辐射治疗规划优化和可视化制造技术

一种辐射规划系统，包括：预测器‑校正器优化器单元，其基于具有当前逼近剂量的控制点的汇集来计算预测的剂量，每个控制点具有叶片位置的对应集合，并且基于通过在能实现的叶片位置中的层状图形结构中的最低成本或最短路径的所预测的通量与当前逼近通量的差来确定具有叶片位置的集合的额外控制点。工具被描述为帮助规划者基于所识别的影响的区域来评价对当前计划的参数改变的影响。规划者基于对所述目标之间的计划目标和相关性的可视化来查看当前计划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辐射治疗规划优化和可视化
下文总体涉及外部辐射治疗规划。其具体与辐射治疗计划构建、优化和可视化结合应用，并且将具体参考其加以描述。然而，应当理解，其还应用于其他使用场景，而不必限于前述应用。例如，下文能够被用于在各种工业应用中(例如消毒、聚合物燃烧、改变电、机械或化学性质等)将选定的辐射剂量递送至靶标区域，甚至在无物理访问的情况下递送至包括内部区域的工业产品的选定区域。
技术介绍
外部射束辐射治疗(EBRT)计划是基于线性粒子加速器(LINAC)的机器特性以及每位个体患者的信息来构建的。针对每位患者的情况创建计划，所述计划包含在具体机器的可能性之内递送治疗辐射所需要的机器配置。辐射的目标是破坏肿瘤细胞，同时使对风险器官(OAR)的辐射剂量最小化。诸如LINAC的外部射束辐射递送(EBRT)设备通常从不同方向进行辐照以使对危险器官的剂量最小化。使用不同的辐照类型。例如，最常使用的光子，并且备选的是电子、质子、重离子。辐射射束的形状能够利用多叶准直器(MLC)来控制。MLC包括辐射阻挡材料的叶片对，其能在机器约束内被定位并且由控制器进行控制。针对射束的左叶和右叶两者的叶片位置的一个集合通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辐射递送规划的方法，包括：接收(110)辐射递送计划，所述辐射递送计划包括控制点的汇集，每个控制点具有针对多叶准直器的叶片位置的对应集合以逼近离散通量平面；利用对应的剂量体积来计算(112)通量平面值x*的预测集合；并且经由通过在针对每个潜在控制点的叶片位置的层状图形结构中的最低成本或最短路径的对当前逼近通量平面与预测通量的差x*‑xcurr的校正映射来确定(114)具有叶片位置的对应集合的额外控制点，并且将具有叶片位置的对应集合的所确定的控制点添加到控制点的所述汇集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.22 US 62/053,4021.一种辐射递送规划的方法，包括：接收(110)辐射递送计划，所述辐射递送计划包括控制点的汇集，每个控制点具有针对多叶准直器的叶片位置的对应集合以逼近离散通量平面；利用对应的剂量体积来计算(112)通量平面值x*的预测集合；并且经由通过在针对每个潜在控制点的叶片位置的层状图形结构中的最低成本或最短路径的对当前逼近通量平面与预测通量的差x*-xcurr的校正映射来确定(114)具有叶片位置的对应集合的额外控制点，并且将具有叶片位置的对应集合的所确定的控制点添加到控制点的所述汇集。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：对所述方法的步骤进行迭代(116)，直到满足预定的停止准则，例如迭代的次数和/或当前逼近剂量与预测剂量的差的阈值改变。3.根据权利要求1和2中的任一项所述的方法，其中，通过使以下函数最小化来确定理想通量值x*：其中，x是所述通量平面值，Oj是第j个剂量目标，并且α是目标的权重。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述x*是利用非线性优化算法来计算的。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述非线性优化算法是包括有限的存储变量的Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shannon算法。6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中，所述最短路径是通过由‖x*-xcurr-γs‖2-‖x*-xcurr‖2定义的成本函数来表示的，其中，γ表示未知权重，并且s表示叶片位置的未知集合，其中，所述成本函数能够被扩展为包括其他优选项，如分段形状、分段开口、以及控制点之间权重的变化。7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中，计算包括在计算所述逼近通量和剂量之前从所述汇集中移除所述控制点中的一个。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述层状图形结构被限制到在经移除的控制点的附近之内的控制点。9.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中，所述校正映射包括多个校正映射，每个校正映射产生控制点；并且其中，添加包括根据预定度量来选择所确定的控制点中的一个。10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中，所述层状图形结构包括具有针对每个潜在控制点的节点的层，并且每个第i层表示在多叶准直器(MLC)的第i行中的叶片对，并且在层中的所述节点表示所有能实现的叶片对位置，并且由矢量br表示的每个节点，所述矢量br包括二值序列，其中，每个位表示具有针对未准直的为1并且针对准直的为0的值的像素或开口，并且相邻层的节点由图形边缘连接，第一权重er和正则化值被分配到所述图形边缘。11.根据权利要求1-8中的任一项所述的方法，其中，通过下式来定义所述当前逼近通量xcurr：xcurr＝∑iwiχi，其中，w是权重，χ是在通过位置中具有1并且在阻挡位置具有0的特征函数，并且针对每个控制点i被加和。12.一种辐射递送系统，包括：辐射递送设备(28)；控制器(38)，其被配置为控制所述辐射递送设备以依照辐射递送计划递送辐射；以及一个或多个处理器(56)，其被配置为通过执行如权利要求1-11中的任一项所述的步骤来确定所述辐射递送计划。13.一种用于辐射递送规划(10)的系统，包括：控制点管理器单元或器件(70)，其被配置为接收辐射递送计划，所述辐射递送计划包括当前逼近剂量dcurr、以及控制点的汇集，每个控制点具有针对多叶准直器的叶片位置的对应集合，以逼近离散通量平面；预测单元或...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·维克，H·S·黑泽，D·贝斯特罗夫，J·威斯，C·诺伊基兴，A·A·伊索拉，M·F·巴尔，
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