[發(fā)明專利]用于優(yōu)化放射療法治療計劃的方法和系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380028971.0
• 申請日: 2013-05-30
• 公開（公告）號: CN104519956A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設計）人: 阿爾賓·弗雷德里克松
• 申請（專利權）人: 光線搜索實驗室公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 夏東棟;陸錦華

1.一種用于為具有靶和危及器官的治療體積產生改進的放射療法治療計劃的基于計算機的方法，所述方法包括：

訪問來自于計算機的存儲器的用于所述治療體積的現(xiàn)有放射療法治療計劃，所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的劑量分配用作參考劑量分配；并且

通過追求優(yōu)化目標用于最小化到達所述危及器官的劑量，使用所述計算機對所述現(xiàn)有放射療法治療計劃執(zhí)行機器參數(shù)優(yōu)化，從而產生所述改進的放射療法治療計劃。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中，所述追求優(yōu)化目標包括：

最小化施加到所述危及器官的基于劑量的函數(shù)之和。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中，所述追求優(yōu)化目標包括以下至少一個：

旨在使所述危及器官的體素不接收高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃對所述危及器官的所述參考劑量分配的劑量；

旨在使所述靶的體素不接收低于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的各個相應體素的參考劑量的劑量，或不接收低于所述靶的處方劑量的劑量；以及

旨在使所述靶的體素不接收高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的各個相應體素的參考劑量的劑量，或不接收高于所述靶的處方劑量的劑量。

4.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中所述追求優(yōu)化目標包括以下至少一個：

旨在使所述危及器官的劑量-體積直方圖劑量不高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃對所述危及器官的參考劑量-體積直方圖的相應劑量；

旨在使所述靶的劑量-體積直方圖劑量不低于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的參考劑量-體積直方圖的相應劑量，或不低于對所述靶的處方劑量；以及

旨在使所述靶的劑量-體積直方圖劑量不高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的參考劑量-體積直方圖的相應劑量，或不高于對所述靶的處方劑量。

5.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，還包括：

顯示所述現(xiàn)有放射療法治療計劃對所述危及器官的一部分的劑量-體積直方圖；以及

顯示所述改進的放射療法治療計劃對所述危及器官的所述部分的劑量-體積直方圖。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中所述執(zhí)行機器參數(shù)優(yōu)化的步驟還包括：

將用于追求優(yōu)化目標的正部分函數(shù)用具有非零梯度的log-sum-exp函數(shù)代替。

7.根據(jù)權利要求1所述的基于計算機的方法，其中所述執(zhí)行機器參數(shù)優(yōu)化的步驟還包括：

產生降低了所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的累計劑量的改進的放射療法治療計劃。

8.一種用于為具有靶和危及器官的治療體積產生改進的放射療法治療計劃的計算機系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

存儲設備，所述存儲設備用于儲存用于所述治療體積的現(xiàn)有放射療法治療計劃,所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的劑量分配用作參考劑量分配；以及

硬件處理器，所述硬件處理器用于通過追求優(yōu)化目標以最小化到達所述危及器官的劑量，對所述現(xiàn)有放射療法治療計劃執(zhí)行機器參數(shù)優(yōu)化，從而產生所述改進的放射療法治療計劃。

9.根據(jù)權利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述追求優(yōu)化目標包括：

最小化施加到所述危及器官的基于劑量的函數(shù)之和。

10.根據(jù)權利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述追求優(yōu)化目標包括以下至少一個：

旨在使所述危及器官的體素不接收高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃對所述危及器官的所述參考劑量分配的劑量；

旨在使所述靶的體素不接收低于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的各個相應體素的參考劑量的劑量，或不接收低于所述靶的處方劑量的劑量；以及

旨在使所述靶的體素不接收高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的各個相應體素的參考劑量的劑量，或不接收高于所述靶的處方劑量的劑量。

11.根據(jù)權利要求8所述的計算機系統(tǒng)，其中所述追求優(yōu)化目標包括以下至少一個：

旨在使所述危及器官的劑量-體積直方圖劑量不高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃對所述危及器官的參考劑量-體積直方圖的相應劑量；

旨在使所述靶的劑量-體積直方圖劑量不低于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的參考劑量-體積直方圖的相應劑量，或不低于對所述靶的處方劑量；以及

旨在使所述靶的劑量-體積直方圖劑量不高于所述現(xiàn)有放射療法治療計劃的參考劑量-體積直方圖的相應劑量，或不高于對所述靶的處方劑量。