[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(shè)計）人: 阿爾賓·弗雷德里克松
• 申請（專利權(quán)）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(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 夏東棟;陸錦華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射治療領(lǐng)域，具體來說涉及在現(xiàn)有放射療法治療計劃的基礎(chǔ)上優(yōu)化放射療法治療計劃。

背景技術(shù)

在放射療法治療計劃領(lǐng)域中，治療計劃人員通常在例如使用計算機斷層掃描(CT)掃描儀了解了患者身體中的待治療靶體積之后，產(chǎn)生強度調(diào)制放射療法(IMRT)治療計劃。靶體積通常是患者身體中受腫瘤例如癌癥影響的器官。然而，研究顯示，治療計劃的質(zhì)量與治療計劃人員的經(jīng)驗密切相關(guān)。這表明許多治療計劃有改進空間，特別是如果由經(jīng)驗較少的計劃人員準備的話。此外，使用不恰當?shù)挠媱澐椒ā?yōu)化過程的提前終止或使用不正確或鈍的適應(yīng)度函數(shù)來測量計劃質(zhì)量，通常導(dǎo)致不恰當?shù)姆派浏煼ㄖ委熡媱潯：笠活愡m應(yīng)度函數(shù)的示例是半偏差懲罰(semideviation?penalties)，其對具有高于或低于某個閾值的劑量的體積單元進行懲罰，通常在治療計劃優(yōu)化中使用：當只有接收高于處方劑量水平的劑量的體積單元被處罰時，優(yōu)化算法的唯一激勵是將劑量降低到正好處于所述水平，即使較低的劑量可以良好地達到并且不犧牲任何其他治療目標。

作為示例，出版物“用于IMRT治療計劃質(zhì)量控制的患者幾何結(jié)構(gòu)驅(qū)動的信息檢索”(Patient?geometry-driven?information?retrieval?for?IMRT?treatment?plan?quality?control，來自于Medical?Physics的B.Wu,F.Ricchetti,G.Sanguineti,M.Kazhdan,P.Simari,M.Chuang,R.Taylor,R.Jacques和T.McNutt，Vol.36(12)，第5497-5505頁，2009)，提出了一種用于治療計劃的質(zhì)量控制的方法。在這種方法中，在準備新計劃時，將它的患者幾何結(jié)構(gòu)針對以前計劃的數(shù)據(jù)庫中的患者幾何結(jié)構(gòu)進行匹配。新計劃中的劑量比具有類似幾何結(jié)構(gòu)的以前計劃中的劑量更差的結(jié)構(gòu)，被標記為是改進的潛在課題。然后使用更嚴格的劑量要求為標記的結(jié)構(gòu)重新優(yōu)化計劃。

由出版物“將體素相關(guān)重要性因子用于交互式基于DVH的劑量優(yōu)化”(Using?voxel-dependent?importance?factors?for?interactive?DVH-based?dose?optimization，來自于C.Cotrutz和L.Xing，Physics?in?Medicine?and?Biology,Vol.47(10)，第1659-1669頁2002)和“使用區(qū)域可變處罰方案進行IMRT劑量成形”(IMRT?dose?shaping?with?regionally?variable?penalty?scheme，也來自于C.Cotrutz和L.Xing,Medical?Physics,Vol.30(4)，第544-551頁，2003)提出的方法，建議使用特定體素權(quán)重因子向用于劑量-體積直方圖(DVH)的優(yōu)化算法傳達患者幾何結(jié)構(gòu)中的不同區(qū)域的重要性。他們迭代地執(zhí)行優(yōu)化，以仔細地平衡計劃標準之間的取舍。出版物“使用基于體素的權(quán)重因子/劑量處方的治療計劃修改”(Treatment?plan?modification?using?voxel-based?weighting?factors/dose?prescription，Physics?in?Medicine?and?Biology,Vol.48(15),pp.2479,2003，來自于C.Wu,G.H.Olivera,R.Jeraj,H.Keller和T.R.Mackie)也建議了迭代地執(zhí)行優(yōu)化，其中他們?yōu)槊總€體素更新權(quán)重因子或處方劑量。他們發(fā)現(xiàn)，在某些條件下兩種類型的更新是等同的。