[發明專利]用于放射療法治療計劃的計算機系統

有效

• 申請號: 201780018683.5
• 申請日: 2017-04-05
• 公開（公告）號: CN109414592B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 拉斯穆斯·博克蘭茨;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: 穆森;戚傳江

一種基于場景的放射療法治療計劃優化方法用來基于多個不同場景中感興趣區域的位置的并集來限定用于治療計劃目的的延伸感興趣區域，其中每個場景表示感興趣區域的一個可能位置的實現。優選地，限定多個場景并且這些場景中的一些被用于限定延伸區域。

技術領域

本發明涉及一種用于放射療法治療計劃的方法。

背景技術

放射療法包括將放射劑量遞送至靶器官，通常是腫瘤。通常，放射療法治療計劃包括優化方案以實現一個或多個設定目標。目的是遞送精確劑量、或最小劑量至靶而同時最小化至周圍組織和器官的劑量。在計劃中靶通常稱作為臨床靶體積(CTV)。

通常，不能夠以準確精度確定腫瘤的位置，這是因為它取決于患者的位置、在時段(fraction)內例如由于呼吸發生的運動、以及在各時段之間發生的患者幾何形態的變化。腫瘤位置的不確定性通常通過多個場景(scenario)來表示，每個表示一個可能的腫瘤位置。

基于此，可以限定計劃靶體積PTV，其包圍CTV并提供圍繞它的余裕(margin)。為了確保CTV的特定覆蓋率，劑量體積直方圖(DVH)標準應用于PTV。通常設置最小DVH標準，指明PTV的一定百分比應當接收至少最小劑量。此外，還可以設置DVH標準，指明針對其他組織或器官的最大劑量。然而，由于監視的是針對整個PTV的劑量，不能保證充足劑量被準確遞送至CTV，CTV是PTV的子集。對于PTV，即使在PTV內的CTV是劑量不足時(這甚至會暗示CTV覆蓋率0％的可能性)，DVH標準可得到滿足。

在Gordon、Sayah、Weiss和Siebers(2010)的“Coverage optimized planning:probabilistic treatment planning based on dose coverage histogram criteria(覆蓋優化計劃：基于劑量覆蓋直方圖標準的概率性治療計劃)”中，意圖是解決相似問題：實現特定靶覆蓋的概率。簡言之，該文章描述了提供繞CTV的余裕的替代方式。直接基于體素(voxel)劑量來選擇將要受罰的體素：在每次迭代中，確定最低劑量水平ld，并且劑量d滿足ld＝d＝ud的所有體素將受罰，其中ud是期望的最小劑量。這意味著在不同場景中各體素之間的關聯沒被考慮。

在Bohoslavky、Witte、Janssen、van Herk(2013)的“Probabilistic objectivefunctions for margin-less IMRT planning(用于無余裕IMRT計劃的概率目標函數)”中，使用了相似的方法來估算不同場景下的CTV目標，將CTV目標值分類，并忽略具有高于一定閾值的值的場景。然后，優化了CTV目標的預期。以更加數學術語的描述，它們以CTV目標值將小于風險值一定水平(通常5％)為條件來最優化預期的CTV目標。這意味著針對所包括的每個體素的劑量是根據在多少個場景中CTV中包含體素以及這些場景的可能性來加權重的。因此，劑量分布可能從感興趣區域的中心朝余裕逐漸減少，這導致了一些體素接收了對于治療目的來說太低但對于組織來說仍有害的劑量。

發明內容

因此本發明的目的是改進治療計劃以將放射更加精確地遞送至CTV。

本發明涉及一種用于放射療法治療計劃的方法，其包括放射療法治療計劃優化的方法，該方法使用基于場景的優化函數來基于至少第一和第二場景執行優化，每個場景表示關于至少一個感興趣區域的位置的至少一個不確定性的實現，該方法包括以下步驟：

-提供用于優化的輸入數據；

-限定至少第一和第二場景，第一和第二場景分別表示至少一個不確定性的第一和第二實現，包括感興趣區域的第一和第二可能位置；

-識別第一場景和第二場景中感興趣區域的延伸；

-基于第一和第二場景中感興趣區域的延伸的并集(union)來限定延伸的感興趣區域體積；