放射疗法治疗计划优化工作流程制造技术

提供了用于执行放射治疗规划的系统和方法。示例性系统可以包括处理器设备，该处理器设备通信地耦接至存储器设备并且被配置成在执行存储在存储器设备中的指令时执行操作。所述操作可以包括接收包括一个或更多个剂量约束的参考治疗计划，以及基于参考治疗计划确定多个放射束的分段信息。所述操作还可以包括使用注量图优化算法基于一个或更多个剂量约束来确定多个放射束中的每一个的注量图。所述操作还可以包括基于多个放射束的注量图来确定剂量分布。所述操作还可以包括基于分段信息和剂量分布使用热启动优化算法来确定新治疗计划的至少一个束调制特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】放射疗法治疗计划优化工作流程优先权要求本申请要求于2017年9月13日提交的美国申请序列号15/702,981的优先权的权益，其全部内容由此通过引用并入本文中。
本公开内容总体上涉及放射疗法或放射疗法。更具体地，本公开内容涉及用于优化放射疗法治疗计划的系统和方法。
技术介绍
放射疗法用于治疗哺乳动物(例如，人和动物)组织中的癌症和其他疾病。提供了一种使用线性加速器(LINAC)的示例性放射疗法，由此通过高能粒子(例如，电子、质子、离子等)照射靶(例如，肿瘤)。在典型的基于LINAC的放射治疗中，多个放射束从不同的角度指向靶。周围正常组织通常称为危及器官(OAR)。为了防止OAR受到由放射束引起的严重附带损伤，由这些OAR接收到的剂量应当被限制到特定水平。在治疗规划期间需要满足对由OAR接收的剂量的这种限制，通常称为约束。治疗规划是涉及确定用于在约束下实现治疗目标的特定放射疗法参数(例如，放射束角度、每个角度的放射强度水平等)的过程。治疗规划操作的结果是放射疗法治疗计划，在下文中也被称为治疗计划或被简称为计划。典型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射疗法治疗规划系统，包括：/n存储器设备，其存储计算机可执行指令；以及/n通信地耦接至所述存储器设备的至少一个处理器设备，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器设备执行时使得所述处理器设备执行以下操作，包括：/n接收参考治疗计划，所述参考治疗计划包括一个或更多个剂量约束和控制点信息；/n接收未包括在接收到的参考治疗计划中的至少一个医学图像和结构集；/n基于接收到的至少一个医学图像和结构集来确定新治疗计划；/n基于所述参考治疗计划确定多个放射束的控制点信息，并且将所述多个放射束配准到接收到的至少一个医学图像；/n使用注量图优化算法以及接收到的至少一个医学图像和结构集，基于包括...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170913 US 15/702,9811.一种放射疗法治疗规划系统，包括：
存储器设备，其存储计算机可执行指令；以及
通信地耦接至所述存储器设备的至少一个处理器设备，其中，所述计算机可执行指令在被所述至少一个处理器设备执行时使得所述处理器设备执行以下操作，包括：
接收参考治疗计划，所述参考治疗计划包括一个或更多个剂量约束和控制点信息；
接收未包括在接收到的参考治疗计划中的至少一个医学图像和结构集；
基于接收到的至少一个医学图像和结构集来确定新治疗计划；
基于所述参考治疗计划确定多个放射束的控制点信息，并且将所述多个放射束配准到接收到的至少一个医学图像；
使用注量图优化算法以及接收到的至少一个医学图像和结构集，基于包括在所述参考治疗计划中的一个或更多个剂量约束来确定所述多个放射束中的每一个的优化的注量图；
基于所述多个放射束的优化的注量图来确定优化的剂量分布；以及
通过优化所述控制点的形状和/或权重和/或所述多个放射束的权重以实现所述优化的剂量分布，基于所述参考治疗计划中包括的控制点信息使用热启动优化算法确定所述新治疗计划的至少一个束调制特性。


2.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述新治疗计划用于被执行所述参考计划的同一患者。


3.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述新治疗计划用于与被执行所述参考计划的患者不同的患者。


4.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述操作还包括：
接收至少一个更新的医学图像；
确定用于更新的医学图像的更新的结构集或接收更新的结构集；
确定更新的结构集与所述参考治疗计划中包括的结构集之间的差异；以及
使用分段孔径变形算法基于所述差异确定经修改的控制点信息并且使用所述经修改的控制点信息用于所述热启动优化。


5.根据权利要求4所述的放射疗法治疗规划系统，其中，接收更新的医学图像包括从被执行所述参考计划的同一患者接收更新的医学图像。


6.根据权利要求4所述的放射疗法治疗规划系统，其中，接收更新的医学图像包括接收与被执行所述参考计划的患者不同的患者的更新的医学图像。


7.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述参考治疗计划基于预定计划模板，并且所述新治疗计划用于与被执行所述参考计划的患者不同的患者。


8.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述控制点信息包括籍其调制所述多个放射束的一组多叶准直器孔径的形状。


9.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述一个或更多个剂量约束包括对由一个或更多个危及器官(OAR)接收的放射剂量的限制。


10.根据权利要求1所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述新治疗计划的至少一个束调制特性包括籍其调制所述多个放射束的一组优化的多叶准直器孔径的形状。


11.根据权利要求10所述的放射疗法治疗规划系统，其中，所述新治疗计划的至少一个束调制特性包括分别与所述一组优化的多叶准直器孔径中的优化的多叶准直器孔径相关联的加权因子，所述加权因子指示通过相应的优化的多叶准直器孔径要递送的放射剂量的相对比例。


12.一种用于执行放射疗法治疗规划的方法，所述方法由执行计算机可执行指令的至少一个处理器设备实施，所述方法包括：
接收参考治疗计划，所述参考治疗计划包括一个或更多个剂量约束和控制点信息；
接收未包括在接收到的参考治疗计划中的至少一个医学图像和结构集；
基于接收到的至少一个医学图像和结构集来确定新治疗计划；
基于所述参考治疗计划来确定多个放射束的控制点信息，并且将所述多个放射束配准到接收到的至少一个医学图像；
使用注量图优化算法以及接收到的至少一个医学图像和结构集，基于包括在所述参考治疗计划中的一个或更多个剂量约束确定所述多个放射束中的每一个的优化的注量图；
基于所述多个放射束的优化的注量图来确定优化的剂量分布；以及
通过优化所述控制点的形状和/或权重和/或所述多个放射束的权重以实现所述优化的剂量分布，...

【专利技术属性】
技术研发人员：维吉尔·马修·威尔卡特，斯潘塞·马歇尔，
申请(专利权)人：医科达有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US