[發明專利]自適應放射療法系統

有效

• 申請號: 201880058231.4
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN111344737B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 維吉爾·馬修·威爾卡特;米歇爾·莫羅
• 申請（專利權）人: 醫科達有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/33
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;楊林森

描述了用于自適應放射療法的技術和治療計劃裝置。該方法可以包括訪問兩個醫學圖像，所述兩個醫學圖像呈現在不同時間處患者的關注區域。每個醫學圖像可以被分割成靶區域和至少一個非靶區域。該方法可以包括訪問變形矢量場，該變形矢量場包括多個將第一醫學圖像中的個別體素映射到第二醫學圖像中的對應體素的矢量。該方法可以包括生成修改的變形矢量場，并對修改的變形矢量場進行后處理以補償靶區域的形狀或尺寸的變化。

優先權聲明

本申請要求2017年9月7日提交的美國申請序列第15/697,667號的優先權，其全部內容通過引用并入。

技術領域

本公開內容一般性涉及輻射療法。更具體地但非限制地，本公開內容涉及用在自適應放射療法中的系統和方法。

背景技術

輻射療法，也稱為放射療法，用于治療哺乳動物(例如，人和動物)組織中的腫瘤和其他疾病。放射療法治療的一個示例是從外部源朝向患者施加高能束，以產生定向至患者的靶部位的準直輻射束。靶可以是患者的身體中包含要暴露于輻射束并由輻射束治療的患病器官或腫瘤的區域。必須準確地控制輻射束的布置和劑量，以確保靶接收到由醫生為患者規定的輻射劑量但是對周圍的健康組織——通常稱為風險器官(OAR)——的損害最小化。

為了計劃患者的放射療法治療，在輻射療法治療療次(session)之前獲取患者在預期治療位置的一個或更多個醫學圖像，并且通常是在開始治療的許多天前獲取這些醫學圖像。這些醫學圖像被稱為計劃圖像。

醫生可以使用計劃圖像來識別和描繪一個或多個靶以及OAR的輪廓。描繪輪廓可以被手動地、半自動地或自動地執行。創建治療輪廓，治療輪廓通常稱為計劃靶體積(PTV)，其包括靶輪廓加上將微觀病變以及治療的不確定性考慮在內的足夠的邊緣。由醫生規定輻射劑量，并且創建輻射療法治療計劃，該輻射療法治療計劃將規定的劑量最佳地傳送到PTV，同時使對OAR和其他正常組織的劑量最小化。治療計劃可以由醫生手動地生成，或者可以使用優化技術自動地生成。優化技術可以基于臨床的和劑量測定指標以及約束條件(例如，對腫瘤和OAR的最大、最小和平均輻射劑量)。

開發療程以將規定的劑量通過多個分次(fraction)來傳送，其中每個分次在不同的治療療次中傳送。例如，30至40個分次是典型的，但是可以使用五個甚至一個分次。這些分次典型地在每個周工作日被傳送一次或者在某些情況下兩次。在某些情況下，輻射治療計劃可以在整個療程中改變，以在某些區域中集中更多的劑量。

在每個分次，患者被安排在輻射治療裝置的患者支承附件(通常被稱為“診察臺”)上并且被重新定位為盡可能地接近計劃圖像中患者的位置。遺憾的是，因為患者不是剛性物體并且患者的解剖結構可以移動或改變，所以在實踐中這是一項要準確地執行的困難任務。分次間的變化或改變通常被稱為分次間變化，而分次本身期間發生的變化或改變通常被稱為分次內變化。

圖像引導放射療法(IGRT)試圖使分次間變化的問題最小化。IGRT包括在輻射放療前不久獲取一個或更多個患者的醫學圖像，并使用這些圖像來識別和補償分次間變化。與可以在任何診斷掃描儀上獲取的計劃圖像相對，IGRT圖像是在患者處于治療位置的情況下在治療室中直接獲取的。為了補償分次間變化，將IGRT圖像與計劃圖像進行比較，以量化自計劃圖像生成以來患者的解剖結構上發生的變化。例如，可以分析計劃圖像和IGRT圖像，以計算將計劃圖像與IGRT圖像最佳地對準的整體移位和/或旋轉。一旦已經計算出移位和/或旋轉，可以對患者支承附件的位置進行相應的調整，使得患者在治療療次期間的位置與獲取計劃圖像時患者的位置更緊密地匹配。應注意的是，在這種情形下，仍然傳送原始計劃，并且只有患者的位置改變以使與計劃的位置的偏差最小化。