專(zhuān)利名稱(chēng)：用于處理與放射療法治療計(jì)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于處理與放射療法治療計(jì)劃相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng) 相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求2005年7月22日遞交的名稱(chēng)為"SYSTEM AND METHOD FOR FEEDBACK GUIDED QUALITY ASSURANCE AND ADAPTATIONS TO RADIATION THERAPY TREATMENT"的美國(guó)臨 時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/701,580、以及2005年10月14日遞交的名稱(chēng)為 "METHOD AND INTERFACE FOR ADAPTIVE RADIATION THERAPY"的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 60/726,548的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi) 容通過(guò)引用結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
過(guò)去幾十年來(lái)，計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)方面、放射療法治療計(jì)劃軟件以及 醫(yī)學(xué)成像器械(CT、 MRI、 US和PET)的改進(jìn)已被結(jié)合到放射療法實(shí) 踐中。這些改進(jìn)己導(dǎo)致圖像引導(dǎo)放射療法("IGRT")的發(fā)展。IGRT 是這樣的放射療法，該放射療法使用患者的內(nèi)部解剖結(jié)構(gòu)的橫截面圖 像，以更好地將放射劑量瞄準(zhǔn)腫瘤，同時(shí)減少對(duì)健康器官的放射暴露。 實(shí)施給腫瘤的放射劑量用調(diào)強(qiáng)放射療法("IMRT")控制，其包括改 變放射束的尺寸、形狀和強(qiáng)度以與患者的腫瘤的尺寸、形狀和位置保 持一致。IGRT和IMRT導(dǎo)致改進(jìn)的腫瘤的控制，同時(shí)減少了由腫瘤周 圍的健康組織的放射引起的急劇副作用的可能性。IMRT在多個(gè)國(guó)家中正在成為醫(yī)療的標(biāo)準(zhǔn)。然而，在許多情形中， 由于時(shí)間、資源和付款限制而無(wú)法使用IMRT來(lái)治療患者。患者的日 常圖像能夠用于保證由IMRT計(jì)劃生成的高梯度位于用于患者治療的 正確位置上。同樣，這些圖像能夠提供必要的信息，以如果需要?jiǎng)t在 線或離線修改計(jì)劃。在放射療法的領(lǐng)域中眾所周知的是，存在能夠在患者的治療期間 發(fā)生的不確定性和變化的許多來(lái)源。這些來(lái)源中的一些表示隨機(jī)誤差， 諸如患者每天的擺位位置的小差別。其它來(lái)源可歸因于生理變化，如 果在治療期間患者的腫瘤退化或者患者體重減輕，則這可能發(fā)生。第 三種可能的類(lèi)別與運(yùn)動(dòng)有關(guān)。運(yùn)動(dòng)可能與其它類(lèi)別中的任一種疊加， 因?yàn)橐恍┻\(yùn)動(dòng)可能更加隨機(jī)和不可預(yù)測(cè)，諸如患者咳嗽或放屁，而其 它運(yùn)動(dòng)有時(shí)則能夠更加規(guī)則，諸如呼吸運(yùn)動(dòng)。發(fā)明內(nèi)容在放射療法中，不確定性能夠影響患者治療的質(zhì)量。例如，當(dāng)向 耙區(qū)域?qū)嵤┲委焺┝繒r(shí)，標(biāo)準(zhǔn)慣例是也治療靶周?chē)母邉┝?邊緣" 區(qū)域。這幫助確保即使在治療過(guò)程期間乃至在單次照射期間靶的位置 改變靶也能接收期望的劑量。靶的位置越不明確，典型地需要使用的 邊緣越大。適應(yīng)性放射療法一般指的是在放射療法治療的過(guò)程期間使用反饋 以改善未來(lái)治療的概念。反饋能夠用于離線適應(yīng)性療法過(guò)程和在線適 應(yīng)性療法過(guò)程。當(dāng)患者沒(méi)有正在被治療時(shí)，諸如在兩次治療中間，離 線適應(yīng)性治療過(guò)程發(fā)生。在這個(gè)的一個(gè)版本中，在每次照射期間，在 每次照射之前或之后獲得患者的新的CT圖像。在從前幾次治療獲得圖 像之后，圖像被評(píng)估以確定靶結(jié)構(gòu)的多天位置的有效包絡(luò)。新的計(jì)劃 然后能夠被提出以更好地反映靶結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)的范圍，而不是使用運(yùn)動(dòng) 的規(guī)范假設(shè)。離線適應(yīng)性療法的更復(fù)雜版本是在每次照射之后重新計(jì) 算實(shí)施的劑量并累積這些劑量，在這個(gè)累積期間潛在地利用變形技術(shù) 以說(shuō)明內(nèi)部運(yùn)動(dòng)。累積的劑量然后能夠與計(jì)劃的劑量相比較，并且如 果注意到有任何差異，則隨后的照射次能夠被修改以說(shuō)明這些變化。當(dāng)患者在治療室中時(shí)，以及潛在地但不是必要需地在治療實(shí)施期 間，在線適應(yīng)性療法過(guò)程典型地發(fā)生。例如， 一些放射療法治療系統(tǒng)裝備有成像系統(tǒng)，諸如在線CT和x射線系統(tǒng)。在治療之前能夠使用這些系統(tǒng)，以便為了治療實(shí)施而驗(yàn)證或調(diào)節(jié)患者的擺位。成像系統(tǒng)也可 以用于在實(shí)際治療實(shí)施期間修改治療。例如，成像系統(tǒng)潛在地能夠與 治療同時(shí)使用，以便修改治療實(shí)施以反映患者解剖結(jié)構(gòu)的變化。本發(fā)明的一個(gè)方面是披露用于應(yīng)用適應(yīng)性療法技術(shù)的新機(jī)會(huì)，而 另外的方面是展現(xiàn)用于適應(yīng)性療法的新穎方法。具體地，適應(yīng)性療法 已典型地集中在反饋上以修改患者的治療，但本發(fā)明集中在用于質(zhì)量 保證環(huán)境中的適應(yīng)性療法過(guò)程。這在全系統(tǒng)驗(yàn)證的環(huán)境中尤其真實(shí)。例如，檢測(cè)器能夠用于收集指示多少治療束已穿過(guò)患者的信息， 由此能夠確定治療輸出的量值以及用于實(shí)施的任何放射樣式。這個(gè)實(shí) 施驗(yàn)證過(guò)程的益處在于，它使得操作者能夠檢測(cè)機(jī)器實(shí)施的出錯(cuò)，諸 如不正確的葉樣式或機(jī)器輸出。然而，驗(yàn)證機(jī)器正在正確運(yùn)行自身并不確保治療計(jì)劃的正確實(shí)施， 因?yàn)檫€需要驗(yàn)證用于編程機(jī)器的外部輸入是有效和一致的。這樣一來(lái)， 本發(fā)明的一個(gè)方面就包括用于整個(gè)治療過(guò)程的改進(jìn)質(zhì)量保證的適應(yīng)性 類(lèi)型的反饋環(huán)的更廣泛的概念。在這個(gè)方面，本發(fā)明包括以下步驟 定位用于治療的患者，并且使用用于圖像引導(dǎo)的方法以確定患者的位 置；基于圖像引導(dǎo)按照需要重新定位患者用于治療；以及開(kāi)始治療。 然后，在治療期間或之后，重新計(jì)算患者的劑量并結(jié)合在治療之前或 期間已收集的患者圖像信息。在完成這些步驟之后，質(zhì)量保證數(shù)據(jù)被 收集以分析實(shí)施不只如計(jì)劃那樣執(zhí)行的程度，而且驗(yàn)證計(jì)劃的實(shí)施在 新近可得的數(shù)據(jù)的環(huán)境中是合理的。在這點(diǎn)上，反饋的概念不再用于 指示在患者或?qū)嵤┑淖兓幕A(chǔ)上的治療的變化，而是驗(yàn)證最初實(shí)施 自身。作為例子，可能的是，可以為患者提出治療計(jì)劃，但是諸如通過(guò) 應(yīng)用不正確的密度校準(zhǔn)，用于計(jì)劃的圖像變壞。在這種情況下，治療 計(jì)劃將會(huì)基于不正確的信息，并且可能不向患者實(shí)施正確的劑量。然而，許多質(zhì)量保證技術(shù)不會(huì)檢測(cè)這種錯(cuò)誤，因?yàn)樗鼈儗z驗(yàn)機(jī)器像指 示那樣操作，而不是檢查對(duì)機(jī)器的指令是否基于正確的輸入信息。同 樣地， 一些適應(yīng)性療法技術(shù)能夠應(yīng)用于這種實(shí)施，但是如果這個(gè)例子 的校準(zhǔn)問(wèn)題持續(xù)，那么修改后的治療將遭受類(lèi)似的缺陷。存在若干過(guò)程，其能夠用于擴(kuò)展反饋用于質(zhì)量保證目的的用途。 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，這個(gè)過(guò)程將包括以上描述的實(shí)施檢驗(yàn)技術(shù)。 這些方法提供的機(jī)器性能的驗(yàn)證是總體系統(tǒng)質(zhì)量保證工具箱的有價(jià)值 的部件。此外，實(shí)施檢驗(yàn)過(guò)程能夠被擴(kuò)展以分析其它系統(tǒng)錯(cuò)誤，諸如 基于具有截?cái)嘁晥?chǎng)的圖像的實(shí)施。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)地處理與放射療法治療 計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法。該方法包括以下行為獲得患者的圖像數(shù)據(jù)； 至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)，生成用于患者的治療計(jì)劃，該治療計(jì)劃包括將要向患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；獲得基本上在治療位置中的患 者的在線圖像；向患者實(shí)施計(jì)算的放射劑量的至少一部分以及自動(dòng) 地重新計(jì)算患者所接收的放射劑量。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)地處理與放射療法治 療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法。該方法包括以下行為獲得患者的圖像數(shù) 據(jù)；至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)，生成用于患者的治療計(jì)劃，該治療計(jì) 劃包括將要向患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；輸入與放射療法治療有關(guān) 的新的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)不包括在治療計(jì)劃內(nèi)；向患者實(shí)施計(jì)算的放射劑 量的至少一部分；以及自動(dòng)地重新計(jì)算患者所接收的放射劑量。在還有另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種用于自動(dòng)地處理與放 射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括放射療法治療裝置和 軟件程序。放射療法治療計(jì)劃包括計(jì)算機(jī)處理器，放射療法治療裝置 可用于根據(jù)治療計(jì)劃向患者實(shí)施放射。軟件程序存儲(chǔ)在可由計(jì)算機(jī)處 理器訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，并且可用于獲得患者的圖像數(shù)據(jù)；至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)生成用于患者的治療計(jì)劃，該治療計(jì)劃包括 將要向患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；獲得基本上在治療位置中的患者 的在線圖像；向患者實(shí)施計(jì)算的放射劑量的至少一部分；以及自動(dòng)地 重新計(jì)算患者接收的放射劑量。通過(guò)考慮詳細(xì)的描述和附圖，本發(fā)明的其它方面將會(huì)變得明顯。


圖1是放射療法治療系統(tǒng)的透視圖。圖2是能夠在圖1中圖示的放射療法治療系統(tǒng)中使用的多葉準(zhǔn)直儀的透視圖。圖3是圖1的放射療法治療系統(tǒng)的示意圖。圖4是放射療法治療系統(tǒng)中使用的軟件程序的示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法的流程圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在詳細(xì)解釋本發(fā)明的任何實(shí)施例之前，可以理解的是，本發(fā)明在 其應(yīng)用方面不限于在以下描述中闡述的或者在以下附圖中圖示的部件 的構(gòu)造和布置的細(xì)節(jié)。本發(fā)明能夠具有其它實(shí)施例，并且能夠以各種 方式被實(shí)施或執(zhí)行。同樣，可以理解的是，在此使用的措辭和術(shù)語(yǔ)目 的是為了描述，并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是限制。在此的"包括"、"包含" 或"具有"及其變化的使用意味著包括其后列舉的項(xiàng)目及其等價(jià)物以 及另外的項(xiàng)目。除非另外指定或限制，否則，術(shù)語(yǔ)"安裝"、"連接"、 "支持"和"耦合"及其變化被廣泛地使用，并且包括直接和間接的 安裝、連接、支持和耦合。進(jìn)一步，"連接"和"耦合"不限于物理 或機(jī)械的連接或耦合。盡管在描述附圖時(shí)，在此可以進(jìn)行方向性參考，諸如上、下、向 下、向上、向后、底部、前面、后面等等，但是這些參考是為了方便 起見(jiàn)相對(duì)于附圖(如正常觀察的那樣)進(jìn)行的。這些方向不打算在字 面上或以任何形式限制本發(fā)明。另外，術(shù)語(yǔ)如"第一"、"第二"和 "第三"為了描述的目的而在此使用，并且不打算指示或暗示相對(duì)的 重要性或顯著性。另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的實(shí)施例包括硬件、軟件以及電子 元件或模塊，為了討論的目的，它們可以被圖示或描述為好像大多數(shù) 部件單獨(dú)用硬件實(shí)現(xiàn)。然而，本領(lǐng)域以及基于閱讀這個(gè)詳細(xì)描述的技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，在至少一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的基于電子的方面 可以用軟件實(shí)現(xiàn)。同樣地，應(yīng)當(dāng)注意到的是，多個(gè)基于硬件和軟件的 裝置，以及多個(gè)不同結(jié)構(gòu)的部件可以用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。進(jìn)而，并且如 隨后的段落中描述的那樣，附圖中圖示的特定機(jī)械構(gòu)造打算示范本發(fā) 明的實(shí)施例，并且其它備選機(jī)械構(gòu)造是可能的。圖1圖示了能夠向患者14提供放射療法的放射療法治療系統(tǒng)10。 放射療法治療能夠包括基于光子的放射療法、短程療法、電子束療法、質(zhì)子、中子或粒子療法或其它類(lèi)型的治療療法。放射療法治療系統(tǒng)10 包括機(jī)架18。機(jī)架18能夠支持放射模塊22，該放射模塊22能夠包括 放射源24和線性加速器26，其可用于生成放射束30。盡管附圖中示 出的機(jī)架18是環(huán)形機(jī)架，亦即它延伸通過(guò)全360°弧以產(chǎn)生完整的環(huán) 或圈，但是也可以使用其它類(lèi)型的安裝布置。例如，能夠使用非環(huán)形 機(jī)架，諸如C型、部分環(huán)型機(jī)架或機(jī)器人臂。也可以使用能夠在相對(duì) 于患者14的各種旋轉(zhuǎn)和/或軸向位置處定位放射模塊22的任何其它框 架。另外，放射源24可以在不遵循機(jī)架18的形狀的路徑中行進(jìn)。例 如，雖然圖示的機(jī)架18通常是圓形的，放射源24可以在非圓形路徑 中行進(jìn)。放射模塊22還能夠包括調(diào)制裝置34，其可用于修改或調(diào)制放射束30。調(diào)制裝置34提供放射束30的調(diào)制，并且朝向患者14指引放射束 30。特別地，放射束34被指引朝向患者的一部分。 一般地說(shuō)，該部分 可以包括整個(gè)身體，但是一般小于整個(gè)身體，并且能夠通過(guò)二維面積 和/或三維體積來(lái)定義。期望接收放射的部分，其可以被稱(chēng)為靶38或靶 區(qū)域，是所關(guān)心的區(qū)域的例子。靶38還可以包括圍繞或部分圍繞靶的 邊緣。所關(guān)心的另一種類(lèi)型的區(qū)域是危險(xiǎn)區(qū)域。如果一部分包括危險(xiǎn) 區(qū)域，則放射束優(yōu)選地從危險(xiǎn)區(qū)域轉(zhuǎn)移?；颊?4可以具有多于一個(gè)的 需要接收放射療法的靶區(qū)域。這樣的調(diào)制有時(shí)被稱(chēng)為調(diào)強(qiáng)放射療法 ("IMRT")。調(diào)制裝置34可以包括如圖2所示的準(zhǔn)直裝置42。準(zhǔn)直裝置42包 括一組顎件46，其限定并調(diào)節(jié)放射束30可以穿過(guò)的孔50的尺寸。顎 件46包括上顎件54和下顎件58。上顎件54和下顎件58可移動(dòng)以調(diào) 節(jié)孔50的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，調(diào)制裝置34可以包括多葉準(zhǔn)直儀 62，其包括多個(gè)交錯(cuò)的葉66，這些葉可用于從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè) 位置，以提供強(qiáng)度調(diào)制。還要注意的是，葉66能夠被移動(dòng)到在最小和 最大打開(kāi)位置之間的任何位置。在放射束30到達(dá)患者14上的靶38之 前，多個(gè)交錯(cuò)的葉66調(diào)制放射束30的強(qiáng)度、尺寸和形狀。葉66中的 每一個(gè)由諸如電機(jī)或空氣閥之類(lèi)的致動(dòng)器70獨(dú)自地控制，以便葉66 能夠迅速地打開(kāi)和關(guān)閉以允許或阻擋放射穿過(guò)。致動(dòng)器70可由計(jì)算機(jī) 74和/或控制器控制。放射療法治療系統(tǒng)10還可以包括檢測(cè)器78，例如千伏或兆伏檢測(cè) 器，可用于接收放射束30。線性加速器26和檢測(cè)器78還可以作為計(jì) 算機(jī)X線斷層攝影(CT)系統(tǒng)操作以生成患者14的CT圖像。線性加 速器26朝向患者14中的靶38發(fā)射放射束30。靶38吸收放射中的一 些。檢測(cè)器78檢測(cè)或測(cè)量由靶38吸收的放射量。隨著線性加速器26 圍繞患者14旋轉(zhuǎn)并朝向患者14發(fā)射放射時(shí)，檢測(cè)器78從不同的角度收集吸收數(shù)據(jù)。收集的吸收數(shù)據(jù)被傳送到計(jì)算機(jī)74，以處理吸收數(shù)據(jù) 并生成患者的身體組織和器官的圖像。圖像還能夠圖示骨、軟組織和 血管。CT圖像能夠用放射束30獲得，該放射束30具有扇形幾何形狀、 多片幾層形狀或錐形束幾何形狀。另外，CT圖像能夠用實(shí)施兆伏能量 或千伏能量的線性加速器26獲得。還要注意的是，可以將獲得的CT 圖像與先前獲得的CT圖像配準(zhǔn)(來(lái)自放射療法治療系統(tǒng)IO或其它圖 像獲得裝置，諸如其它CT掃描儀、MRI系統(tǒng)和PET系統(tǒng))。例如， 先前獲得的用于患者14的CT圖像可以包括通過(guò)勾畫(huà)輪廓過(guò)程做出的 識(shí)別的靶38。可以將新近獲得的用于患者14的CT圖像與先前獲得的 CT圖像配準(zhǔn)以輔助識(shí)別新CT圖像中的耙38。配準(zhǔn)過(guò)程可以使用剛性 的或可變形的配準(zhǔn)工具。在一些實(shí)施例中，放射療法治療系統(tǒng)10可以包括x射線源和CT 圖像檢測(cè)器。該x射線源和CT圖像檢測(cè)器以與如上所述的線性加速器 26和檢測(cè)器78類(lèi)似的方式操作以獲得圖像數(shù)據(jù)。圖像數(shù)據(jù)被傳送到計(jì) 算機(jī)74,在那里它被處理以生成患者的身體組織和器官的圖像。放射療法治療系統(tǒng)10還能夠包括支持患者14的患者支持物，諸 如治療床82 (在圖1中圖示)。治療床82沿著x、 y或z方向中的至 少一個(gè)軸84移動(dòng)。在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，患者支持物能夠是適合 于支持患者的身體的任何部分的裝置。患者支持物不限于必須支持整 個(gè)患者的身體。系統(tǒng)10還能夠包括驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86，其可用于操縱治療 床82的位置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86能夠由計(jì)算機(jī)74控制。圖2和3中圖示的計(jì)算機(jī)74包括用于運(yùn)行各種軟件程序和/或通 信應(yīng)用程序的操作系統(tǒng)。具體地，計(jì)算機(jī)74能夠包括操作以與放射療 法治療系統(tǒng)10通信的(多個(gè))軟件程序90。(多個(gè))軟件程序90可 用于接收來(lái)自外部軟件程序和硬件的數(shù)據(jù)，并且要注意的是，數(shù)據(jù)可以被輸入到(多個(gè))軟件程序90。計(jì)算機(jī)74能夠包括適合于由醫(yī)務(wù)人員訪問(wèn)的任何適當(dāng)?shù)妮斎?輸 出裝置。計(jì)算機(jī)74能夠包括典型的硬件，諸如處理器、1/0接口以及 存儲(chǔ)裝置或存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)74還能夠包括輸入裝置，諸如鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。 計(jì)算機(jī)74能夠進(jìn)一步包括標(biāo)準(zhǔn)輸出裝置，諸如監(jiān)視器。另外，計(jì)算機(jī) 74能夠包括外圍設(shè)備，諸如打印機(jī)和掃描儀。計(jì)算機(jī)74能夠與其它計(jì)算機(jī)74和放射療法治療系統(tǒng)10聯(lián)網(wǎng)。 其它計(jì)算機(jī)74可以包括另外的和/或不同的計(jì)算機(jī)程序和軟件，并且不 需要與在此描述的計(jì)算機(jī)74相同。計(jì)算機(jī)74和放射療法治療系統(tǒng)10 能夠與網(wǎng)絡(luò)94通信。計(jì)算機(jī)74和放射療法治療系統(tǒng)IO還能夠與(多 個(gè))數(shù)據(jù)庫(kù)98和(多個(gè))服務(wù)器102通信。要注意的是，(多個(gè))軟 件程序90也能夠駐留在(多個(gè))服務(wù)器102上。網(wǎng)絡(luò)94能夠根據(jù)任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)或拓?fù)浠蚣夹g(shù)和拓?fù)涞慕M合建立， 并且能夠包括多個(gè)子網(wǎng)絡(luò)。圖3中示出的計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)之間的連接能 夠通過(guò)局域網(wǎng)("LAN")、廣域網(wǎng)("WAN")、公共交換電話(huà)網(wǎng) 絡(luò)("PSTN")、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、因特網(wǎng)或任何其它適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行。在醫(yī)院或醫(yī)療設(shè)施中，圖3中示出的計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)之間的通信 能夠通過(guò)健康水平7 ( "HL7")協(xié)議或具有任何版本的其它協(xié)議和/ 或其它需要的協(xié)議進(jìn)行。HL7是標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，其指定來(lái)自不同賣(mài)方的兩 個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序(發(fā)送方和接收方)之間的接口的實(shí)現(xiàn)，用于醫(yī)療 環(huán)境中的電子數(shù)據(jù)交換。HL7能夠允許醫(yī)療機(jī)構(gòu)交換來(lái)自不同應(yīng)用程 序系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)集。具體地，HL7能夠定義將要交換的數(shù)據(jù)、交換 的時(shí)間以及向應(yīng)用程序的出錯(cuò)的通信。格式一般實(shí)質(zhì)上是通用的，并 且能夠配置用于滿(mǎn)足有關(guān)的應(yīng)用程序的需要。圖3中示出的計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)之間的通信還能夠通過(guò)具有任何版本 的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)協(xié)議和/或其它需要的協(xié)議發(fā)生。DICOM是由NEMA開(kāi)發(fā)的國(guó)際通信標(biāo)準(zhǔn)，其定義用于在不同醫(yī)療設(shè)備 件之間傳送醫(yī)療圖像相關(guān)數(shù)據(jù)的格式。DICOM RT指的是專(zhuān)用于放射 療法數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)。圖3中的雙向箭頭一般表示在網(wǎng)絡(luò)94以及圖3中示出的計(jì)算機(jī)74 和系統(tǒng)10中的任何一個(gè)之間的雙向通信和信息傳送。然而，對(duì)于某種 醫(yī)療和計(jì)算機(jī)化的設(shè)備來(lái)說(shuō)，可能僅僅需要單向通信和信息傳送。本發(fā)明的一個(gè)方面是一種用于便利適應(yīng)性和質(zhì)量保證過(guò)程并使該 過(guò)程更加有效的方法。由于即使可能看起來(lái)對(duì)于一個(gè)或兩個(gè)圖像簡(jiǎn)單 并快速的過(guò)程可能對(duì)于具有很大數(shù)目的日常圖像的情況變得冗長(zhǎng)和不 切實(shí)際，所以這特別重要。軟件程序90能夠自動(dòng)地或半自動(dòng)地執(zhí)行許 多過(guò)程。在一個(gè)實(shí)施中，自動(dòng)化包括單獨(dú)的步驟以及作為整體的過(guò)程。 例如，在收集諸如在線CT之類(lèi)的日常圖像后，患者能夠被自動(dòng)地定位 和/或配準(zhǔn)(經(jīng)受臨床觀察)，并且能夠在日常圖像上自動(dòng)地計(jì)算預(yù)測(cè) 的放射劑量以指示將要被實(shí)施用于規(guī)定患者位置的放射劑量。一旦放射療法治療實(shí)施開(kāi)始，出口數(shù)據(jù)就能夠被自動(dòng)地收集以分 析治療，并且能夠被用于如果檢測(cè)到顯著差異的話(huà)則中斷或改變治療。 在治療期間能夠獲得另外的圖像或患者監(jiān)視數(shù)據(jù)，以檢測(cè)患者位置或 解剖結(jié)構(gòu)的任何變化。在治療之后，基于相關(guān)患者圖像和治療監(jiān)視數(shù) 據(jù)，能夠自動(dòng)地重新構(gòu)造放射劑量(這還能夠包括諸如治療床移位和 校準(zhǔn)曲線選擇之類(lèi)的步驟的自動(dòng)處理)?；颊邎D像能夠使用變形技術(shù)被自動(dòng)地配準(zhǔn)到計(jì)劃圖像，以便提供 更新的日常輪廓和用于準(zhǔn)確地累積多天劑量的手段。劑量能夠被自動(dòng) 地累積，并且度量標(biāo)準(zhǔn)能夠被自動(dòng)地應(yīng)用以確定實(shí)施在患者身上的效 果以及了解實(shí)施是否落在臨床容差(例如NTCP、 TCP、 EUD、 BEU等 等)之內(nèi)。如果在治療中注意到任何差異，則能夠自動(dòng)地通知醫(yī)務(wù)人 員以觀察治療。如果期望在當(dāng)前或?qū)?lái)治療中的任何變化，則能夠自動(dòng)地生成新的計(jì)劃以補(bǔ)償測(cè)量到的差異。
自動(dòng)化適應(yīng)性和質(zhì)量保證過(guò)程的另一個(gè)方面是使用者能夠定義 宏，其定制自動(dòng)化過(guò)程。這個(gè)過(guò)程的部分能夠被替換或修改，并且能 夠貫穿該過(guò)程實(shí)施用于通知的新的或修改的度量標(biāo)準(zhǔn)。
自動(dòng)處理由軟件程序90和/或另外的軟件或硬件執(zhí)行。軟件程序 卯包括多個(gè)模塊，其相互通信以執(zhí)行放射療法治療過(guò)程的功能。各種 模塊相互通信以自動(dòng)地分析與放射療法治療過(guò)程有關(guān)的數(shù)據(jù)。
軟件程序90包括治療計(jì)劃模塊106，其可操作以基于由醫(yī)務(wù)人員 向系統(tǒng)10輸入的數(shù)據(jù)生成用于患者14的治療計(jì)劃。該數(shù)據(jù)包括患者 14的至少一部分的一個(gè)或多個(gè)圖像(例如計(jì)劃圖像和/或治療前圖像)。 治療計(jì)劃模塊106將治療分成多次照射，并且基于醫(yī)務(wù)人員輸入的處 方確定用于每次照射或治療的放射劑量。治療計(jì)劃模塊106還基于圍 繞耙38畫(huà)出的各種輪廓確定用于靶38的放射劑量。多個(gè)耙38可以存 在并包括在相同的治療計(jì)劃中。
軟件程序卯還包括患者定位模塊110，其可操作以為了具體的治 療照射次相對(duì)于機(jī)架18的等中心定位并對(duì)準(zhǔn)患者14。當(dāng)患者在治療床 82上時(shí)，患者定位模塊110獲得患者14的圖像，并且將患者14的當(dāng) 前位置與患者在計(jì)劃圖像或先前獲得的圖像中的位置相比較。如果患 者的位置需要調(diào)節(jié)，則患者定位模塊IIO向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86提供指令以移 動(dòng)治療床82，或者患者14能夠被手動(dòng)移動(dòng)到新的位置。在一個(gè)構(gòu)造中， 患者定位模塊110能夠從位于治療室中的激光器接收數(shù)據(jù)，以提供相 對(duì)于機(jī)架18的等中心的患者位置數(shù)據(jù)?；趤?lái)自激光器的數(shù)據(jù)，患者 定位模塊110向驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86提供指令，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86移動(dòng)治療床82 以實(shí)現(xiàn)患者14相對(duì)于機(jī)架18的正確對(duì)準(zhǔn)。要注意的是，除了激光器 之外的裝置和系統(tǒng)能夠被用于向患者定位模塊110提供數(shù)據(jù)以輔助對(duì) 準(zhǔn)過(guò)程。患者定位模塊110還可用于在治療期間檢測(cè)和/或監(jiān)視患者運(yùn)動(dòng)。 患者定位模塊IIO可以與運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)112通信和/或結(jié)合，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)
系統(tǒng)112諸如x射線、室內(nèi)CT、激光定位裝置、照相機(jī)系統(tǒng)、肺活量
計(jì)、超聲、張力測(cè)量、胸帶等等?；颊哌\(yùn)動(dòng)能夠是不規(guī)則或非預(yù)期的， 并且不需要遵循光滑或可再現(xiàn)的路徑。
軟件程序90還包括圖像模塊118，其可用于獲得患者14的至少一 部分的圖像。圖像模塊118能夠根據(jù)期望協(xié)議指示諸如CT成像裝置之 類(lèi)的機(jī)載圖像裝置來(lái)在治療開(kāi)始之前、治療期間以及治療之后獲得患 者14的圖像。其它離線成像裝置或系統(tǒng)可以用于獲得患者14的治療 前圖像，諸如非定量的CT、 MRI、 PET、 SPECT、超聲、透射成像、 熒光檢査、基于RF的定位等等。其它成像裝置可以遠(yuǎn)離系統(tǒng)10，并 且可以機(jī)載在系統(tǒng)10上。獲得的(多個(gè))圖像能夠用于患者14的配 準(zhǔn)和/或用于生成變形映射圖以識(shí)別計(jì)劃圖像、治療前圖像和/或參考圖 像的一個(gè)或多個(gè)之間的差異。獲得的圖像還能夠用于確定或預(yù)測(cè)將要 向患者14實(shí)施的放射劑量。獲得的圖像還能夠用于確定在先前的治療 期間患者14接收的放射劑量。圖像模塊118還可用于獲得當(dāng)患者正在 接收治療時(shí)患者14的至少一部分的圖像，以確定患者14正在實(shí)時(shí)接 收的放射劑量。
軟件程序90還包括放射劑量計(jì)算模塊122，其可用于接收患者數(shù) 據(jù)(實(shí)時(shí)和歷史的)、患者圖像數(shù)據(jù)(例如計(jì)劃圖像、治療前圖像和/ 或其它參考圖像)、患者位置數(shù)據(jù)、解剖位置數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)或機(jī)器數(shù) 據(jù)。劑量計(jì)算模塊122還可用于計(jì)算將要向患者14實(shí)施的放射劑量， 和/或確定在一個(gè)或多個(gè)治療期間實(shí)施給患者14的放射劑量的量。放射 劑量計(jì)算模塊122還可用于重新計(jì)算在治療計(jì)劃的當(dāng)前還有將來(lái)的治 療中將要向患者14實(shí)施的放射劑量。在一個(gè)方面，基于患者14的一 個(gè)或多個(gè)圖像的變形配準(zhǔn)，為那些治療重新計(jì)算放射劑量。作為一個(gè)例子，使用伽馬指數(shù)能夠評(píng)估向患者14實(shí)施的劑量。伽 馬(y)指數(shù)用于同時(shí)測(cè)試平坦區(qū)中的百分比劑量差和高梯度區(qū)中的 —致距離(distancetoagreement)。百分比劑量差在均勻劑量的區(qū)一平坦 區(qū)中是有用的度量，但不適合于高梯度區(qū)。 一致距離對(duì)于高劑量梯度 區(qū)是更適合的度量。Low等人介紹了 Y指數(shù)(Daniel A. Low, William B. Harms, Sasa Mutic， James A. Purdy， " A technique for the quantitative evaluation of dose distributions" ， Medical Physics,第5期第25巻，1998 年5月，第656頁(yè)-第661頁(yè))。給定百分比劑量/距離標(biāo)準(zhǔn)(例如5% — 3mm)，為在截面劑量分布(1-D)、圖像(2-D)或容量(3-D)的每 個(gè)采樣點(diǎn)計(jì)算Y。無(wú)論什么情況下，Y<=1則滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)；而YM則不 滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)。
作為另一個(gè)例子，使用xi指數(shù)能夠評(píng)估向患者14實(shí)施的劑量。 xi (〖)指數(shù)是由VanDyk等人(1993)為治療計(jì)劃試運(yùn)行而概述的過(guò) 程的概括。使用這種方法，首先比較分布的梯度成分，繼之以劑量差 (△D)和一致距離(DTA)分析。由于存在兩個(gè)劑量分布和兩個(gè)劑量 梯度分類(lèi)(高劑量梯度或低劑量梯度)，所以存在四個(gè)可能的組合。 假定v^為參考分布中的體素，并且Ve^為評(píng)估分布中的體素，則這些 組合為
"Vref是高劑量梯度，Ve^是高劑量梯度 'Vref是高劑量梯度，Ve^是低劑量梯度 '、ef是低劑量梯度，VevM是高劑量梯度 'Vref是低劑量梯度，Ve^是低劑量梯度
在提議的比較工具中，對(duì)于其中參考和比較分布都具有低劑量梯
度的區(qū)，獲得AD值。對(duì)于所有其它情況，進(jìn)行DTA分析。梯度比較
說(shuō)明以下事實(shí)可能在重建和計(jì)劃的分布之間存在劑量梯度的完全失
配。 一旦獲得AD和DTA值，就能夠找到用于每個(gè)體素的數(shù)字指數(shù)， 其類(lèi)似于Low等人(1998)提出的伽馬指數(shù)。數(shù)字指數(shù)l通過(guò)以下找
到<formula>formula see original document page 22</formula>
1或更小的〖值被認(rèn)為是可接受的。盡管容量能夠既具有高梯度體 素又具有低梯度體素，但是因?yàn)椤贾凳菬o(wú)量綱的，所以這種方法可服 從平均或顯示。
劑量計(jì)算模塊122能夠使用4D CT圖像、運(yùn)動(dòng)校正3D圖像或其 它患者運(yùn)動(dòng)跟蹤方法來(lái)確定患者的位置和/或移動(dòng)對(duì)規(guī)定放射劑量的實(shí) 施的影響。"4DCT"圖像是每個(gè)表示諸如呼吸之類(lèi)的運(yùn)動(dòng)模式的"相 位"的3D圖像容量的集合。劑量計(jì)算模塊122能夠?qū)@些容量中的一 個(gè)更加精確地重新計(jì)算劑量。
劑量計(jì)算模塊122能夠通過(guò)以下行為確定實(shí)施到患者14的放射劑 量使用來(lái)自運(yùn)動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)114的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別患者在任何給定時(shí)間所 處的相，并且為最佳匹配患者的即時(shí)位置的4D CT圖像的相中的每個(gè) 時(shí)間重新計(jì)算放射劑量?；趯?duì)患者正在實(shí)際接收的放射劑量的量的 更好理解，在患者正在接收治療的同時(shí)，醫(yī)務(wù)人員能夠?qū)χ委熡?jì)劃、 患者位置/配準(zhǔn)、劑量的量、劑量分布以及其它參數(shù)和系統(tǒng)設(shè)置進(jìn)行調(diào) 節(jié)。還能夠在治療之前或治療期間獲得的更新的4D CT圖像以及諸如 4D PET或4D MRJ的其它類(lèi)型的4D圖像上進(jìn)行劑量計(jì)算。
劑量計(jì)算模塊122能夠向醫(yī)務(wù)人員提供關(guān)于放射劑量對(duì)患者14的 生物效應(yīng)的信息?；诨颊?4已接收的放射劑量的量和/或基于患者的 配準(zhǔn)，劑量計(jì)算模塊122能夠確定放射對(duì)組織、腫瘤和器官的生物效 應(yīng)。基于生物效應(yīng)，醫(yī)務(wù)人員能夠調(diào)節(jié)患者14、系統(tǒng)設(shè)置，或者進(jìn)行 治療計(jì)劃中的其它調(diào)節(jié)。生物信息能夠結(jié)合在患者配準(zhǔn)過(guò)程中，以識(shí) 別用于患者14的優(yōu)選位置，其導(dǎo)致具有優(yōu)選生物效應(yīng)的實(shí)施劑量。
劑量計(jì)算模塊122能夠利用關(guān)于實(shí)際實(shí)施的放射劑量和實(shí)施的放射劑量的生物效應(yīng)的數(shù)據(jù)，來(lái)應(yīng)用將臨床劑量和患者影響相關(guān)聯(lián)的生 物模型。實(shí)施的(使用變形技術(shù)累積的)凈放射劑量能夠用于評(píng)估由 繼續(xù)治療會(huì)產(chǎn)生的生物效應(yīng)，并且同樣地，將為了優(yōu)選的生物效應(yīng)而 評(píng)估用于修改治療的可能的備選方案。結(jié)果的次照射進(jìn)度表、劑量分 布和計(jì)劃能夠反映這個(gè)信息的頂點(diǎn)。軟件程序90還包括變形模塊126，其可用于接收數(shù)據(jù)，諸如來(lái)自 圖像模塊118與治療計(jì)劃模塊106的圖像數(shù)據(jù)和來(lái)自治療計(jì)劃模塊106 的其它患者與系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以生成圖像的變形映射(deformation map)。 變形模塊126能夠使用變形技術(shù)來(lái)為實(shí)施的全部治療確定放射劑量的 累積。為了劑量計(jì)算的目的，變形映射能夠用于將多個(gè)圖像相關(guān)。例如， 變形映射能夠?qū)⒖捎糜趧┝坑?jì)算的計(jì)劃圖像與具有定性值但是用于劑 量計(jì)算的較少直接效用的在線圖像進(jìn)行相關(guān)。這種關(guān)系然后能夠用于將更加定量的圖像"重新映射"到在線的定性形狀或較少定量的圖像。 所得到的重新映射的圖像因?yàn)闀?huì)具有第一圖像的定量益處還具有如在 第二圖像中包含的更新的解剖結(jié)構(gòu)信息，所以將會(huì)比計(jì)劃圖像或在線 圖像中的任一種更加適合于劑量計(jì)算或定量應(yīng)用。這在多種情況下都 有用，諸如其中第一圖像(例如計(jì)劃圖像)為CT圖像，并且其中第二 圖像缺乏定量圖像值(例如MRI、 PET、 SPECT、超聲或非定量CT等 圖像)。變形映射還能夠?qū)⒅T如3D圖像的參考圖像(例如計(jì)劃圖像或 治療前圖像)和諸如4D CT圖像的基于時(shí)間的一系列圖像相關(guān)，以確 定實(shí)施到患者14實(shí)施的放射劑量的量。代替定量限制或除了定量限制之外，變形模塊126能夠?qū)缀问?真、不完美性和/或不完整性進(jìn)行校正。例如，很好表示解剖結(jié)構(gòu)但是 包括幾何失真的當(dāng)前MRI圖像可以被重新映射到?jīng)]有失真的CT圖像。 或者多個(gè)圖像能夠用于同時(shí)校正失真同時(shí)表示解剖結(jié)構(gòu)變化。變形映射能夠用于在計(jì)劃圖像之后獲得的患者圖像上計(jì)算劑量。 還有用的是為多個(gè)實(shí)施的放射次累積劑量。劑量能夠基于劑量在物理 空間中的位置而相加，但另一種方法是將變形方法結(jié)合到過(guò)程中，以 便即使接收劑量的結(jié)構(gòu)具有變化的位置也能基于該結(jié)構(gòu)來(lái)添加劑量。 變形模塊126能夠計(jì)算患者14已從以前實(shí)施的放射次中接收的放射劑量o雖然在配準(zhǔn)一個(gè)圖像到另一個(gè)圖像的環(huán)境下描述了上面的變形過(guò) 程，但是對(duì)于可變形地配準(zhǔn)一組兩個(gè)或更多圖像與另一組一個(gè)或多個(gè)圖像，它也能夠行得通。例如，如果存在兩對(duì)圖像，每對(duì)包括MRI和 CT圖像，那么變形映射能夠在MRI具有較多信息的區(qū)域中將兩個(gè)MRI 圖像配準(zhǔn)在一起，并且在CT具有較多信息的區(qū)域中將CT圖像配準(zhǔn)在 一起。然后能夠組合這些變形?；蛘撸瑘D像之間的變形映射能夠一起 使用，諸如用于使用CT變形映射來(lái)校正MRI圖像和變形中的幾何失 真、不完美性和/或不完整性，然后，使用MRI變形映射來(lái)校正該失真、 不完美性和/或不完整性，用于軟組織活動(dòng)的更好分析。在一般意義上， 這個(gè)過(guò)程使得能夠經(jīng)由變形改進(jìn)成像，因?yàn)椴畹膱D像能夠被更好地理 解，并因此成像通過(guò)應(yīng)用變形技術(shù)而被改進(jìn)，該變形技術(shù)指示如解剖 結(jié)構(gòu)尺寸、形狀和內(nèi)容的信息。這種信息能夠結(jié)合到圖像重構(gòu)、修改 或增強(qiáng)過(guò)程中。軟件程序90還包括治療實(shí)施模塊130，其可用于根據(jù)治療計(jì)劃指 示放射療法治療系統(tǒng)10向患者14實(shí)施治療計(jì)劃。治療實(shí)施模塊130 能夠生成并傳送指令給機(jī)架18、線性加速器26、調(diào)制裝置34和驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)86，以向患者14實(shí)施放射。該指令協(xié)調(diào)機(jī)架18、調(diào)制裝置34和 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)86所需的移動(dòng)，以便以如治療計(jì)劃中指定的恰當(dāng)?shù)牧肯蛘_ 的耙實(shí)施放射束30。治療實(shí)施模塊130還計(jì)算將要實(shí)施的放射束30的適當(dāng)?shù)臉邮健⑽?置和強(qiáng)度，以匹配如治療計(jì)劃規(guī)定的處方。放射束30的樣式由調(diào)制裝置34生成，并且更具體地由多葉準(zhǔn)直儀中的多個(gè)葉的運(yùn)動(dòng)生成。治療實(shí)施模塊130能夠利用規(guī)范的、預(yù)定的或模板葉樣式來(lái)基于治療參數(shù) 而生成放射束30的適當(dāng)樣式。治療實(shí)施模塊130還能夠包括能夠被訪 問(wèn)的用于典型情況的模式庫(kù)，在其中比較當(dāng)前患者的數(shù)據(jù)以確定用于 放射束30的樣式。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)地處理與放射療法治 療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法的流程圖。醫(yī)務(wù)人員獲得(在200)患者的圖 像數(shù)據(jù)，以基于(多個(gè))圖像、患者數(shù)據(jù)或其它信息來(lái)生成(在204) 用于患者H的治療計(jì)劃。治療計(jì)劃包括將要向患者實(shí)施的放射劑量的 量。當(dāng)患者14準(zhǔn)備好治療時(shí)，在治療實(shí)施之前醫(yī)務(wù)人員在患者定位模 塊IIO的協(xié)助下將患者14定位(在20S)在治療床82上。當(dāng)患者在治 療床82上時(shí)，醫(yī)務(wù)人員起動(dòng)(在212)患者14的一個(gè)或多個(gè)圖像的獲 取。在患者14被正確定位以后，醫(yī)務(wù)人員起動(dòng)(在216)治療計(jì)劃和 放射劑量的實(shí)施。劑量計(jì)算模塊122自動(dòng)重新計(jì)算(在220)患者接收 的放射劑量。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的自動(dòng)地處理與放射療法治 療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法的流程圖。醫(yī)務(wù)人員獲得(在250)患者的圖 像數(shù)據(jù)，以基于(多個(gè))圖像、患者數(shù)據(jù)或其它信息來(lái)生成(在254) 用于患者14的治療計(jì)劃。治療計(jì)劃包括將要向患者實(shí)施的放射劑量的 量。當(dāng)患者14準(zhǔn)備好治療時(shí)，在治療實(shí)施之前醫(yī)務(wù)人員在患者定位模 塊IIO的協(xié)助下將患者14定位(在25S)在治療床82上。當(dāng)患者在治 療床82上時(shí)，醫(yī)務(wù)人員可以起動(dòng)患者14的一個(gè)或多個(gè)圖像的獲取。 在治療的實(shí)施之前，醫(yī)務(wù)人員將另外的數(shù)據(jù)輸入(在262)到治療計(jì)劃 模塊106和劑量計(jì)算模塊126中。在患者14被正確定位以后，醫(yī)務(wù)人 員起動(dòng)(在266)治療計(jì)劃和放射劑量的實(shí)施。劑量計(jì)算模塊122自動(dòng) 重新計(jì)算(在270)患者接收的放射劑量。本發(fā)明的各種特征和優(yōu)點(diǎn)在以下權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，該方法包括獲得患者的圖像數(shù)據(jù)；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)，生成用于所述患者的治療計(jì)劃，所述治療計(jì)劃包括要向所述患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；獲得基本上在治療位置中的所述患者的在線圖像；向所述患者實(shí)施所述計(jì)算的放射劑量的至少一部分；以及自動(dòng)地重新計(jì)算所述患者接收的所述放射劑量。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù) 的可變形配準(zhǔn)，以累積跨越全部圖像實(shí)施的所述放射劑量。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)所述可變形配準(zhǔn)而 修改所述治療計(jì)劃。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，自動(dòng)修改所述治療計(jì)劃進(jìn)一 步包括重新計(jì)算跨越全部圖像在將來(lái)的治療中將要實(shí)施的劑量的行 為。
5. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述累積的放射劑量包括實(shí) 施的放射劑量和放射劑量的將來(lái)實(shí)施。
6. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù) 的可變形配準(zhǔn)，以累積要在將來(lái)治療中實(shí)施的預(yù)測(cè)的放射劑量。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括至少部分地基于所述實(shí) 施的放射劑量，自動(dòng)顯示不同的治療計(jì)劃。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述不同的計(jì)劃為新計(jì)劃或舊計(jì)劃的修改版本。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)地向使用者提供劑 量測(cè)定信息。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)地提供實(shí)施的放 射劑量、計(jì)劃的放射劑量、所述實(shí)施的放射劑量與所述計(jì)劃的放射劑 量的比較、伽馬函數(shù)以及xi函數(shù)中的一個(gè)。
11. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)地處理所述患者 的圖像。
12. 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，自動(dòng)地處理所述圖像的行 為進(jìn)一步包括融合圖像、治療床移位、密度校正以及配準(zhǔn)參數(shù)的應(yīng)用 中的至少一個(gè)。
13. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)地識(shí)別將實(shí)施的 放射劑量與患者影響相關(guān)聯(lián)的生物模型，以及利用所述生物模型來(lái)修 改所述放射療法治療計(jì)劃。
14. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括定義軟件宏來(lái)定制至 少一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程。
15. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括自動(dòng)地識(shí)別落在定義 的容差之外的患者治療參數(shù)，以及自動(dòng)地通知使用者所述容差的違犯。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述自動(dòng)通知經(jīng)由電子郵 件發(fā)生。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法， 話(huà)和尋呼機(jī)中的一個(gè)發(fā)生。
18. 如權(quán)利要求1所述的方法, 發(fā)生自動(dòng)重新計(jì)劃。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，療。其中，所述自動(dòng)通知經(jīng)由移動(dòng)電進(jìn)一步包括建立閾值以確定何時(shí)進(jìn)一步包括基于所述閾值停止治
20. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括生成多于一個(gè)的治療 計(jì)劃，并且允許使用者選擇所述計(jì)劃中的一個(gè)。
21. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括部分地基于實(shí)施到所 述患者的放射劑量，自動(dòng)地生成用于所述患者的不同的治療計(jì)劃。
22. 如權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述不同的計(jì)劃為新計(jì)劃 或舊計(jì)劃的修改版本。
23. 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述患者的當(dāng)前 解剖結(jié)構(gòu)和預(yù)期的解剖結(jié)構(gòu)變化，自動(dòng)地重新計(jì)劃。
24. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，自動(dòng)地計(jì)算所述患者接收 的放射劑量包括結(jié)合來(lái)自較早治療實(shí)施的以前的劑量測(cè)定數(shù)據(jù)。
25. —種自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的方法，該 方法包括獲得患者的圖像數(shù)據(jù)；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)，生成用于所述患者的治療計(jì)劃，所述治療計(jì)劃包括要向所述患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；輸入與放射療法治療有關(guān)的新的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)不包括在所述治療計(jì)劃內(nèi)；向所述患者實(shí)施所述計(jì)算的放射劑量的至少一部分；以及 自動(dòng)地重新計(jì)算所述患者接收的所述放射劑量。
26. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述新的數(shù)據(jù)是用于所述 患者的配準(zhǔn)信息和擺位信息中的 一 個(gè)。
27. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，在所述治療計(jì)劃的實(shí)施期 間獲得所述新的數(shù)據(jù)。
28. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述新的數(shù)據(jù)為圖像數(shù)據(jù)。
29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)來(lái)自計(jì)劃圖像。
30. 如權(quán)利要求28所述的方法，其中，所述圖像數(shù)據(jù)來(lái)自以前的 離線圖像。
31. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，所述新的數(shù)據(jù)為機(jī)器相關(guān) 數(shù)據(jù)。
32. 如權(quán)利要求25所述的方法，其中，自動(dòng)地計(jì)算所述患者接收 的所述放射劑量包括使用計(jì)劃圖像、所述計(jì)劃圖像的修改版本、當(dāng)所 述患者基本上處在治療位置中時(shí)獲得的圖像以及圖像的組合中的一種 來(lái)計(jì)算所述患者接收的所述放射劑量。
33. —種用于自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)， 該系統(tǒng)包括-放射療法治療裝置，其包括計(jì)算機(jī)處理器，所述放射療法治療裝 置可用于根據(jù)治療計(jì)劃向患者實(shí)施放射；以及軟件程序，其存儲(chǔ)在可由所述計(jì)算機(jī)處理器訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)可讀介 質(zhì)中，所述軟件可用于獲得患者的圖像數(shù)據(jù)；至少部分地基于所述圖像數(shù)據(jù)，生成用于所述患者的治療計(jì) 劃，所述治療計(jì)劃包括要向所述患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量； 獲得基本上在治療位置中的所述患者的在線圖像； 向所述患者實(shí)施所述計(jì)算的放射劑量的至少一部分；以及 自動(dòng)地重新計(jì)算所述患者接收的所述放射劑量。
34. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的可變形配準(zhǔn)，以累積跨越全部圖像實(shí)施的所述 放射劑量。
35. 如權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于響 應(yīng)所述可變形配準(zhǔn)而修改所述治療計(jì)劃。
36. 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件可用于自動(dòng)修改 所述治療計(jì)劃包括所述軟件可用于重新計(jì)算跨越全部圖像在將來(lái)的 治療中將要實(shí)施的劑量。
37. 如權(quán)利要求35所述的方法，其中，所述累積的放射劑量包括 實(shí)施的放射劑量和放射劑量的將來(lái)實(shí)施。
38. 如權(quán)利要求34所述的方法，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)執(zhí)行所述圖像數(shù)據(jù)的可變形配準(zhǔn)，以累積要在將來(lái)治療中實(shí)施的預(yù) 測(cè)的放射劑量。
39. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于至 少部分地基于所述實(shí)施的放射劑量來(lái)自動(dòng)顯示不同的治療計(jì)劃。
40. 如權(quán)利要求39所述的系統(tǒng)，其中，所述不同的計(jì)劃為新計(jì)劃 或舊計(jì)劃的修改版本。
41. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)地向使用者提供劑量測(cè)定信息。
42. 如權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)地提供實(shí)施的放射劑量、計(jì)劃的放射劑量、所述實(shí)施的放射劑量與 所述計(jì)劃的放射劑量的比較、伽馬函數(shù)以及xi函數(shù)中的一個(gè)。
43. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)地處理所述患者的圖像。
44. 如權(quán)利要求43所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件可用于自動(dòng)地處 理所述圖像包括可用于融合至少一個(gè)圖像、治療床移位、密度校正以 及配準(zhǔn)參數(shù)的應(yīng)用。
45. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)地識(shí)別將實(shí)施的放射劑量與患者影響相關(guān)聯(lián)的生物模型，以及利用 所述生物模型來(lái)修改所述放射療法治療計(jì)劃。
46. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于定 義軟件宏來(lái)定制至少一個(gè)自動(dòng)化過(guò)程。
47. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于自 動(dòng)地識(shí)別落在定義的容差之外的患者治療參數(shù)，以及自動(dòng)地通知使用 者所述容差的違犯。
48. 如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，所述自動(dòng)通知經(jīng)由電子郵 件發(fā)生。
49. 如權(quán)利要求47所述的系統(tǒng)，其中，所述自動(dòng)通知經(jīng)由移動(dòng)電 話(huà)和尋呼機(jī)中的一個(gè)發(fā)生。
50. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于建 立閾值以確定自動(dòng)重新計(jì)劃何時(shí)發(fā)生。
51. 如權(quán)利要求50所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于基 于所述閾值停止治療。
52. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于生 成多于一個(gè)的治療計(jì)劃，并且允許使用者選擇所述治療計(jì)劃中的一個(gè)。
53. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于部 分地基于實(shí)施到所述患者的所述放射劑量，自動(dòng)地生成用于所述患者 的不同的治療計(jì)劃。
54，如權(quán)利要求53所述的系統(tǒng)，其中，所述不同的計(jì)劃為新計(jì)劃 或舊計(jì)劃的修改版本。
55. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件進(jìn)一步可用于基 于所述患者的當(dāng)前解剖結(jié)構(gòu)和預(yù)期的解剖結(jié)構(gòu)變化，自動(dòng)地重新計(jì)劃。
56. 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述軟件可用于自動(dòng)地計(jì) 算所述患者接收的所述放射劑量包括所述軟件可用于結(jié)合來(lái)自較早 治療實(shí)施的以前的劑量測(cè)定數(shù)據(jù)。
全文摘要
一種自動(dòng)地處理與放射療法治療計(jì)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。該方法包括以下行為獲得患者的圖像數(shù)據(jù)；至少部分地基于圖像數(shù)據(jù)，生成用于患者的治療計(jì)劃，該治療計(jì)劃包括將要向患者實(shí)施的計(jì)算的放射劑量；獲得基本上在治療位置中的患者的在線圖像；向患者實(shí)施計(jì)算的放射劑量的至少一部分；以及自動(dòng)地重新計(jì)算患者所接收的放射劑量。
文檔編號(hào)G06K9/36GK101268476SQ200680034608
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者盧衛(wèi)國(guó), 古斯塔沃·H·奧利弗拉, 托馬斯·R·麥克基, 杰弗里·M·卡帕拓斯, 約翰·H·胡賀斯, 肯尼斯·J·盧卡拉, 艾里克·斯楚納爾, 詹森·海枚爾 申請(qǐng)人:斷層放療公司