用于迭代处置规划的图形用户接口制造技术

本发明专利技术涉及用于对靶结构的消融治疗处置的处置计划的生成。根据本发明专利技术，(i)向用户可视化处置区域中的剂量分布，所述剂量分布对应于基于第一目标和/或约束生成的第一处置计划，(ii)接收指定所述剂量分布内的剂量值的第一用户输入和指定所述处置区域中的至少一个位置(42)作为针对所述剂量值的靶位置的第二用户输入，(iii)基于第一目标和/或约束和第一用户输入和第二用户输入的第二目标和/或约束被确定，以及(iv)基于第二目标的第二处置计划。

Graphic User Interface for Iterative Disposal Planning

The present invention relates to the generation of disposal plans for ablation treatment disposal of target structures. According to the present invention, (i) a dose distribution in a user-visualized disposal area corresponding to a first disposal plan generated based on a first target and/or constraint, (ii) receiving a first user input specifying the dose value within the dose distribution and specifying at least one position (42) in the disposal area as a second user input for the target position of the dose value, (ii) receiving a first user input specifying the dose value within the dose distribution and (42) specifying the target position in the disposal area. Iii) the second objective and/or constraint based on the first objective and/or constraint and the first user input and the second user input are determined, and (iv) the second disposal plan based on the second objective.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于迭代处置规划的图形用户接口
本专利技术总体上涉及对消融治疗处置的用户引导的迭代规划。更具体地，本专利技术涉及用于生成用于对处置区域内的靶结构的消融治疗处置的处置计划的系统、方法和计算机程序。
技术介绍
在消融治疗中，患者的身体内的靶结构(诸如肿瘤)经由放射性或电磁辐射或超声波来处置以便控制癌细胞的生长或杀死癌细胞。同时，处置以这样的方式来递送：被递送到周围健康结构(其通常还被称为风险器官)的辐射或热剂量是尽可能低的。一个示范性消融治疗流程是所谓的暂时性近距离治疗，其中，施源器被用于在定义的短时间间隔(通常地被称为停留时间)内将一个或多个放射性辐射源放置在处置区域内，以便具体地将定义的辐射剂量施加到肿瘤细胞。消融治疗流程的另外的范例包括高强度聚焦超声(HIFU)、射频(RF)和微波处置和激光消融。用于控制消融治疗处置的处置参数在处置计划中被定义，所述处置计划在规划系统中被生成。为了确定处置计划，所谓的逆向规划流程可以由规划系统执行。在这样的流程中，靶结构和周围风险器官被识别并且处置目的被指定。这样的处置目的包括可以指定应当实现的对被递送到患者的特定区域的剂量的要求和/或必须实现的对被递送到特定区域的剂量的约束的目标。然后，优化过程被执行以找到实现指定的处置目的的处置计划。根据用于发现最终处置计划的一个方法，在规划系统中执行操作者引导的迭代优化流程。在该流程中，对处置计划的自动优化在若干优化周期中完成并且在每个优化周期之后规划系统的操作者(通常，医师)可以查看如在相应周期中计算的处置计划，以便检查他/她是否满意产生于该处置计划的剂量分布。