛋白浓度(Hb)、完全白细胞血细胞计数、C-反应蛋白(CRP)、铁蛋白、转铁蛋白、肌酸酐、阿尔法-淀粉酶、HbAlc、TNF-a、乳酸脱氢酶(LDH)和白细胞间介素,例如IL-6或IL-I β。该组所选疾病特异性生物标志物还可以包括不常分析的IVD标志物,如铁调素、人前铁调素、免疫球蛋白片段、瓜氨酸。在实施例中,该组所选疾病特异性生物标志物包括质谱仪蛋白质标签,其是利用任何体液测量的或使用组织样本测量获得的,尤其是在l_20kDa质量区域,因为许多与诊断相关的化合物都具有这一范围中的质量。蛋白质组,即质谱特征包括对例如正讨论的辐射毒性的疾病而言特有的质谱峰值图案。在易于患急性直肠炎的患者血浆中,放射线疗法之前的人前铁调素浓度可能 < lOOng/ml,而未因前列腺放射线疗法而患直肠炎的患者,可能> lOOng/ml。对于尿液来说对应的值可能分别为< 60ng/ml和> 60nm/ml。在放射线治疗期间,在患有急性直肠炎的患者体内血浆人前铁调素水平可能显著升高,而没有直肠炎的患者则保持相对恒定。在血浆IL-6和TNF-α浓度中分别可以看到类似的图案,其截止值在0. lpg/ml和2pg/ml左右。Hb和白细胞计数可能在放射线疗法期间产生急性直肠炎的患者体内减少,例如分别截止在14g/dl和6100/μ 1。可以通过标准ELISA测试量化生物标志物的浓度,例如,来自 GRG International (德国 Marburg)的人前铁调素、来自H0lzel Diagnostika GmbH(德国 Koln)和来自 R&D D Systems (美国 Minneapolis)的 TNF-α with Quantikine ELISA 套件。上文给出的数值仅被视为近似值,并且如果单独使用不可以作为诊断,而仅仅能够与例如成像描述符组合。可以使用cDNA微阵列评估辐射毒性的遗传生物标志物。例如,与DNA修复相关的基因的高组成型表达看起来对放射线疗法患者体内的急性副作用有保护作用。影响对辐射毒性灵敏度的潜在基因包括 ATM、BRCA1 和 2、ERCC1、FHIT、LIG3、MDM2、MUTYH、PMS2L2 和 L9、 POLH、POLK、RAD23B、RFC2、T0P3A/2和TP53。此外,患者的端粒长度可以调制辐射灵敏度。 短的端粒可能会干扰基因组中DNA双链断裂的修复,从而给出更高的辐射灵敏度。因此,还可以将端粒长度数据并入用于预测辐射毒性评估的模型中。可以利用常规的苯酚-氯仿 DNA萃取和端粒限制性片断化验(例如,来自Roche Diagnostics的TeloTAGGG端粒长度化验套件)来执行长度测量。具有短端粒的个体,例如7023士427bp,可能比具有长端粒,例如 9280士沈北?的个体辐射灵敏度更高。在实施例中,疾病特异性生物标志物与辐射毒性的生理变化或倾向相关联。可以使用技术人员容易获得的公知方法测量所选组的生物标志物。可以在任何适当的样本中检测和测量生物标志物,例如患者活检材料、血液、血清、血浆、血细胞培养物、尿液、粪便、渗出物、唾液、精液或呼出的气体。可以原封不动地使用样本或可以在检测或测量步骤之前进行预处理。可以利用标准流程完成预处理步骤,所述标准流程包括色谱法、吸收作用、洗提、透析、离子交换、离心作用、凝固、过滤、沉淀、变性、免疫染色以及其组合。在实施例中,处理步骤还包括压缩第一组特征矢量和/或第二组特征矢量。这是有利的,因为完整的特征矢量通常过于复杂,不能在一步中进行分析。可以通过已知的方法完成复杂图像特征矢量的压缩,诸如包括提取像最大值、最小值、中值、平均值等标量的技术。更复杂的方法是生成直方图。还可以使用利用分组的技术,例如K平均值分组,其中继而可以通过上述压缩方案,例如求均值,对组群进行压缩。也可以导出形状或纹理参数。至于像质谱那样的复杂体外诊断数据,压缩方案可以是选择峰值和对应的质量。当然,也可以将同样的方法应用于图像导出的直方图,以便进一步降低复杂性。在实施例中,处理步骤还包括分析压缩的第一组特征矢量和/或第二组特征矢量,并基于其计算副作用的治疗指导指数。这基本上是可以由任何适当的分类器算法执行的分类。处理步骤/分类可以包括级联的分析。在实施例中,处理步骤还包括包含从压缩的第一和/或第二特征矢量构成多个子特征矢量,对其进行分析以获得每个的标量结果。 通过这种方式,获得第一和/或第二特征矢量的特征子组(例如,倾向、实测的变化),每个子组包括来自第一和/或第二特征矢量的至少一个特征。可以构成每个子组以指引放射线疗法的特定方面。