研究運(yùn)動(dòng)的劑量測(cè)定影響以在ebrt規(guī)劃中生成適應(yīng)的患者特異性裕量的制作方法
【專利摘要】一種用于生成患者特異性處置裕量的處置規(guī)劃系統(tǒng)（106）。所述系統(tǒng)（106）包括一個(gè)或多個(gè)處理器（142）。所述處理器（142）被編程為在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中接收用于輻照靶標(biāo)（122）的輻射處置計(jì)劃（RTP）。所述RTP包括圍繞所述靶標(biāo)（122）的一個(gè)或多個(gè)處置裕量，以及針對(duì)所述靶標(biāo)（122）的規(guī)劃的劑量分布。所述處理器（142）還被編程為從一個(gè)或多個(gè)靶標(biāo)替代物（124）接收針對(duì)RTP的至少一個(gè)處置片段的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)、使用所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述規(guī)劃的劑量分布來(lái)計(jì)算針對(duì)所述靶標(biāo)（122）的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?、將所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較以及基于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整所述處置裕量。
【專利說(shuō)明】研究運(yùn)動(dòng)的劑量測(cè)定影響以在EBRT規(guī)劃中生成適應(yīng)的患
者特異性裕量
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)總體上涉及體外射束輻射治療(EBRT)。本申請(qǐng)具體與生成患者特異性處置裕量(margin)結(jié)合應(yīng)用，并將具體參考其加以描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)還應(yīng)用于其他使用情形，而不必然限于上述應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在體外射束輻射治療(EBRT)中，向腫瘤或包含癌性或惡性組織的其他靶標(biāo)施加空間上靶向的輻射劑量。與正常細(xì)胞相比，生長(zhǎng)和快速增殖的癌細(xì)胞往往更易于受到來(lái)自輻射的損傷，使得經(jīng)恰當(dāng)規(guī)劃施予的劑量?jī)?yōu)先殺死癌性或惡性組織。為了確保腫瘤或其他靶標(biāo)得到充分輻照，通常利用圍繞腫瘤或其他靶標(biāo)的處置裕量來(lái)規(guī)劃輻射處置計(jì)劃(RTP)。標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議針對(duì)所有患者利用基于普通群體的處置裕量。盡管這些處置裕量被設(shè)計(jì)成確保完全覆蓋腫瘤或其他靶標(biāo)，但它們能夠造成對(duì)危險(xiǎn)器官(OAR)或其他區(qū)域的超劑量。因此，EBRT通常針對(duì)減小裕量以使周邊危險(xiǎn)器官(OAR)或其他區(qū)域免受輻射損傷的需要來(lái)平衡對(duì)于完全破壞腫瘤和其他靶標(biāo)的需要。
[0003]減小處置裕量的一個(gè)益處在于，利用較小裕量的處置允許在腫瘤或靶標(biāo)中的劑量增加。然而，對(duì)于處置裕量減小的主要抑制因素是在處置會(huì)話(或片段(fraction))期間和在各處置會(huì)話(或片段)之間存在組織運(yùn)動(dòng)。因此，對(duì)運(yùn)動(dòng)的管理，特別是對(duì)有關(guān)腫瘤或其他靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的管理，在確保輻射的成功遞送中至關(guān)重要。
[0004]在施予處置片段之前，通常使用皮膚標(biāo)記物上的激光和/或輻射攝影成像，將患者在處置臥榻上對(duì)準(zhǔn)。在一些情況下，在處置之前額外地使用錐形射束計(jì)算機(jī)斷層攝影(CBCT)成像。所有這些技術(shù)旨`在校正片段間運(yùn)動(dòng)。然而，對(duì)于片段間運(yùn)動(dòng)的單獨(dú)調(diào)整不提供劑量遞送中的置信度的完整測(cè)量。為了解決該問(wèn)題，現(xiàn)在已有用于在處置(片段內(nèi)運(yùn)動(dòng))期間跟蹤腫瘤或其他靶標(biāo)的位置的方法。這些方法包括對(duì)植入的基準(zhǔn)標(biāo)記物的熒光透視成像和以高時(shí)間率(例如，IOHz)對(duì)植入的應(yīng)答器的電磁跟蹤(EM)。植入的基準(zhǔn)物和/或植入的應(yīng)答器作為腫瘤或其他靶標(biāo)的替代物。諸如這些方法的方法不僅在處置期間提供腫瘤或其他靶標(biāo)的位置信息，而且也在與輻射處置計(jì)劃(RTP)和/或之前片段有關(guān)的每個(gè)片段的開(kāi)始時(shí)提供腫瘤或其他靶標(biāo)的初始偏差。在處置期間，能夠以不同方式利用應(yīng)答器或基準(zhǔn)物的位置信息來(lái)調(diào)整處置范式，其中一種方式為，如果靶標(biāo)被認(rèn)為超過(guò)預(yù)定邊界，則手動(dòng)關(guān)閉輻射射束。
[0005]盡管上述措施減少了規(guī)劃的劑量分布的遞送中的可變性，由這些方法獲得的片段間和/或片段內(nèi)運(yùn)動(dòng)信息通常不用于在處置后研究運(yùn)動(dòng)的影響。就此而言，運(yùn)動(dòng)對(duì)遞送的劑量所造成的影響是能夠?qū)μ幹玫某晒M(jìn)行歸類的重要標(biāo)準(zhǔn)。小的運(yùn)動(dòng)模式(其可能被解釋在處置期間是不顯著的)能夠累計(jì)地造成與規(guī)劃的劑量分布顯著不同的遞送劑量。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本申請(qǐng)?zhí)峁┝诵碌那医?jīng)改進(jìn)的方法和系統(tǒng)，其克服了上述問(wèn)題和其他問(wèn)題。
[0007]根據(jù)一個(gè)方面，提供一種用于生成患者特異性處置裕量的處置規(guī)劃系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)處理器，其被編程為接收用于在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中輻照靶標(biāo)的輻射處置計(jì)劃(RTP)。RTP包括靶標(biāo)周圍的一個(gè)或多個(gè)處置裕量，以及針對(duì)所述靶標(biāo)的規(guī)劃的劑量分布。所述處理器還被編程為從一個(gè)或多個(gè)靶標(biāo)替代物接收針對(duì)RTP的處置片段中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。針對(duì)處置片段中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)不需要包括針對(duì)整個(gè)處置片段的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。所述處理器還被編程為:使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和規(guī)劃的劑量分布來(lái)計(jì)算針對(duì)靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?、將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較；并且基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整處置裕量。
[0008]根據(jù)另一方面，提供了一種用于生成患者特異性處置裕量的方法。在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中接收用于輻照靶標(biāo)的輻射處置計(jì)劃(RTP)。RTP包括圍繞靶標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)處置裕量以及針對(duì)靶標(biāo)的規(guī)劃的劑量分布。從一個(gè)或多個(gè)靶標(biāo)替代物接收針對(duì)RTP的處置片段中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。針對(duì)處置片段中的至少一個(gè)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)不需要包括針對(duì)整個(gè)處置片段的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和規(guī)劃的劑量分布來(lái)計(jì)算針對(duì)靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植肌⑺鲞\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較?；谶\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整處置裕量。
[0009]一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算了向患者實(shí)際遞送的輻射劑量。
[0010]另一優(yōu)點(diǎn)在于更準(zhǔn)確地向靶標(biāo)區(qū)域遞送輻射。
[0011]另一優(yōu)點(diǎn)在于更準(zhǔn)確地確定向靶標(biāo)組織和非靶標(biāo)組織實(shí)際遞送的輻射劑量。
[0012]另一優(yōu)點(diǎn)在于改善了在醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的輻射治療處置規(guī)劃流程。
[0013]另一優(yōu)點(diǎn)在于減少了處置中成像。
[0014]另一優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算了患者特異性處置裕量和靶標(biāo)劑量增加。
[0015]另一優(yōu)點(diǎn)在于減少了正常組織損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0016]通過(guò)閱讀和理解下文的詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠意識(shí)到本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明可以采用多個(gè)部件和部件布置、以及多個(gè)步驟和步驟安排的形式。附圖僅用于圖示說(shuō)明優(yōu)選實(shí)施例的目的，而不應(yīng)將其解釋為限制本發(fā)明。
[0018]圖1是根據(jù)本公開(kāi)的各方面的輻射治療系統(tǒng)。
[0019]圖2圖示了經(jīng)受對(duì)腫瘤和其他靶標(biāo)的輻射治療的患者的范例。
[0020]圖3圖示了根據(jù)本公開(kāi)的各方面的圖形用戶界面的一個(gè)實(shí)施例。
[0021]圖4描繪了根據(jù)本公開(kāi)的各方面的用于生成患者特異性處置裕量的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0022]參考圖1，提供一種用于處置患者的輻射治療系統(tǒng)100。采用所述輻射治療系統(tǒng)向患者提供輻射治療，諸如體外射束輻射治療、質(zhì)子治療、消融質(zhì)量和高強(qiáng)度聚焦超聲治療中的一種或多種。福射治療系統(tǒng)100包括適于米集患者體內(nèi)包含諸如感興趣區(qū)域(ROI)和感興趣點(diǎn)(POI)的感興趣對(duì)象(001)的圖像的一種或多種成像模態(tài)(modality) 102。成像模態(tài)102適當(dāng)?shù)匕ㄓ?jì)算機(jī)斷層攝影(CT)掃描器。然而，成像模態(tài)102能夠另外或備選地包括正電子發(fā)射斷層攝影(PET)掃描器、磁共振(MR)掃描器、單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層攝影(SPECT)掃描器等中的一種或多種。
[0023]從成像模態(tài)102采集的圖像通常為三維圖像。然而，也涵蓋二維圖像。三維圖像通常包括一堆下文被稱為切片的二維圖像。此外，從成像模態(tài)102采集的圖像儲(chǔ)存在圖像存儲(chǔ)器104中。通常，圖像存儲(chǔ)器104為中心記錄存儲(chǔ)系統(tǒng)。然而，也預(yù)期圖像存儲(chǔ)器104對(duì)于成像模態(tài)102來(lái)說(shuō)是本地的，或者是輻射治療系統(tǒng)100的另一部件。在圖像存儲(chǔ)器104遠(yuǎn)離成像模態(tài)102的情況下，成像模態(tài)102適當(dāng)?shù)亟?jīng)由諸如局域網(wǎng)(LAN)的通信網(wǎng)絡(luò)與其連接。
[0024]輻射治療系統(tǒng)100的規(guī)劃系統(tǒng)106接收針對(duì)每位患者的規(guī)劃圖像，并采用所述圖像生成和/或更新輻射治療處置計(jì)劃(RTP)和/或執(zhí)行RTP的處置后分析。規(guī)劃圖像是用于生成和/或更新RTP的圖像。通常，從圖像存儲(chǔ)器104和/或成像模態(tài)102采集圖像。然而，能夠從其他來(lái)源采集圖像。此外，通常經(jīng)由通信網(wǎng)絡(luò)電子地接收規(guī)劃圖像。然而，也預(yù)期接收規(guī)劃圖像的其他方式。適當(dāng)?shù)?，?guī)劃系統(tǒng)106提供典型的處置規(guī)劃功能，諸如手動(dòng)或自動(dòng)的分割工具、圖像融合工具、三維適形輻射治療(CRT)規(guī)劃工具、逆向調(diào)強(qiáng)輻射治療(IMRT)優(yōu)化工具、劑量計(jì)算工具等。
[0025]為了生成用于患者的RTP，規(guī)劃系統(tǒng)106接收輻射治療之前的一幅或多幅規(guī)劃圖像。規(guī)劃圖像適當(dāng)?shù)鼐劢乖诨颊叩囊M(jìn)行處置或觀察的一個(gè)或多個(gè)腫瘤或其他靶標(biāo)上。此外，規(guī)劃圖像適當(dāng)?shù)厥侨S的，并且包括多個(gè)切片(或二維圖像)。[0026]在接收規(guī)劃圖像時(shí)，圍繞腫瘤或其他靶標(biāo)以及一個(gè)或多個(gè)OAR或其他區(qū)域中的每個(gè)識(shí)別輪廓(或軌線)。輪廓描畫用于在腫瘤或其他靶標(biāo)與OAR或其他區(qū)域之間、以及在OAR與其他區(qū)域之間進(jìn)行勾勒。腫瘤醫(yī)師或其他臨床醫(yī)師適當(dāng)?shù)貓?zhí)行輪廓描畫。然而，也預(yù)期自動(dòng)和半自動(dòng)的方法。在臨床醫(yī)師執(zhí)行或推斷輪廓描畫的情況下，臨床醫(yī)師適當(dāng)?shù)夭捎靡粋€(gè)或多個(gè)用戶輸入裝置108，在經(jīng)由顯示器110呈現(xiàn)的圖形用戶界面上識(shí)別輪廓。例如，圖形用戶界面能夠顯示規(guī)劃圖像，并且允許臨床醫(yī)師使用用戶輸入裝置108在規(guī)劃圖像上畫出或標(biāo)記輪廓。通常，圍繞帶輪廓的區(qū)域自動(dòng)地添加一個(gè)或多個(gè)處置裕量，以說(shuō)明片段間和/或片段內(nèi)運(yùn)動(dòng)。如上文所提到的，這些處置裕量常規(guī)上是基于普通群體的處置裕量。
[0027]除了識(shí)別輪廓之外，為帶輪廓的區(qū)域定義輻射計(jì)劃參數(shù)。適當(dāng)?shù)?，臨床醫(yī)師或腫瘤醫(yī)師經(jīng)由圖形用戶界面定義輻射計(jì)劃參數(shù)。例如，臨床醫(yī)師使用用戶輸入裝置108定義輻射計(jì)劃參數(shù)。然而，正如輪廓描畫一樣，也預(yù)期自動(dòng)方式。輻射計(jì)劃參數(shù)通常包括要遞送至腫瘤或其他靶標(biāo)的最小劑量或目標(biāo)劑量、用于OAR或其他區(qū)域的最大允許劑量等。
[0028]輻射治療計(jì)劃參數(shù)，連同關(guān)于各種組織以及帶輪廓的腫瘤或其他靶標(biāo)以及帶輪廓的OAR或其他區(qū)域的輻射衰減或吸收特征的已知信息一起，用于生成RTP。如下文中論述的，RTP定義輻射射束輻照靶標(biāo)所沿的軌線、每條輻射射束軌線的輻射射束空間投影、沿每條軌線的輻射射束的強(qiáng)度、沿每條軌線輻照靶標(biāo)的持續(xù)時(shí)間等。在某些實(shí)施例中，優(yōu)化RTP用于特定類型的輻射治療，諸如體外射束輻射治療、質(zhì)子治療、消融治療和高強(qiáng)度聚焦超聲治療。
[0029]在每個(gè)輻射治療會(huì)話期間，確定遞送至腫瘤或其他靶標(biāo)以及OAR或其他區(qū)域的輻射的累計(jì)劑量。在治療會(huì)話進(jìn)行時(shí)，腫瘤或其他靶標(biāo)通常會(huì)收縮，并且OAR或其他區(qū)域通常會(huì)移動(dòng)，潛在地造成累計(jì)劑量計(jì)算和輪廓(或軌線)的誤差。RTP和向腫瘤或其他靶標(biāo)以及OAR或其他區(qū)域遞送的累計(jì)輻射劑量的整合假定腫瘤或其他靶標(biāo)以及OAR或其他區(qū)域的位置和尺寸依然與RTP所依據(jù)的圖像中的一樣。如果這些位置或尺寸發(fā)生變化，累計(jì)輻射劑量將不準(zhǔn)確。因此，為了保持準(zhǔn)確性，周期性地更新RTP。盡管通常在各處置片段之間更新RTP,也預(yù)期在處置片段期間更新RTP。
[0030]為了針對(duì)患者更新RTP，規(guī)劃系統(tǒng)106通常接收一幅或多幅新的規(guī)劃圖像。例如，規(guī)劃系統(tǒng)106在每個(gè)或預(yù)定數(shù)量的輻射治療會(huì)話(或片段)之后接收規(guī)劃圖像。如上所述，規(guī)劃圖像適當(dāng)?shù)鼐劢乖诨颊叩囊粋€(gè)或多個(gè)腫瘤或其他靶標(biāo)上。在接收新的規(guī)劃圖像時(shí)，或者在接收預(yù)定數(shù)量的新的規(guī)劃圖像時(shí)，通常通過(guò)將新的規(guī)劃圖像與用于生成RTP和/或之前片段的規(guī)劃圖像進(jìn)行比較來(lái)更新RTP的輪廓(或軌線)和/或劑量。另外或備選地，在某些實(shí)施例中，使用規(guī)劃系統(tǒng)106的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112、劑量測(cè)定分析模塊114和處置裕量模塊116來(lái)為患者定制RTP的處置裕量。如在本文中所使用的，為患者定制劑量分布被解釋成為患者定制處置裕量的形式。
[0031]運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112基于在片段期間和/或各片段之間收集的患者的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算在RTP的一個(gè)或多個(gè)片段期間向患者實(shí)際遞送的劑量(以下稱為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?。處置裕量模塊例如從規(guī)劃系統(tǒng)106接收RTP。運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器118生成指示，相對(duì)于之前片段和/或RTP而言，腫瘤或其他靶標(biāo)和/或OAR或其他區(qū)域的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。就此而言，通常在生成之前片段和/或RTP所采用的規(guī)劃圖像的坐標(biāo)系中定義運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0032]通常，從用于腫瘤或其他靶標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)替代物(以下稱為靶標(biāo)替代物)接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。例如，從設(shè)置在患者體內(nèi)不同位置處的三個(gè)靶標(biāo)替代物接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，靶標(biāo)替代物是緊密鄰近靶標(biāo)而設(shè)置的RF應(yīng)答器。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器118包括在多個(gè)周圍位置的每個(gè) 位置處的無(wú)線電接收器，其監(jiān)測(cè)來(lái)自應(yīng)答器的針對(duì)相移或位移的其他指示的信號(hào)，并且對(duì)每個(gè)應(yīng)答器的位置做三角測(cè)量。根據(jù)在最近的規(guī)劃圖像中指示的應(yīng)答器與靶標(biāo)之間的空間關(guān)系，確定靶標(biāo)的位移或形狀的變化。在其他實(shí)施例中，靶標(biāo)替代物是植入患者的基準(zhǔn)標(biāo)記物。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器118包括成像裝置，諸如投影X射線成像、磁共振成像(MRI )、CT成像等，例如以熒光透視模式運(yùn)行。通過(guò)分析熒光透視圖像來(lái)確定基準(zhǔn)物的位移。在某些實(shí)施例中，不采用靶標(biāo)替代物。而是，采用基于圖像的運(yùn)動(dòng)跟蹤來(lái)接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器118包括如上所述的成像裝置，其便于使用例如輪廓或解剖結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)時(shí)地對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行基于圖像的運(yùn)動(dòng)跟蹤。
[0033]在諸如計(jì)時(shí)器事件等事件發(fā)生時(shí)，能夠根據(jù)需求連續(xù)地接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，除此以外，通常在輻射治療期間諸如以IOHz的頻率周期性地接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。在連續(xù)地接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的情況下，基于應(yīng)用于離散塊的時(shí)間和趨勢(shì)算法，諸如最小值、中間值、最大值、平均值等，適當(dāng)?shù)貙⑵浞譃殡x散塊。
[0034]參考圖2,提供了經(jīng)受利用福射治療系統(tǒng)100的福射治療的患者120的徂例?；颊?20具有腫瘤或其他靶標(biāo)122，接近所述腫瘤或其他靶標(biāo)122植入或附著三個(gè)靶標(biāo)替代物124，諸如應(yīng)答器或基準(zhǔn)標(biāo)記物。靶標(biāo)替代物124在患者120經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)處置片段的同時(shí)為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112提供運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
[0035]返回參考圖1，在收集運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的同時(shí)或者之后，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112計(jì)算運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植肌Ｔ谀承?shí)施例中，這包括針對(duì)收集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的每個(gè)時(shí)間步驟(或樣本)，估計(jì)相對(duì)于最近的規(guī)劃圖像靶標(biāo)替代物的剛性運(yùn)動(dòng)，所述最近規(guī)劃圖像用于生成針對(duì)與所述時(shí)間步驟相關(guān)聯(lián)的片段的RTP。例如，在兩個(gè)處置片段的過(guò)程中收集針對(duì)三個(gè)靶標(biāo)替代物的假設(shè)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。確定相對(duì)于用于第一片段的最近規(guī)劃圖像的針對(duì)靶標(biāo)和表皮組織的運(yùn)動(dòng)估計(jì)。所述運(yùn)動(dòng)估計(jì)顯示靶標(biāo)移動(dòng)的位置范圍和靶標(biāo)位于每個(gè)位置上的頻率。剛性運(yùn)動(dòng)分量包括平移和旋轉(zhuǎn)。也能夠采用非剛性運(yùn)動(dòng)。[0036]在確定運(yùn)動(dòng)估計(jì)之后，確定在片段的至少一部分期間用于腫瘤或其他靶標(biāo)的累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式。然而，通常針對(duì)片段確定累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式。例如，基于運(yùn)動(dòng)估計(jì)，為腫瘤或其他靶標(biāo)中的每個(gè)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)概率密度函數(shù)(PDF)。通過(guò)應(yīng)用與腫瘤或其他靶標(biāo)相關(guān)聯(lián)的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和對(duì)腫瘤或其他靶標(biāo)的處置片段中的每個(gè)來(lái)創(chuàng)建PDF或衰變模型，以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)奈恢?，例如，靶?biāo)位于給定位置的概率。將腫瘤或其他靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)累計(jì)到HF，以確定在片段期間腫瘤或其他靶標(biāo)的累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式。在處置片段期間收集的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)樣本越多，PDF越準(zhǔn)確。運(yùn)動(dòng)估計(jì)在腫瘤或其他靶標(biāo)上的應(yīng)用顯示在利用處置射束輻照期間靶標(biāo)全部或者部分地位于處置射束之外的一部分時(shí)間，以及這部分時(shí)間的長(zhǎng)度。
[0037]對(duì)于每個(gè)HF，將對(duì)應(yīng)于HF的規(guī)劃的劑量分布與PDF進(jìn)行卷積，以確定對(duì)應(yīng)于PDF的(一個(gè)或多個(gè))片段的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植肌?duì)應(yīng)于HF的規(guī)劃的劑量分布是在HF的(一個(gè)或多個(gè))處置片段期間針對(duì)PDF的腫瘤或其他靶標(biāo)想要的劑量分布。能夠累計(jì)用于腫瘤或其他靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝?，直到片段的一部?子集)、一個(gè)片段、或片段的子集的結(jié)束。
[0038]初始計(jì)劃劑量計(jì)算通常假設(shè)靶標(biāo)在處置片段期間是靜止的。由于運(yùn)動(dòng)，靶標(biāo)可能并不實(shí)際接收所計(jì)算的劑量。例如，如果運(yùn)動(dòng)使靶標(biāo)在10%的時(shí)間中完全處于處置射束之外，則計(jì)算的累計(jì)劑量將比實(shí)際接收的劑量高約10%。PDF或其他運(yùn)動(dòng)模型將更可能顯示靶標(biāo)的所述部分在百分之多少的時(shí)間中位于射束之外。通過(guò)應(yīng)用roF，在統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上確定實(shí)際遞送的劑量。之后，能夠基于之前遞送的實(shí)際劑量來(lái)計(jì)劃后續(xù)片段。
[0039]能夠以多種方式調(diào)整后續(xù)片段。例如，能夠在適當(dāng)方向上增大治療射束的橫截面，使得對(duì)于至少在預(yù)選片段的時(shí)間中，靶標(biāo)依然在處置中。另一方面，如果靶標(biāo)不離開(kāi)治療射束，PDF或其他運(yùn)動(dòng)模型將顯示射束的橫截面是否減小以及在哪個(gè)方向上減小。在正?；颊咧?，治療射束的橫截面比靜止靶標(biāo)的理論橫截面大20%-30%。如果當(dāng)前患者移動(dòng)小于平均值，橫截面會(huì)減小，例如，僅有掃描的10%-15%。如果患者移動(dòng)大于平均值，橫截面會(huì)相應(yīng)增大。
[0040]在每個(gè)片段期間，治療射束沿多條軌線輻照患者。針對(duì)每條軌線確定HF，并且對(duì)于每條軌線，能夠獨(dú)立地對(duì)射束橫截面進(jìn)行調(diào)整。用于片段的另一 RTP調(diào)整能夠包括軌線的變化或沿每條軌線的輻照量的變化。
[0041]劑量測(cè)定分析模塊114定性地或定量地比較腫瘤或其他靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c對(duì)應(yīng)的規(guī)劃的劑量分布。通常，但不必然地，從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112接收運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?。在某些?shí)施例中，如果檢測(cè)到來(lái)自規(guī)劃的劑量分布的顯著劑量測(cè)定偏差，使用成像設(shè)備102執(zhí)行成像，作為對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植嫉默F(xiàn)實(shí)檢查。
[0042]為了定性地比較腫瘤或其他靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己鸵?guī)劃的劑量分布經(jīng)由顯示器110圖形地顯示在提供給腫瘤醫(yī)師或其他臨床醫(yī)師的圖形用戶界面上。在某些實(shí)施例中，鄰近彼此地顯示劑量分布，諸如并排地顯示。在其他實(shí)施例中，以不同的透明度彼此疊加地顯示劑量分布。適當(dāng)?shù)?，采用色彩?lái)識(shí)別劑量強(qiáng)度。例如，采用梯度來(lái)識(shí)別相對(duì)強(qiáng)度，其中，色彩越深，強(qiáng)度越大。此外，能夠在其上疊加輪廓(或軌線)。使用用戶輸入裝置108，臨床醫(yī)師能夠在任意維度(例如，橫向、矢狀、冠狀、斜面等)上順序地通過(guò)切片行進(jìn)，并觀察針對(duì)切片所得到的二維劑量分布。也預(yù)期橫貫一條或多條治療射束軌線的切片或投影。有利地，這能夠幫助識(shí)別在劑量及其空間位置上明顯的和/或大范圍的差異。換言之，這能夠幫助識(shí)別熱點(diǎn)和/或冷點(diǎn)。熱點(diǎn)是接收比預(yù)期更多輻射的區(qū)域，而冷點(diǎn)是接收比預(yù)期更少輻射的區(qū)域。在某些實(shí)施例中，定性比較還包括從用戶輸入裝置108接收比較數(shù)據(jù)，所述比較數(shù)據(jù)指示劑量分布之間的劑量測(cè)定差異，諸如劑量分布的相似性的程度、熱點(diǎn)和/或冷點(diǎn)的位置等。
[0043]參考圖3，提供了圖形用戶界面126的一個(gè)實(shí)施例。其中，規(guī)劃的劑量分布128與實(shí)際運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?30并排顯示。使用在其上疊加的靶標(biāo)的輪廓132在空間上呈現(xiàn)劑量分布128、130。如圖所示，規(guī)劃遞送最高劑量134的RTP實(shí)質(zhì)上超過(guò)所有靶標(biāo)輪廓132。然而，實(shí)際上遞送的劑量分布130顯示最高劑量134僅遞送到靶標(biāo)輪廓132的小部分。下一較低劑量136遞送到靶標(biāo)區(qū)域的大部分。此外，更低劑量138遞送到靠近靶輪廓132的右下沿和下沿。
[0044]為了定量地比較劑量分布，預(yù)期多種不同方法。在某些實(shí)施例中，計(jì)算規(guī)劃的劑量分布與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植贾g的差異。所述差異根據(jù)幅度、位置和程度中的至少一個(gè)來(lái)提供關(guān)于冷點(diǎn)(或熱點(diǎn))的存在的信息。例如，能夠向所述差異應(yīng)用閾值，以識(shí)別冷點(diǎn)和/或熱點(diǎn)。另外或備選地，在某些實(shí)施例中，比較兩個(gè)劑量分布的劑量體積直方圖(DVH)、最大劑量、平均劑量、最小劑量等中的一個(gè)或多個(gè)。另外或備選地，在某些實(shí)施例中，將運(yùn)動(dòng)的劑量測(cè)定影響量化為上述因素的加權(quán)組合，所述權(quán)重由腫瘤醫(yī)師或其他臨床醫(yī)師確定。
[0045]處置裕量模塊116通過(guò)對(duì)RTP的初始處置裕量的調(diào)整來(lái)生成患者特異性處置裕量。處置裕量模塊116從例如規(guī)劃系統(tǒng)106接收RTP。亦即，基于PDF或(一個(gè)或多個(gè))靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)的其他測(cè)量結(jié)果，增大或減小超出針對(duì)靜止靶標(biāo)的理論劑量部分的處置射束的裕量或橫截面。當(dāng)PDF顯示大量運(yùn)`動(dòng)或運(yùn)動(dòng)模式時(shí),其中,祀標(biāo)在運(yùn)動(dòng)的極限附近花費(fèi)大部分的時(shí)間，相對(duì)于正常部分增大了裕量和橫截面。相反地，如果靶標(biāo)移動(dòng)非常小，則能夠減小裕量和橫截面。此外，在某些方向上會(huì)增大裕量，而在其他方向上會(huì)減小裕量。針對(duì)在片段期間治療射束輻照靶標(biāo)所沿的每個(gè)軌線進(jìn)行相似的裕量調(diào)整計(jì)算。
[0046]此外，處置裕量模塊116通常從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112接收一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝俊Ｔ诖酥?，處置裕量模塊116適當(dāng)?shù)夭捎脛┝繙y(cè)定分析模塊114對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己鸵?guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較。然而，預(yù)期在無(wú)劑量測(cè)定分析模塊114的情況下，處置裕量模塊116將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較。
[0047]基于所述比較,相應(yīng)地修改RTP的處置裕量。在一個(gè)或多個(gè)冷點(diǎn)被認(rèn)為不可接受的情況下，能夠在相同切片和/或在相鄰切片上增大最靠近所述冷點(diǎn)的裕量。在一個(gè)或多個(gè)熱點(diǎn)被認(rèn)為不可接受的情況下，在相同切片和/或在相鄰切片上減小最靠近所述熱點(diǎn)的裕量。在劑量差異能忽略的情況下，能夠?qū)⒃Ａ空w減小臨床上確定的因數(shù)(factor)。在某些實(shí)施例中，臨床上確定的因數(shù)是百分比。預(yù)期腫瘤醫(yī)師使用輸入裝置108并且備選地使用顯示器110定義哪些是不能接受和/或哪些是能夠忽略的。在某些實(shí)施例中，使用例如規(guī)則引擎自動(dòng)地執(zhí)行對(duì)現(xiàn)有裕量的調(diào)整。然而，預(yù)期現(xiàn)有裕量由腫瘤醫(yī)師或其他臨床醫(yī)師手動(dòng)調(diào)整。
[0048]在手動(dòng)調(diào)整裕量的情況下，處置裕量模塊從用戶輸入裝置108接收調(diào)整數(shù)據(jù)。調(diào)整數(shù)據(jù)是指示哪些處置裕量要進(jìn)行調(diào)整以及如何對(duì)其進(jìn)行調(diào)整的數(shù)據(jù)。例如，調(diào)整數(shù)據(jù)能夠詳細(xì)說(shuō)明增大接近冷點(diǎn)的處置裕量。在某些實(shí)施例中，采用在顯示器110上顯示的圖形用戶界面，以便于對(duì)處置裕量的手動(dòng)修改。例如，能夠采用與劑量測(cè)定分析模塊所采用的圖形用戶界面相似的圖形用戶界面。
[0049]當(dāng)使用處置裕量模塊116生成患者特異性處置裕量時(shí)，能夠采用患者特異性處置裕量來(lái)保持RTP的處置會(huì)話。如果新的劑量分布顯現(xiàn)腫瘤或其他靶標(biāo)的覆蓋范圍減小或?qū)τ贠AR或其他區(qū)域的劑量增大，能夠重新估計(jì)裕量。就此而言，能夠使用處置裕量模塊116反復(fù)地生成患者特異性處置裕量，直到實(shí)現(xiàn)得到令人滿意的劑量分布的裕量。此外，使用例如成像模態(tài)102中的一種執(zhí)行劑量測(cè)定檢查來(lái)驗(yàn)證患者特異性處置裕量。
[0050]為了執(zhí)行對(duì)RTP的處置后分析，如上所述，在規(guī)劃系統(tǒng)106接收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和/或RTP已經(jīng)完成之后的一幅或多幅圖像。所述圖像適當(dāng)?shù)鼐劢乖诨颊叩囊粋€(gè)或多個(gè)腫瘤或其他靶標(biāo)上。在接收新的圖像和/或運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，采用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112、劑量測(cè)定分析模塊114和處置裕量模塊116中的至少一個(gè)來(lái)分析RTP。確定運(yùn)動(dòng)校正的累計(jì)劑量值。根據(jù)新的圖像、累計(jì)劑量、運(yùn)動(dòng)模型等來(lái)調(diào)整RTP。例如，能夠采用處置裕量模塊116生成患者特異性處置裕量。作為另一范例，能夠使用劑量測(cè)定分析模塊114來(lái)研究運(yùn)動(dòng)對(duì)RTP的影響。
[0051]規(guī)劃系統(tǒng)106適當(dāng)?shù)匕ㄒ粋€(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器140和一個(gè)或多個(gè)基于處理器的控制器142。存儲(chǔ)器140儲(chǔ)存用于控制基于處理器的控制器142的處理器的可執(zhí)行指令，以執(zhí)行規(guī)劃系統(tǒng)106的上述功能中的一項(xiàng)或多項(xiàng)。此外，在某些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112、劑量測(cè)定分析模塊114和處置裕量模塊116中的至少一個(gè)由儲(chǔ)存在例如存儲(chǔ)器140中的可執(zhí)行指令體現(xiàn)?；谔幚砥鞯目刂破?42執(zhí)行儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器140中的可執(zhí)行指令，以實(shí)現(xiàn)與規(guī)劃系統(tǒng)106相關(guān)聯(lián)的功能。在規(guī)劃系統(tǒng)106操作用于執(zhí)行從通信網(wǎng)絡(luò)中接收?qǐng)D像、通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)儲(chǔ)存RTP以及從通信網(wǎng)絡(luò)接`收運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下，規(guī)劃系統(tǒng)106還包括便于在所述基于處理器的控制器142與通信網(wǎng)絡(luò)之間通信的一個(gè)或多個(gè)通信單元 144ο
[0052]由規(guī)劃系統(tǒng)106生成和/或更新的RTP儲(chǔ)存在輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146中。通常，輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146為中央記錄存儲(chǔ)系統(tǒng)。然而，預(yù)期輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146對(duì)規(guī)劃系統(tǒng)106來(lái)說(shuō)是本地的，或者是輻射治療系統(tǒng)100的另一部件。在輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146遠(yuǎn)離規(guī)劃系統(tǒng)106的情況下，輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146適當(dāng)?shù)亟?jīng)由諸如局域網(wǎng)(LAN)的通信網(wǎng)絡(luò)與其連接。
[0053]在針對(duì)RTP的輻射治療會(huì)話或片段的安排的日期和時(shí)間時(shí)，采用輻射治療設(shè)備148向患者遞送治療輻射。所述輻射能夠包括X射線、質(zhì)子、聲音和適用于諸如體外射束輻射治療、質(zhì)子治療、消融治療和高強(qiáng)度聚焦超聲治療的輻射治療等。適當(dāng)?shù)?，輻射治療裝置148由輻射治療控制系統(tǒng)150根據(jù)儲(chǔ)存在輻射治療計(jì)劃存儲(chǔ)器146中的RTP來(lái)控制。例如，在圖示的實(shí)施例中，輻射治療遞送裝置148包括線性加速器(LINAC)，并且輻射治療控制系統(tǒng)150操作LINAC的其他輻射射束包絡(luò)成形設(shè)備或多葉準(zhǔn)直器(MLC)，以調(diào)制射束強(qiáng)度并且隨著線性加速器圍繞患者移動(dòng)或步進(jìn)來(lái)形成包絡(luò)，以便向受試者體內(nèi)遞送輻射劑量分布，其向靶特標(biāo)征提供所需的集成輻射劑量，同時(shí)根據(jù)RTP適當(dāng)?shù)叵拗苹蚣s束敏感關(guān)鍵特征的
福射暴露。
[0054]盡管共同描述了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量模塊112、劑量測(cè)定分析模塊114和處置裕量模塊116，應(yīng)當(dāng)理解，能夠獨(dú)立地采用模塊112、114、116。此外，應(yīng)當(dāng)理解，模塊112、114、116具有比輻射治療系統(tǒng)更廣泛的適用性。亦即，模塊112、114、116能夠用于除輻射療法之外的目的。
[0055]參考圖4，提供了由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行用于生成患者特異性處置裕量的方法400的方框圖。在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中生成或接收402用于輻照靶標(biāo)的輻射處置計(jì)劃(RTP)。RTP包括圍繞靶標(biāo)的一個(gè)或多個(gè)處置裕量以及用于靶標(biāo)的規(guī)劃的劑量分布。在處置片段的至少一個(gè)期間，諸如從一個(gè)或多個(gè)靶標(biāo)替代物接收404運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括至少在三個(gè)維度上靶向的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)或分布。
[0056]使用運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和規(guī)劃的劑量分布來(lái)計(jì)算406針對(duì)靶標(biāo)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?。在某些?shí)施例中，計(jì)算406包括估計(jì)408與用于生成樣本的處置片段的規(guī)劃圖像有關(guān)的靶標(biāo)替代物的運(yùn)動(dòng)。此后，針對(duì)至少一個(gè)處置片段中的每個(gè)，使用處置片段的運(yùn)動(dòng)估計(jì)來(lái)生成410針對(duì)靶標(biāo)的概率密度函數(shù)(PDF)。每個(gè)PDF表示在對(duì)應(yīng)的處置片段期間靶標(biāo)的累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式。最終，從PDF生成412運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?。適當(dāng)?shù)?，針?duì)每個(gè)HF，這包括將對(duì)應(yīng)于使用輻射治療射束輻照的具有RTP中列舉的裕量的靜止靶標(biāo)的規(guī)劃的劑量分布與PDF進(jìn)行卷積，以確定針對(duì)處置片段的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償劑量，即，由于運(yùn)動(dòng)實(shí)際遞送的劑量。例如，在與每條治療射束軌線正交的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的組分能夠用于生成2D HF，其用于確定運(yùn)動(dòng)如何影響沿射束軌線遞送的劑量。認(rèn)識(shí)到運(yùn)動(dòng)不會(huì)影響所有的射束軌線，同樣使得在片段的所有軌線或線性位置上的累計(jì)劑量的計(jì)算更加準(zhǔn)確。
[0057]—旦計(jì)算了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植迹瑢⑵渑c規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較414。在某些實(shí)施例中，所述比較是定性的，并且通過(guò)并排顯示運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己鸵?guī)劃的劑量分布來(lái)完成。在這樣的實(shí)施例中，適當(dāng)?shù)亟邮諄?lái)自用戶輸入裝置108的比較數(shù)據(jù)，指示劑量分布之間的劑量測(cè)定差異。在其他實(shí)施例中，所述比較是定量的。在這樣的實(shí)施例中，預(yù)期計(jì)算運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布之間的差異。另外或備選地，預(yù)期計(jì)算針對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己鸵?guī)劃的劑量分布中的每個(gè)的劑量體積直方圖(DVH)、最大劑量、平均劑量和最小劑量中的至少一個(gè)。另外或備選地，預(yù)期通過(guò)針對(duì)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己?或規(guī)劃的劑量分布的最大劑量、平均劑量和最小劑量中的至少一個(gè)的加權(quán)組合，來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)對(duì)RTP的劑量測(cè)定影響?？紤]到實(shí)際上向RTP中的這一點(diǎn)遞送的累計(jì)劑量，對(duì)于剩余的片段重新計(jì)算RTP，以便在處置的結(jié)束前遞送全部規(guī)劃的劑量。
[0058]為了重新計(jì)算RTP，基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整416處置裕量。適當(dāng)?shù)?，這包括識(shí)別418運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c規(guī)劃的劑量分布之間的冷點(diǎn)和/或熱點(diǎn)。在此之后，例如通過(guò)沿一條或多條治療射束軌線調(diào)整準(zhǔn)直器設(shè)置，來(lái)增大420處置裕量中的最靠近冷點(diǎn)的至少一個(gè)，并減小422處置裕量中的最靠近熱點(diǎn)的至少一個(gè)。此外，如果劑量分布之間的差異能忽略，減小424至少一個(gè)處置裕量。
[0059]如在本文中所使用的，存儲(chǔ)器包括一個(gè)或多個(gè)非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)；磁盤或其他磁存儲(chǔ)介質(zhì)；光盤或其他光存儲(chǔ)介質(zhì)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(R0M)，或其他電子存儲(chǔ)裝置或芯片或有效地彼此連接的芯片的集合；因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器，經(jīng)由因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)可以從所述因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器檢索存儲(chǔ)的指令；等等。此外，如在本文中所使用的，基于處理器的控制器包括微處理器、微控制器、圖形處理單元(GPU)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等中的一個(gè)或多個(gè)；用戶輸入裝置包括鼠標(biāo)、鍵盤、觸屏顯示器、一個(gè)或多個(gè)按鈕、一個(gè)或多個(gè)開(kāi)關(guān)、一個(gè)或多個(gè)觸發(fā)器等的一個(gè)或多個(gè)；并且顯示器包括IXD顯示器、LED顯示器、等離子體顯示器、投影顯示器、觸屏顯示器等中的一個(gè)或多個(gè)。
[0060] 已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明。在閱讀和理解以上【具體實(shí)施方式】的情況下對(duì)于其他人可能想到修改或變型。本文意圖將本發(fā)明解釋為包括所有這種修改和變型，只要它們落入權(quán)利要求及其等效物的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于生成患者特異性處置裕量的處置規(guī)劃系統(tǒng)(106)，所述系統(tǒng)(106)包括: 一個(gè)或多個(gè)處理器(142)，其被編程為: 在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中接收用于輻照靶標(biāo)(122)的輻射處置計(jì)劃(RTP)，所述RTP包括圍繞所述靶標(biāo)(122)的一個(gè)或多個(gè)處置裕量和要遞送至所述靶標(biāo)(122)的規(guī)劃的劑量分布； 接收針對(duì)所述RTP的所述治療片段中的至少之一的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 使用所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算針對(duì)所述靶標(biāo)(122)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?，以基于所接收的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整所述規(guī)劃的劑量分布； 將所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布進(jìn)行比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)(106)，其中，所述處理器(142)還用于基于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整所述處置裕量，所述調(diào)整包括: 識(shí)別所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的冷點(diǎn)和/或熱點(diǎn)； 響應(yīng)于識(shí)別冷點(diǎn)，增大所述處置裕量中的最靠近所述冷點(diǎn)的至少之一； 響應(yīng)于識(shí)別熱點(diǎn)， 減小所述處置裕量中的最靠近所述熱點(diǎn)的至少之一；以及響應(yīng)于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的能忽略的劑量差異，減小所述處置裕量中的至少之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)(106)，其中，在一個(gè)或多個(gè)處置片段之后執(zhí)行所述調(diào)MiF.0
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，其中，在片段期間執(zhí)行所述調(diào)難iF.0
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，其中，所述計(jì)算包括: 從所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)概率密度函數(shù)(PDF)，所述TOF中的每者表示在處置片段期間所述靶標(biāo)(122)的累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，其中，所述計(jì)算還包括: 將規(guī)劃的劑量分布與所述PDF進(jìn)行卷積，以確定指示向所述靶標(biāo)實(shí)際遞送的劑量的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝俊?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，還包括: 顯示器(110)； 其中，所述比較包括如下中的至少一項(xiàng): 在所述顯示器(110)上顯示接近所述規(guī)劃的劑量分布的所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?；以? 顯示在所述規(guī)劃的劑量分布上疊加的所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植肌?br> 8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，其中，所述比較包括: 計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的差異；和/或 計(jì)算針對(duì)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己退鲆?guī)劃的劑量分布中的每者的劑量體積直方圖(DVH)、最大劑量、平均劑量和最小劑量中的至少之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中的任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)(106)，其中，針對(duì)體外射束輻射治療、質(zhì)子治療、消融治療和高強(qiáng)度聚焦超聲治療中之一來(lái)優(yōu)化所述RTP。
10.一種福射治療系統(tǒng)(100)，所述系統(tǒng)包括: 一種或多種成像模態(tài)(102)，其獲得一幅或多幅規(guī)劃圖像； 根據(jù)權(quán)利要求1-9中的任一項(xiàng)所述的規(guī)劃系統(tǒng)(106)，所述規(guī)劃系統(tǒng)從所述規(guī)劃圖像生成輻射處置計(jì)劃(RTP)，用于在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中輻照靶標(biāo)(122)，所述RTP包括圍繞所述靶標(biāo)(122)的一個(gè)或多個(gè)處置裕量和針對(duì)所述靶標(biāo)(122)的規(guī)劃的劑量分布，并且所述規(guī)劃系統(tǒng)從所述RTP生成患者特異性處置裕量； 輻射治療設(shè)備(148)，其用于根據(jù)所述RTP遞送輻射治療；以及 運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器(118)，其從所述靶標(biāo)(122)的靶標(biāo)替代物(124)生成運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。
11.一種用于生成患者特異性處置裕量的方法(400)，所述方法(400)包括: 接收(402)用于在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中輻照靶標(biāo)(122)的輻射處置計(jì)劃(RTP)，所述RTP包括圍繞所述靶標(biāo)(122)的一個(gè)或多個(gè)處置裕量以及針對(duì)所述靶標(biāo)(122)的規(guī)劃的劑量分布； 接收(404)針對(duì)所述RTP的所述治療片段中的至少之一的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 使用所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算(406)針對(duì)所述靶標(biāo)(122)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?，以基于所接收的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)來(lái)調(diào)整所述規(guī)劃的劑量分布；以及， 比較(414)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法(400)，還包括: 基于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?與所述規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整(416)所述處置裕量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法(400)，其中，所述調(diào)整(416)包括: 識(shí)別(418)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的冷點(diǎn)和/或熱點(diǎn)； 響應(yīng)于識(shí)別冷點(diǎn)，增大(420)所述處置裕量中的最靠近所述冷點(diǎn)的至少之一； 響應(yīng)于識(shí)別熱點(diǎn)，減小(422)所述處置裕量中的最靠近所述熱點(diǎn)的至少之一； 響應(yīng)于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的能忽略的劑量差異，減小(424 )所述處置裕量中的至少之一。
14.根據(jù)權(quán)利要求11-13中的任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，所述計(jì)算(406)包括: 從所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)創(chuàng)建(410)—個(gè)或多個(gè)概率密度函數(shù)(PDF)，所述PDF中的每者表示在處置片段期間所述靶標(biāo)(122)的累計(jì)運(yùn)動(dòng)模式；以及 將規(guī)劃的劑量分布與所述PDF進(jìn)行卷積，以確定指示向所述靶標(biāo)實(shí)際遞送的劑量的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝俊?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法(400)，其中，所述計(jì)算(406)還包括: 累計(jì)所述處置片段中的至少之一的所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝俊?br> 16.根據(jù)權(quán)利要求11-15中的任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，所述比較(408)包括如下中的至少之一: 顯示接近所述規(guī)劃的劑量分布的所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植迹? 顯示疊加在所述規(guī)劃的劑量分布上的所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植?；以? 計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的差異。
17.根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項(xiàng)所述的方法(400)，其中，所述比較(414)包括如下中的至少一項(xiàng):計(jì)算針對(duì)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己退鲆?guī)劃的劑量分布中的每者的劑量體積直方圖(DVH)、最大劑量、平均劑量和最小劑量中的至少之一；以及 通過(guò)針對(duì)所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植己?或所述規(guī)劃的劑量分布的最大劑量、平均劑量和最小劑量中的至少之一的加權(quán)組合來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)對(duì)所述RTP的劑量測(cè)定影響。
18.一種福射治療系統(tǒng)(100)，包括: 輻射治療設(shè)備(148)，其用于根據(jù)RTP遞送輻射治療； 運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)器(118)，其從靶標(biāo)(122)的靶標(biāo)替代物(124)生成運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；以及一個(gè)或多個(gè)處理器(142)，其被編程為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項(xiàng)所述的方法(400)。
19.一種計(jì)算機(jī)介質(zhì)(140)，其承載控制一個(gè)或多個(gè)處理器(142)以執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求11-16中的任一項(xiàng)所述的方法(400)的軟件。
20.一種用于福照患者的福射治療系統(tǒng)(100),所述系統(tǒng)(106)包括: 一個(gè)或多個(gè)處理器(142)，其被編程為: 在一個(gè)或多個(gè)處置片段的過(guò)程中生成用于輻照靶標(biāo)(122)的輻射處置計(jì)劃(RTP)，所述RTP包括要遞送至所述靶標(biāo)(122)的規(guī)劃的劑量分布； 接收所述RTP的所述處置片段中的至少之一的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)； 使用所述運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算所述靶標(biāo)(122)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植迹? 基于所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膭┝糠植寂c所述規(guī)劃的劑量分布之間的劑量測(cè)定差異來(lái)調(diào)整所述規(guī)劃的劑量分布；以及` 使用經(jīng)調(diào)整的規(guī)劃的劑量分布來(lái)輻照所述患者。
【文檔編號(hào)】A61N5/10GK103687649SQ201280013292
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月15日
【發(fā)明者】S·巴拉特, K·A·布茲杜澤克, P·J·帕里克, C·E·諾埃爾 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司, 圣路易斯華盛頓大學(xué)