[發(fā)明專利]一種基于放射治療生物效應的魯棒性優(yōu)化系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010784761.6
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111921098B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 白雪岷;袁志剛;李貴;章樺;李慶
• 申請（專利權(quán)）人: 北京連心醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京匯信合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11335
• 代理人: 林聰源

本發(fā)明提供一種基于放射治療生物效應的魯棒性優(yōu)化系統(tǒng)，魯棒性優(yōu)化方法包括：獲取病人數(shù)據(jù)，所述病人數(shù)據(jù)包括處方；對所述處方進行魯棒性優(yōu)化，獲得優(yōu)化方案；選用一種RBE模型作為第一RBE模型，根據(jù)優(yōu)化方案對RBE模型進行求解，獲得優(yōu)化治療計劃；利用另一種或另一些RBE模型對優(yōu)化治療計劃進行評估和校正，獲得滿足另一種或另一些RBE模型評估的最終優(yōu)化治療計劃。目前每種RBE模型與生物實驗結(jié)果有一定差異，基于一種RBE模型獲取優(yōu)化治療計劃，通過另一種或另一些RBE模型對優(yōu)化治療計劃進行評估和校正，使最終優(yōu)化治療計劃可以滿足多種RBE模型的評價指標；通過對處方進行魯棒性優(yōu)化，提高優(yōu)化治療計劃或最終優(yōu)化治療計劃的準確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射治療計劃系統(tǒng)(TPS)的優(yōu)化方法領(lǐng)域，尤其涉及一種基于放射治療生物效應的魯棒性優(yōu)化系統(tǒng)。

背景技術(shù)

質(zhì)子和重離子的放療技術(shù)作為常用的放療手段，在精準將劑量投遞到規(guī)則或不規(guī)則的靶區(qū)的同時，可以減少對健康器官的傷害。質(zhì)子治療和重離子治療對于不確定性因素較敏感，任何一個外部或者內(nèi)部因素的干擾都可能使得治療計劃與治療結(jié)果出現(xiàn)偏差，治療過程中對于質(zhì)子束或重離子束強度的控制等比例地放大了不確定性因素對于最終結(jié)果的影響。

目前臨床中使用定值1.1來衡量質(zhì)子優(yōu)化的相對生物效應(RBE，Relativebiological effectiveness)，根據(jù)實驗結(jié)果可知質(zhì)子和重離子的RBE是與介質(zhì)類型、放射能量、傳能線密度(LET，Linear Energy Transfer)等因素高度相關(guān)的變量，定值1.1衡量的方法不能準確反應實際的相對生物效應值。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，提供一種基于放射治療生物效應的魯棒性優(yōu)化方法和系統(tǒng)，通過對處方進行優(yōu)化；基于一種RBE模型獲取優(yōu)化治療計劃，通過另一種或另一些RBE模型對優(yōu)化治療計劃進行評估和校正，獲得滿足多種RBE模型的、高魯棒性的治療計劃。

為了便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面先對本發(fā)明中波及的若干專業(yè)術(shù)語進行簡要說明。

相對生物效應(RBE，Relative biological effectiveness)，反應了達到相同效果所需的光子劑量與質(zhì)子劑量的比值或光子劑量與重離子劑量的比值。

傳能線密度(LET，Linear Energy Transfer)，為射線在單位長度徑跡上傳遞的能量。

生物效應(BE，Biological Effect)是指在射線影響下，對生物體產(chǎn)生的影響。

射束(beam)定義為射線中的一道流束。單元射束(beamlet)為一種用于射束強度調(diào)節(jié)的細分單位，用于光子或質(zhì)子的強度分布優(yōu)化和治療計劃的劑量計算。射束可以用單元射束的合集進行表示。

處方劑量是指臨床治療中，所希望或計劃達到的劑量。

本發(fā)明提供一種基于放射治療生物效應的魯棒性優(yōu)化方法，包括以下步驟：

步驟101：獲取病人數(shù)據(jù)，所述病人數(shù)據(jù)包括處方；

步驟102：對所述處方進行魯棒性優(yōu)化，獲得優(yōu)化方案；

步驟103：選用一種RBE模型作為第一RBE模型，基于優(yōu)化方案和第一RBE模型，獲得優(yōu)化治療計劃；

步驟104：利用另一種或另一些RBE模型對優(yōu)化治療計劃進行評估和校正，獲得滿足另一種或另一些RBE模型評估的最終優(yōu)化治療計劃。

優(yōu)選的，本發(fā)明還包括用BE模型和RBE模型的關(guān)系計算RBE的方法：獲取BE模型；建立RBE與BE的關(guān)系。

優(yōu)選的，以質(zhì)子為例，所述BE模型包括質(zhì)子BE模型：