可以例如关于倾向或实际炎症反应逐个地分析这些子组,并且接下来可以将分析结果进行组合以预测特定副作用的风险。通过处理子特征矢量,可以获得用于组合子特征矢量中特征的指数。因此,这样的子特征指数可能是放射线疗法特定方面的指示, 在一些情况下这是有利的。例如,可以在一个特征矢量中组合与预后相关的体外特征,即来自DNA分析的基线数据、端粒长度等,从这一特征矢量导出标量IVD风险因子。例如,可以通过多变量分析、 神经网络或由从无症状患者导出的正常化参数缩放的适当矢量范数完成这项操作。第二子组涉及基于图像的预后特征,例如剂量-体积直方图、器官和目标的体积等。同样,向基于图像的预后特征矢量应用神经网络、适当的矢量范数或类似手段以导出标量值,其表示基于图像的风险因子。第三子组构成指示相对于基线测量的变化的特征矢量。同样这可能实际上是两个子组,一个由IVD数据构成,一个由图像数据构成。IVD数据能够指示蛋白质组的变化,像CRP浓度、淋巴细胞计数等的变化。基于图像的特征矢量可以指示由例如 DCS-MRI评估的灌注(空间解析的)变化。接下来,联合分析这些标量以获得副作用的最终治疗指导指数。可以通过从个体标量构成新特征矢量来完成这一目的,例如借助于神经网络、矢量范数、多变量分析等对标量进行适当的分析。在最简单的实现中,通过在单个全面特征矢量中集成所有可用的压缩特征矢量,级联实际分解为单一分析。通过这种形式,处理步骤14包括借助于涉及例如除法、乘积、求和、求差的多变量、多维数学函数、对数函数、指数函数或其组合执行分析。或者,处理步骤14中使用的相关技术可以涉及压缩的和/或子特征矢量之间的相关分析。例如,某些基于图像的特征和某些与炎症相关联的IVD特征可能仅在组合时才呈现出预后关联,即,仅在两个特征值都升高到正常值以上时,才存在特定状况(正相关)。当然,例如负相关的其的他相关也是可能的。例如,由相应蛋白质组标记物评估出的细胞增殖降低(例如由FLT-PET成像评估)和细胞死亡增加,可能指示严重的毒性。同样,可以针对多种副作用评估多种相关性。在实施例中,处理步骤14还包括与从药物处理、共存病态或既往病历导出的参数一起,处理该组图像导出描述符和该组生物标志物。在实施例中,处理步骤包括在放射线疗法期间的多个时点计算一组指数,并计算指示辐射毒性发展的指数的比值。在实施例中,处理步骤包括将至少一个图像描述符与至少一个生物标志物测量组合,包括药物处理或既往病历描述符,由此,包括图像描述符和生物标志物组合的输出信号可以方便对被讨论患者的治疗的个性化。例如,输出信号可以包括指示最适当治疗的选择的信息,例如前列腺切除、放射线疗法(包括模态选择)或激素治疗。在实施例中,处理步骤14包括通过利用一组正交诊断方法处理该组图像导出的描述符和该组生物标志物测量值,得到指示感兴趣组织区域中辐射毒性的输出信号。正交诊断方法的特点在于其结果不交叠,即它们给出互补的信息(例如,来自CT的形态学信息和来自IVD标记物的炎症状态)。在实施例中,输出信号包括指示产生特定副作用的概率的指数,例如诊断、预后和 /或治疗指导指数。在实施例中,输出信号包括用于不同目的的多个指数,例如与直肠壁相关联的急性或慢性副作用,像直肠出血、直肠失禁,对泌尿功能的急性和慢性副作用,例如尿道狭窄、 小便失禁等。利用例如多变量分析,从临床研究中收集的具有已知结果的培训数据计算指数。在实施例中,输出信号是适于在显示装置上显示的视频信号。在实施例中,所述方法还包括基于输出信号中的信息来调节伴随剂量。这有助于使并发症最小化,同时保持目标剂量尽可能高。在实施例中,处理步骤14还包括结合对导出的图像描述符和生物标志物测量值的处理,来处理从问卷数据库获得的问卷数据。
在实施例中,问卷数据基于Expanded Prostate Cancer Index Composite (EPIC), 这是度量前列腺癌患者的健康相关的生活质量的手段。EPIC包括在四个领域中50个问题的患者问卷小便、肠、性和激素。每个领域的汇总分数都具有描述身体功能和因其造成的干扰的不同部分。因子分析支持将小便领域的汇总分数分成两个不同子尺度失禁和刺激 /障碍。每个EPIC问题都具有形成Likert尺度的若干响应选项。将分数线性变换到0-100 刻度上的标准化数值,更高分数表示更高的生活质量。在四个领域内对标准化数值求平均以获得汇总和子尺度分数。表

提供了一种用于放射线疗法监测的方法。该方法包括基于处理图像导出的描述符和所选疾病特异性生物标志物的处理器以及任选的问卷数据,计算副作用的治疗指导指数。还提供了一种计算机程序产品。



查看更多专利详情

下载专利文献

下载专利