用于自适应处置规划的束节段水平剂量计算与时间运动跟踪制造技术

一种用于生成患者特异性处置的处置规划系统。所述系统包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被编程为：接收辐射处置计划(RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上辐照目标，所述RTP包括要对所述目标递送的规划的剂量分布；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的运动数据；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的时间递送量度数据；使用所述运动数据和所述时间递送量度数据，来计算针对所述目标的经运动补偿的剂量分布，以基于所接收的运动数据和时间递送量度数据调节所述规划的剂量分布；并且将所述经运动补偿的剂量分布与所述规划的剂量分布进行比较。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于自适应处置规划的束节段水平剂量计算与时间运动跟 3示
本申请通常涉及外部束辐射治疗（EBRT)。其尤其与各自的束节段水平剂量计算和 时间运动跟踪联合应用，以用于在外部束辐射治疗中的自适应处置规划，并将参考具体参 考其进行描述。然而，应理解，其也应用于其他使用情境，并且不必被限制到前面提及的应 用。
技术介绍
在外部束辐射治疗（EBRT)中，将空间靶向的辐射剂量应用到肿瘤或包含癌性或 恶性组织的其他目标。与正常细胞相比较，生长并快速增殖的癌细胞倾向于对来自辐射的 损伤更为敏感，使得通过适当规划施予的剂量优先杀死癌性或恶性组织。通常，EBRT包括三 个阶段：按顺序为模拟（成像）、规划以及递送。通常使用先验获得的计算机断层摄影（CT) 图像，来执行处置规划。辐射递送被划分成在每日基础上递送的一个或多个片段。由于成 像、规划和递送阶段是在不同日子执行的，因此在辐射递送期间的患者解剖结构可能不同 于在成像阶段期间的。这是由多种原因造成的，例如体重减轻、器官运动、肿瘤萎缩等。此 夕卜，呼吸模式、生理变化以及在辐射递送期间的随机患者移动，也能够使患者解剖结构相对 于辐射束发生变化。 为了适应原始处置计划和/或对计划递送的成功做出推论，诊所已开始在处置期 间使用（基于图像的和基于跟踪的）反馈机制。反馈机制提供将患者解剖结构的几何变化 与由患者接收的3D剂量分布相联系的能力。基于图像的反馈例程（例如锥形束CT(CBCT)、 MVCT、B型采集、靶向（BAT)超声等）被用于各片段之间，并且与使用可变形配准算法的CT 模拟相关。基于跟踪的方法（例如光学跟踪、电磁（EM)跟踪等）也在辐射递送期间被用于 获得片段间运动?目息。 现有的用于剂量估计/累积的方法（例如，利用运动的剂量卷积）假设静止的（非 时变的）规划的剂量分布。换言之，当目标的空间位置与计划剂量网格相关时，假设同时递 送来自全部机架角度和各体束节段的剂量。该假设允许来自全部束（机架角度）和束节段 的累积剂量被用于剂量卷积算法。该假设在剂量测定的意义上，针对静止的和解剖结构上 不变的目标是有效的，然而这种情况非常少见。额外地，处置计划指定有限数目的机架角度 (束）并且每个束具有有限数目的节段或控制点。这些机架角度和节段以顺序的方式被访 问。 本申请描述一种剂量验证的算法，其允许将目标和/或周围正常组织的位置与在 那时递送的实际剂量相关联，而无需对剂量估计协议中的剂量测定非时变性的假设。由于 在递送期间的器官运动直接与动态递送的剂量相关联，而非与静态计划剂量相关联，因此 改善了估计的剂量的准确度。 本申请提供新的且改进的方法与系统，其克服上述问题以及其他问题。
技术实现思路
根据一个方面，提供一种处置规划系统。所述系统包括一个或多个处理器，所述一 个或多个处理器被编程为：接收辐射处置计划（RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上 辐照目标，所述RTP包括要对所述目标递送的规划的剂量分布；接收针对所述RTP的所述处 置片段中的至少一个的运动数据；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的时间 递送量度数据；使用所述运动数据和所述时间递送量度数据，来计算针对所述目标的经运 动补偿的剂量分布；并且将所述经运动补偿的剂量分布与所述规划的剂量分布进行比较。 根据另一方面，一种用于生成患者特异性处置的方法。所述方法包括：接收辐射处 置计划（RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上辐照目标，所述RTP包括针对所述目标和 其他感兴趣区域（针对每个节段、束以及整体）的规划的剂量分布；接收针对所述RTP的所 述处置片段中的至少一个的运动数据；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的 时间递送量度数据；使用所述运动数据和所述时间递送量度数据，来计算针对所述目标的 经运动补偿的剂量分布，以基于所接收的运动数据和时间递送量度数据来调节所述规划的 剂量分布；并且将所述经运动补偿的剂量分布与所述规划的剂量分布进行比较。 -个优点在于提供了改善的且更准确的剂量估计。 另一优点在于计算被实际递送到患者的辐射剂量。 另一优点在于向目标区域的辐射的更准确递送。 另一优点在于更准确地确定实际被递送到目标和非目标组织的辐射剂量。 另一优点在于对在医疗机构中使用的辐射治疗处置规划工作流程的改进。 另一优点在于降低了正常组织损害的风险。 本领域技术人员在阅读和理解以下详细描述后，将认识到本专利技术的进一步的优 点。 【附图说明】 本专利技术可以采取各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤安排的形式。附图仅 出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本专利技术的限制。 图1为根据本公开的各方面的辐射治疗系统。 图2描绘根据本公开的各方面的剂量递送模式。 图3描绘根据本公开的各方面的，用于生成患者特异性处置的方法。 【具体实施方式】 图1图示用于处置患者的辐射治疗系统100,其实施提供了用于自适应处置规 划的个体束节段水平剂量计算和时间运动跟踪的工作流程。通常，用于外部束辐射治疗 (EBRT)的处置计划通常是静态的，即它们一般是基于单次计算机断层摄影（CT)扫描开 发的。然而，患者的内部解剖结构在辐射递送期间能够呈现不同的运动，其如果没有被计 入，则可能导致显著的剂量测定误差。同样，处置计划描述时不变的多束剂量分布。然而， 辐射递送是连续的，每个个体辐射束仅被递送特定时间。每个束也包括一个或多个节段，所 述节段中的每个辐照所述目标的特定区域。如下所述的工作流程，基于关于目标运动和机 器递送状态的高时间频率跟踪信息，改善了估计运动对剂量的影响的准确度。从每个束的 每个个体节段计算的剂量与所述目标的跟踪位置相关联，以估计被所述目标和/或周围的 正常组织实际接收的剂量。该信息能够被用于自适应处置规划/自动规划工作流程中。 参考图1，所述辐射治疗系统被用于为患者提供辐射治疗，例如以下中的一个或 多个：外部束辐射治疗、质子治疗、消融治疗和高强度聚焦超声治疗。辐射治疗系统100包 括适用于采集体现感兴趣目标（001)的图像的一个或多个成像模态102,所述感兴趣目标 (001)例如为所述患者内的感兴趣区域（R0I)和感兴趣点（Ρ0Ι)。成像模态102适当地包 括计算机断层摄影（CT)扫描器。然而，成像模态102能够额外地或备选地包括以下中的一 个或多个：正电子发射断层摄影（PET)扫描器、磁共振（MR)扫描器、单光子发射计算机断层 摄影（SPECT)扫描器等。 从成像模态102采集的图像通常为三维图像。然而，预见到二维图像。三维图像 通常包括一叠二维图像，后文称作切片。此外，从成像模态102采集的图像被存储在图像存 储器104中。通常，图像存储器104为中央记录存储系统。然而，预见到图像存储器104对 于成像模态102是本地的或为辐射治疗系统10的另一部件。在图像存储器104远离成像 模态102的情况下，适当地经由诸如局域网（LAN)的通信网络，将成像模态102与图像存储 器104连接。 辐射治疗系统100的规划系统106接收针对所述患者中的每个的规划图像，并采 用所述图像以生成和/或更新辐射治本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生成患者特异性处置的处置规划系统(106)，所述系统(106)包括：一个或多个处理器(142)，其被编程为：接收辐射处置计划(RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上辐照目标，所述RTP包括要对所述目标递送的规划的剂量分布；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的运动数据；接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的时间递送量度数据；使用所述运动数据和所述时间递送量度数据来计算针对所述目标的经运动补偿的剂量分布；并且将所述经运动补偿的剂量分布与所述规划的剂量分布进行比较。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.30 US 61/564,8851. 一种用于生成患者特异性处置的处置规划系统（106)，所述系统（106)包括： 一个或多个处理器（142)，其被编程为： 接收辐射处置计划（RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上辐照目标，所述RTP包括 要对所述目标递送的规划的剂量分布； 接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的运动数据； 接收针对所述RTP的所述处置片段中的至少一个的时间递送量度数据； 使用所述运动数据和所述时间递送量度数据来计算针对所述目标的经运动补偿的剂 量分布；并且 将所述经运动补偿的剂量分布与所述规划的剂量分布进行比较。2. 根据权利要求1所述的系统（106)，其中，所述时间递送量度数据包括以下中的至少 一个：机架在所述片段期间的所有时间处的角位置，以及属于在任意给定时刻活跃的特定 束的节段的数目。3. 根据权利要求1和2中任一项所述的系统（106)，还包括： 根据所述运动数据和所述时间递送量度数据来生成针对每个束的估计的剂量网格； 通过对所述估计的剂量网格中的每个进行加和来计算所述经运动补偿的剂量分布；并 且 基于所接收的运动数据和时间递送量度数据来调节所述规划的剂量分布。4. 根据权利要求1至3中任一项所述的系统（106)，其中，所述规划的剂量分布是从所 述束的每个节段计算的，并且与运动数据相关联以估计被所述目标接收的经运动补偿的剂 量。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的系统（106)，还包括： 基于所述经运动补偿的剂量分布来调节所述规划的剂量分布。6. 根据权利要求5所述的系统（106)，其中，所述调节是在一个或多个处置片段之后被 执行的。7. 根据权利要求5和6中任一项所述的系统（106)，其中，所述调节是在片段期间被执 行的。8. 根据权利要求1至7中任一项所述的系统（106)，其中，所述计算包括： 从所述运动数据和所述时间递送量度数据来创建一个或多个概率密度函数（PDF)，所 述TOF中的每个均表示所述目标或器官在一个或多个处置片段或收集所述运动数据的任 意其他时段期间的累积运动与递送模式。9. 根据权利要求8中任一项所述的系统（106)，其中，所述计算还包括： 利用所述PDF对规划的剂量分布进行卷积以确定指示实际递送到所述目标的剂量的 一个或多个经运动补偿的剂量。10. 根据权利要求1至9中任一项所述的系统（106)，还包括： 显不器（110); 其中，所述比较包括以下中的至少一项： 在所述显示器（110)上与所述规划的剂量分布毗邻地显示所述经运动补偿的剂量分 布；以及 显示被覆盖在所述规划的剂量分布上的所述经运动补偿的剂量分布。11. 根据权利要求1至10中任一项所述的系统（106)，其中，所述RTP针对以下中的一 项被优化：外部束辐射治疗、质子治疗、消融治疗和高强度聚焦超声治疗。12. 一种福射治疗系统（100)，所述系统包括： 一个或多个成像模态（102)，其获得一幅或多幅规划图像； 根据权利要求1至11中任一项所述的规划系统（106)，其从所述规划图像生成辐射处 置计划（RTP)，以在一个或多个处置片段的过程上辐照目标，所述RTP...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·巴拉特，P·J·帕里克，M·朱，K·A·布兹杜泽克，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，圣路易斯华盛顿大学，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL