[發(fā)明專利]劑量形變誤差計算方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380044884.4
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN104603840B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設計）人: K·A·布茲杜澤克;M·D·維斯邁爾
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: G06T7/33
• 分類號: G06T7/33;A61N5/10;A61B6/03
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 李光穎,王英

技術領域

本申請總體上涉及用于輻射治療規(guī)劃的方法和系統(tǒng)。輻射治療是由受過培訓的醫(yī)療專業(yè)人員規(guī)劃和執(zhí)行將電離輻射遞送給患者的處理。輻射遞送的目的能夠廣泛地變化。非常常見地，該治療通過使病變組織離子化從而破壞病變組織來用于處置疾病，例如，癌癥。輻射治療規(guī)劃的中心目的是控制輻射遞送以使到在患者的身體之內的靶區(qū)(即，病變組織)的輻射暴露最大化，同時使到在患者的身體之內的非靶區(qū)(即，健康組織)的輻射暴露最小化。

背景技術

如通常所實施的，輻射治療以患者的身體的詳細的三維成像掃描(例如，計算機斷層攝影(CT)掃描)開始。受過培訓的醫(yī)療專業(yè)人員常?；诔上駭祿碇付ㄝ椛渲委熡媱澋娜舾商匦?。例如，使用成像數據，醫(yī)療專業(yè)人員能夠識別在患者的身體之內的特定的靶區(qū)和非靶區(qū)。專業(yè)人員還能夠指定要被遞送到靶區(qū)(即，足以破壞病變組織)的最小輻射劑量，要被遞送到各個非靶區(qū)(即，限制損傷健康組織)的最大輻射劑量以及輻射治療的若干其他期望的特性。

在許多情況下，利用輻射治療進行處置的患者將已經經歷一個或多個在前的輻射治療處置。然后期望醫(yī)療專業(yè)人員知道已經被遞送到患者的身體的各個區(qū)域的輻射劑量，以更好地為當前提出的處置做準備。在患者已經接收多于一個輻射治療遞送的情況下，尤其在要求高準確度的臨床環(huán)境中，這能夠是特別困難的。甚至在單個輻射遞送期期間，確定已經被遞送的輻射劑量也能夠是有用的，以幫助維持對輻射遞送的質量控制，來補償在遞送期間的患者運動以及也許補償其他原因。

輻射劑量計算以成像數據開始，所述成像數據識別在先前的輻射治療期中的每一個中被遞送到患者的輻射劑量。該成像數據被存儲在3D逐體素基礎或2D逐像素基礎上。下面的討論假設成像數據是三維的，但是該理念也同樣很好地應用于二維環(huán)境。

對于每個在前的輻射遞送期，成像數據通常包括對于每個體素的至少兩個數據點。第一數據點是結構數據點，其表示相對于在成像數據中的其他結構被定位在體素處的結構的相對密度。因此，表示致密結構的體素典型地比表示更小致密結構的體素在成像數據中顯得更暗。相似密度值的鄰近體素集合表示相同的結構。以這種方式，成像數據向醫(yī)療專業(yè)人員示出骨骼(高密度)、器官(例如，心臟或肝臟(中等密度))、間質區(qū)(低密度)以及在患者的身體內部的其他區(qū)域的位置和取向。第二體素數據點是輻射劑量數據點，其表示在由在前的輻射遞送期的空間中被遞送到體素的點的輻射劑量。以這種方式，對于每個在前的輻射遞送期，成像數據反映結構體素網格和輻射劑量體素網格。當被組合時，這兩個網格向醫(yī)療專業(yè)人員示出在先前的輻射治療期中被遞送到患者的輻射劑量分布。

在規(guī)劃未來的輻射遞送期中，關于其自身的這樣的成像數據顯然能夠是有用的。然而，如果能夠將輻射劑量值“變換”或“映射”到患者的當前的成像數據集，所述成像數據集用于規(guī)劃下一輻射遞送治療，則能夠加強其有用性。即，在一個或多個先前的輻射遞送與當前正被規(guī)劃的輻射遞送之間已經經過的時間中，患者的內臟器官的位置和取向將已經改變。例如，由患者的呼吸、心臟跳動、體重增加或減輕、消化過程以及其他生理過程引起這樣的移動。另外，在輻射遞送期之間，靶腫瘤或其他靶區(qū)域的尺寸可以響應于在前的處置而很好地收縮或盡管進行處置但生長。來源于這些和其他考慮的形變常常能夠是顯著的，尤其給出正在被使用的成像數據的高準確度。因此，在逐體素的基礎上，變換處理的目的是識別在兩個成像數據集之間的在解剖結構上“對應”體素的位置差異。當具有多于一個在前的輻射遞送期，必須將其進行組合以便得到患者的輻射輪廓的完全理解時，由移動或其他形變引起的變換困難成倍地增加。

具有本領域已知的若干這樣的變換處理，例如，相對簡單的剛性變換和更加復雜的可形變的圖像變換，所述可形變的圖像變換采用位移矢量場(DVF)。如果在兩個成像數據集之間的形變或差異是顯著的，那么采用可形變的DVF圖像變換是更加準確的。相同的DVF變換能夠應用于成像數據集的兩個網格：結構網格和輻射劑量網格。因此，適當的DVF變換能夠應用于兩個或更多個不同的數據集，以便將數據集中的每個變換到共同的參考坐標框架。