如果情况不是这样，则操作者可以对优化问题进行修改以实现期望的剂量分布，并且处置计划的下一自动优化可以基于经修改的优化问题来执行。处置计划的自动优化涉及解决优化问题，所述优化问题基于目标和约束来公式化。在典型的规划系统中，优化问题对应于成本函数的最小化，成本函数是个体目标函数的加权和，其中，每个个体目标函数表示一个目标。此外，应确保约束被满足。典型的目标函数涉及要递送到靶结构的特定区域的最小剂量和要递送到风险器官的最大剂量，其中，对应的目标函数被配置为使得其当这些剂量要求被实现时具有(全局)最小值。为了调整这样的系统中的一个优化周期中所生成的处置计划，剂量要求自身通常可以未被修改，因为这些要求通常已经在优化流程的开始处(即，在第一优化周期之前)被设置为对应于期望的剂量分布。相反，用户通常修改成本函数中的个体目标函数的权重。例如，如果用户确定太高辐射或热剂量被递送到风险器官，则他/她可以增加表示针对相关风险器官的最大剂量要求的个体目标函数的权重。US2007/0201614公开了一种用于优化辐射治疗的剂量递送的系统和流程。为了确定辐射射束的细射束的适合的权重，总体目标函数被最小化，其包括与所有相关器官和轮廓有关的项。这些项被包括在使用重要性系数的目标函数中。首先，重要性系数根据先前的经验被设置为缺省值并且可以在之后被更改为优化过程的部分。在已经通过最小化目标函数计算细射束权重的情况下，对应的剂量分布图被生成并且用户被给予指示计划的剂量分布是否为满意的机会。如果情况不是这样，则用户被提示以改变重要性参数并且新细射束权重基于改变的重要性参数来确定。通过修改被分配给个体目标函数的项的权重或重要性参数，用户可以仅间接地影响下一优化周期中计算的剂量分布。因此，接近于期望的剂量分布的剂量分布可以通常仅通过试验和错误方法中的迭代修改来实现。这常常是非常耗时的并且还能够导致不满意的结果。
技术实现思路
在该背景之前，本专利技术的目的是允许解决优化问题的更容易和更直观的修改以便生成处置计划。在第一方面中，本专利技术提出了一种用于生成用于对处置区域内的靶结构进行消融治疗处置的处置计划的系统。所述系统被配置用于基于表示处置目的的优化目标和/或约束的处置计划生成。此外，所述系统包括规划单元，所述规划单元被配置为：(i)向用户可视化所述处置区域中的剂量分布，所述剂量分布对应于基于第一目标和/或约束生成的第一处置计划，(ii)接收指定所述剂量分布内的剂量值的第一用户输入和指定所述处置区域中的至少一个位置作为针对所述剂量值的靶位置的第二用户输入，(iii)根据所述第一目标和/或约束和所述第一用户输入和所述第二用户输入来确定第二目标和/或约束，并且(iv)基于所述第二目标和/或约束来生成第二处置计划。当查看产生于处置计划的剂量分布时，用户通常将剂量分布的不同的区域的剂量值彼此比较以便判断剂量分布是否是满意的。通过指定所述剂量分布内的剂量值和所述处置区域中的至少一个位置作为针对所述剂量值的靶位置，所述用户可以有效地将剂量值从一个区域转移到另一区域。因此，用户可以借助于所述第一用户输入和所述第二用户输入直接地将所述剂量分布调整到他/她的判断过程中的他/她的发现。此外，由于第二目标和/或约束具体地基于用户输入来确定并且第二处置计划基于第二目标和/或约束来生成，因此所述处置计划可以根据由所述用户对所述剂量分布的操纵自动地调整。因此，对于用户而言能够容易并且直观地控制经调整的处置计划的生成。取决于应用的消融治疗模态，所述剂量分布可以具体地对应于被施加到消融治疗处置中的处置区域的辐射剂量或热剂量的分布。此外，所述处置计划中指定的处置参数可以根据所应用的消融治疗模态而变化并且可以在每种情况下指定应用的消融治疗模态中相关的可变处置参数。在本专利技术的一个实施例中，所述消融治疗处置具体地包括暂时性近距离治疗处置。在这种情况下，所述处置计划可以指定针对所述暂时性近距离治疗处置的停留时间。此外，所述剂量分布可以对应于借助于一个或多个放射性辐射源在所述近距离治疗处置期间递送的所述辐射剂量。在本专利技术的一个实施例中，所述规划单元被配置为提供图形用户接口，以用于图形地可视化所述处置区域的图像中的剂量分布。这允许剂量分布的尤其容易的检查和尤其容易的用户输入。具体地，所述用户可以使用被配置用于与图形用户接口一起使用的输入模块(诸如计算机鼠标或触摸板)借助于拖放操作(包括的第一用户输入和第二用户输入)“转移”剂量值。在本专利技术的一个相关实施例中，所述第一用户输入包括所述处置区域的位置的选择并且所指定的剂量值对应于根据所述剂量分布分配的剂量值，并且所述第二用户输入包括所述处置区域的所述至少一个位置的选择。在该方面，所述用户可以选择所述处置区域的一个位置作为针对所指定的剂量值的靶位置。同样地，所述用户可以选择包括多个位置的区域作为针对所指定的剂量值的靶区域。在本专利技术的另一相关实施例中，所述第一用户输入包括对包括所述处置区域的多个位置的区域的选择，并且所指定的剂量值对应于从根据所述剂量分布被分配给所述多个位置的剂量值导出的值，并且所述第二用户输入包括对所述处置区域的至少一个位置的选择。由此，所述用户可以有效地将分配给特定源区域的剂量转移到另一位置或靶区域。所指定的剂量值可以对应于从被分配给所述源区域中的所述多个位置的剂量值导出的适合的统计值，尤其是这些剂量值的平均值。在本专利技术的另一实施例中，所述规划单元被配置为通过将至少一个额外的目标和/或约束添加到第一目标和/或约束生成第二目标和/或约束并且基于第一用户输入和第二用户输入确定所述至少一个额外的目标和/或约本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生成处置计划的系统，所述处置计划用于对处置区域内的靶结构(23)进行消融治疗处置，所述系统被配置用于基于表示处置目的的优化目标和/或约束的处置计划生成，并且所述系统包括规划单元(4)，所述规划单元被配置为：‑向用户可视化所述处置区域中的剂量分布，所述剂量分布对应于基于第一目标和/或约束生成的第一处置计划，‑接收指定所述剂量分布内的剂量值的第一用户输入和将所述处置区域中的至少一个位置(42)指定为针对所述剂量值的靶位置的第二用户输入，‑基于所述第一目标和/或约束和所述第一用户输入和所述第二用户输入来确定第二目标和/或约束，并且‑基于所述第二目标和/或约束来生成第二处置计划。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 EP 16196215.41.一种用于生成处置计划的系统，所述处置计划用于对处置区域内的靶结构(23)进行消融治疗处置，所述系统被配置用于基于表示处置目的的优化目标和/或约束的处置计划生成，并且所述系统包括规划单元(4)，所述规划单元被配置为：-向用户可视化所述处置区域中的剂量分布，所述剂量分布对应于基于第一目标和/或约束生成的第一处置计划，-接收指定所述剂量分布内的剂量值的第一用户输入和将所述处置区域中的至少一个位置(42)指定为针对所述剂量值的靶位置的第二用户输入，-基于所述第一目标和/或约束和所述第一用户输入和所述第二用户输入来确定第二目标和/或约束，并且-基于所述第二目标和/或约束来生成第二处置计划。2.根据权利要求1所述的系统，所述规划单元(4)被配置为提供图形用户接口，所述图形用户接口用于将所述处置区域的图像(21)中的所述剂量分布进行图形可视化。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一用户输入包括对所述处置区域的位置的选择，并且所指定的剂量值对应于根据所述剂量分布被分配到所述位置的所述剂量值，并且其中，所述第二用户输入包括对所述处置区域的所述至少一个位置(42)的选择。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一用户输入包括对包括所述处置区域的多个位置的区域的选择，并且所指定的剂量值对应于从根据所述剂量分布被分配到所述多个位置的所述剂量值导出的值，并且其中，所述第二用户输入包括对所述处置区域的所述至少一个位置(42)的选择。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述规划单元(4)被配置为通过将至少一个额外的目标和/或约束添加到所述第一目标和约束来生成所述第二目标和/或约束，并且基于所述第一用户输入和所述第二用户输入来确定所述至少一个额外的目标和/或约束。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述至少一个额外的目标和/或约束对应于针对被递送到所指定的至少一个位置(42)的剂量的要求。7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述规划单元(4)被配置为基于所指定的剂量值与根据所述剂量分布被分配到所指定的至少一个位置(42)的剂量值之间的比较来...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·伊索拉，G·L·T·F·豪特瓦斯特，D·森登，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL