计算剂量不确定度的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了可用于产生表示剂量不确定度的方差图的剂量计算工具，所述方差图在逐点基础上作出，其中可能存在高的剂量不确定度以及其中可能存在低的剂量不确定度。剂量不确定度是与输送参数或计算机参数相关的一种或多种数据参数的误差的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求2008年8月观日提交的美国临时专利申请No. 61/092，523的优先权， 该申请的全部内容在此通过引用并入于此。
技术介绍
过去十年间，在计算机和互联网、放射疗法治疗计划软件和医学成像手段(CT， MRI，US和PET)等方面的改进已经结合到放射治疗实践中。这些进步导致了图像引导放射 治疗(“IGRT”)的发展。IGRT是利用患者体内解剖结构的横截面图像来更好地将放射剂 量瞄准到肿瘤内同时减少健康器官受辐射的放射疗法。用强度调制放射疗法("IMRT“) 控制输送到肿瘤的放射剂量，该疗法包括改变放射束的大小、形状和强度，以适形于患者肿 瘤的大小、形状和位置。IGRT和IMRT导致改进了肿瘤控制，而同时减少由于照射肿瘤周围 的健康组织引起急性副作用的可能性。
技术实现思路
IMRT是向癌症患者施加放射线的现有技术。治疗目标是向肿瘤输送规定量的辐 射，同时限制周围的健康器官吸收的量。计划IMRT治疗需要确定注量图，各个注量图由数 百个或以上的射束元强度组成。为了最佳地施行IMRT，提出了几个数学问题。治疗通过围绕患者旋转直线加速器 并协调MLC中的叶片运动来进行，使得在各个机架(射束)角度上输送的放射线都符合一 些期望的剂量分布。除了知道射束角度之外，人们还必须知道对于所有机架角度而言，在MLC孔径上 各个点(X，y)处的射束应该有多强。这些强度分布图(profile)或注量图，由二维非负函 数Ia(x，y)表示，a= 1，2，…，k，其中k是所用的机架角度的数目。确定函数Ia(x，y)的 过程常常被叫做注量图最优化。最后，一旦确定了注量图Ia (x，y)，人们必须将其转换成企 图实现它们的MLC叶片序列。MLC叶片在某个位置(X，y)打开得越大，则沿着从该位置起 的直线路径上的组织(加上一些周围组织)吸收的剂量就越多。将注量图转变为叶片的打 开和关闭动作的过程被称作叶片排序。有许多物理和数学问题影响MLC叶片序列成功接近 期望注量图的程度。从治疗计划方面来看，TomoTherapy 治疗技术由于能够使用数量众多的投射 (射束角度)而导致在治疗复杂的靶区时能够具有巨大的灵活性。TomoTherapy 系统具 有向患者螺旋输送放射线的能力。然而，螺旋输送模式(pattern)的独特性质要求使用者 规定新的计划参数，例如场宽、螺距(Pitch)和调制因数。不能对这些参数选择正确的值的 话，将损害治疗计划的质量，并可能增加总治疗时间，以及产生使放射输送装置更难以准确 输送的治疗计划。在一个实施方案中，本专利技术提供了用于估计放射输送的剂量测定不确定度的方 法。该方法包括生成患者的治疗计划，所述治疗计划包括将要使用放射输送装置输送给患 者的剂量；识别放射输送装置的数据参数；并利用剂量计算模块生成方差图，该方差图表示将要输送给患者的剂量的不确定度指标，所述不确定度指标与数据参数相关。在另一个实施方案中，本专利技术提供了用于检测放射输送装置中的输送误差的方 法。该方法包括生成患者的治疗计划，所述治疗计划包括意图注量；根据治疗计划向患者 输送放射；在治疗计划的输送之后，从放射输送装置获取输出注量信息；将输出注量信息 和意图注量进行比较，以确定注量方差；以及对注量方差施行剂量计算算法，以产生剂量方 差图。在另一个实施方案中，本专利技术提供了用于估计部分输送的治疗计划的方法。该方 法包括生成患者的治疗计划，所述治疗计划包括多个分次(fraction)治疗和意图方差信 息；根据治疗计划向患者输送至少一个分次治疗；在输送所述分次治疗之后从放射输送装 置获取输出注量信息；以及基于意图方差信息与输出注量信息的组合，估计未来的分次治 疗。本专利技术的其它方面将通过理解详细说明和附图而变得明了。附图简要说明附图说明图1是放射疗法治疗系统的透视图。图2是图1所示的放射疗法治疗系统中可以使用的多叶准直器的透视图。图3是图1的放射疗法治疗系统的示意图。图4是用于放射疗法治疗系统的软件程序的示意图。图5示出了使用增加的螺距为代表性患者重新计划的剂量体积直方图。图6示出在重新计划之前和之后，标准化的叶片打开时间的直方图。图7示出在针对低和高螺距计划两者的重建和计划的DQA剂量栅格之间取得的方 差图的切片。图8示出在重新计划之前和之后进行的离子室测量的结果，并表明用高螺距计划 减少了误差。专利技术的详细说明在详细阐明本专利技术的任何实施方案之前，要理解，本专利技术没有将其应用局限于以 下说明书中提出或以下图中显示的结构的细节和部件排列上。本专利技术能够有其它实施方 案，并且能够以多种方式实践或执行。此外，要理解，本文使用的措辞和术语是出于说明的 目的，不应该被认为是限制。本文中使用的“包括”、“包含”或“具有”及其变化形式意味着 包涵此后列出的项目及其等价物以及附加项。除非指定或以其它方式加以限制，术语“安 装”、“连接”、“支持”和“耦联”及其变化形式，被广义使用并包涵直接和间接的安装、连接、 支持和耦联。虽然在本文对图进行说明时可以进行方向参照，例如上、下、向下、向上、向后、底、 前、后等等，为了方便起见，这些参照相对于图(按照正常观看)来做出。这些方向不意图 从字面取意，或以任何形式限制本专利技术。另外，术语例如“第一”、“第二”和“第三”在本文 使用是为了说明的目的，而不意图表示或暗示相对重要性或紧要性。另外要理解，本专利技术的实施方案包括硬件、软件和电子部件或模块，为了讨论起 见，对它们的说明和描述就像大部分部件只在硬件中实行一样。但是，本领域的普通技术人 员在阅读本详细说明书的基础上，将认识到，在至少一个实施方案中，本专利技术基于电子的方 面可以在软件中实行。同样应注意，可以利用以多个硬件和软件为基础的装置以及多个不同的结构部件来实行本专利技术。此外，并且如后面的段落所述，在图中所示的特定机械构造意 图例示本专利技术的实施方案，其它替代机械构造也是可能的。图1示出可以向患者14提供放射疗法的放射疗法治疗系统10。放射疗法治疗可 以包括基于光子的放射疗法、近距疗法、电子束疗法、质子、中子或粒子疗法，或其它类型的 治疗疗法。放射疗法治疗系统10包括机架18。机架18可以支撑放射模块22，放射模块22 可以包括放射源M和直线加速器沈，可用于产生放射束30。虽然图中显示的机架18是环 形机架，即，它延伸通过整个360°弧以产生完整的环或圈，但其它类型的安装布置也可以 使用。例如，可以使用非环形机架，诸如C-型、部分环形机架或机械臂。也可以采用能够在 相对于患者14的各种旋转位置和/或轴向位置处布置放射模块22的任何其它框架。另外， 放射源M可以在不遵循机架18的形状的路线中行进。例如，放射源M能够在非圆形路线 中行进，虽然所示出的机架18通常是圆形的。放射模块22还可以包括调制装置34，其可用于修改或调制放射束30。调制装置 34提供放射束30的调节并将放射束30导向患者14。具体地说，放射束34被导向患者的 一部分。广泛说来，该部分可以包括整个身体，但是通常小于整个身体并可以由二维面积和 /或三维体积来限定。期望接收放射的部分，可以称为靶38或靶区域，是感兴趣区域的例 子。另一种感兴趣区域是危及区域。如果一部分中包括危及区域，则放射束优选从该危及 区域偏转开。患者1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于估计放射输送的剂量测定不确定度的方法，所述方法包括：生成患者的治疗计划，所述治疗计划包括利用放射输送装置将要输送给患者的剂量；识别用于所述放射输送装置的数据参数；和利用剂量计算模块生成方差图，所述方差图表示将要输送给患者的剂量中的不确定度指标，所述不确定度指标与所述数据参数相关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰弗·索贝林，
申请(专利权)人：断层放疗公司，
类型：发明
国别省市：US