使用多叶准直系统用治疗性辐射对治疗区进行治疗技术方案

控制电路使用自动迭代优化过程来优化针对患者的治疗区的辐射治疗计划，自动迭代优化过程至少部分地根据预定的成本函数进行优化，其中成本函数中的至少一个成本函数有利于多叶准直系统的、具有仅最小地偏离参考曲率的局部曲率的孔径。通过一种方法，控制电路至少部分地根据以下各项中的至少一项来确定参考曲率：将参考曲率设置为静态最小局部曲率；治疗区到等中心平面上的投影映射的形状；以及/或者与要从特定方向被施用到治疗区的辐射量相关联的注量图。通过一种方法，控制电路动态地确定何时采用一个或多个这种成本函数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用多叶准直系统用治疗性辐射对治疗区进行治疗
这些教导通常涉及用治疗性辐射治疗患者的治疗区，并且更特别地涉及多叶准直器的使用。
技术介绍
使用辐射来治疗医学病症包括现有技术所努力的已知领域。例如，辐射疗法包括用于减少或消除不想要的肿瘤的许多治疗计划的重要组成部分。不幸的是，所施加的辐射固有地不能在不想要的材料与相邻的组织、器官等等之间进行区分，这些相邻的组织、器官对于患者的持续生存是所希望的甚至是至关重要的。结果，通常以仔细施用的方式来施加辐射，以试图至少将辐射限制在给定的目标区。治疗计划通常用于指定任何数量的操作参数，这些操作参数与使用特定辐射治疗平台时针对给定患者施用这种治疗有关。例如，许多治疗计划提供了将目标区暴露于来自多个不同方向的可能变化的辐射剂量中。例如，电弧疗法包括一种这种方法。这种治疗计划通常在使用前被优化。将理解的是，本文中所使用的表述“优化”、“被优化”和“优化的”不应与识别出优于所有其他可能方案的客观上“最佳的”方案的思想相混淆。相反，这种优化包括迭代地评估给定方案的备选，以典型地识别一系列渐渐更好的方案。例如，这可以包括尝试和评估对每个(或多个)前述的操作参数的迭代更改。作为这些方面的更具体的示例，当针对多叶准直器对辐射治疗计划进行优化时，优化过程通常寻求针对独立于所有其他叶片对(对于曝光的每个场)的每对叶片的最佳位置。这种独立的考虑固有依赖于不同的叶片对的解耦，这常常导致准直器的锯齿状的孔径形状。在这种情况下，每个其他叶片从叶片位置上的平均值所定义的共同前部伸出，叶片位置涉及对针对治疗目标的给定部分的辐射的调节。尽管这种方案似乎可以提供出色的目标覆盖范围和出色的性能以免任何器官陷入风险，但这种复杂的孔径形状本身会引起问题。例如，由于预测剂量分布与实际测量结果之间的差异，可能会引起临床质量保证的问题。当使用较小的孔径(其中叶片尖间距可能不超过几分之一毫米)来对小治疗区进行治疗时，这种问题尤其明显。在这种情况下，与胶片测量结果相比，方案的估计功效可能会低估最大剂量水平，例如低估7％。复杂的孔径形状也可能导致在多叶准直器中移动叶片的电动机的过度和过早磨损，这是由于叶片很大程度上多余的来回往复移动造成的。本专利技术提供一种装置，其使用权利要求中所限定的多叶准直系统来促进用治疗性辐射对患者的治疗区进行治疗。附图说明特别是当结合附图进行研究时，通过使用在以下具体实施方式中描述的多叶准直系统用治疗性辐射对治疗区进行治疗的供给，至少部分地满足了上述需求，其中：图1包括根据这些教导的各种实施例来配置的框图；图2包括根据这些教导的各种实施例来配置的流程图；图3包括根据这些教导的各种实施例来配置的流程图；图4包括根据这些教导的各种实施例来配置的示意表示；图5包括根据这些教导的各种实施例来配置的示意表示；图6包括根据这些教导的各种实施例来配置的示意表示；图7包括图示了现有技术的方法的屏幕截图；以及图8包括图示了根据这些教导的各种实施例的方法的屏幕截图。为了简单和清楚起见，图示了图中的元素，而它们不一定是按比例绘制的。例如，图中的一些元件的尺寸和/或相对定位可以相对于其他元件被放大，以帮助提高对本教导的各种实施例的理解。此外，通常没有描绘在商业上可行的实施例中有用或必需的普通但易于理解的元件，以便促进对本教导的这些各种实施例的更加清晰的查看。某些动作和/或步骤可以以特定的发生的顺序来描述或描绘，然而本领域技术人员将理解，实际上不需要序列方面的这种特异性。本文所用的术语和表述具有普通的技术含义，如上文所阐述的
的技术人员根据这些术语和表述所赋予的，除非本文另外阐述了不同的具体含义。
技术实现思路
一般而言，这些各种实施例与一种装置有关，该装置使用多叶准直系统用治疗性辐射对患者的治疗区进行治疗。该装置包括控制电路，控制电路被配置为使用自动迭代优化过程来优化针对患者的治疗区的辐射治疗计划，自动迭代优化过程至少部分地根据预定的成本函数进行优化，其中成本函数中的至少一个成本函数有利于多叶准直系统的、具有仅最小地偏离参考曲率的局部曲率的孔径。该装置还包括辐射治疗平台，辐射治疗平台可操作地被配置为根据由控制电路优化的辐射治疗计划向患者施用治疗性辐射。通过一种方法，控制电路至少部分地根据以下各项中的至少一项，来确定上面提及的参考曲率：将参考曲率设置为静态最小局部曲率，治疗区到等中心平面上的投影映射的形状，以及/或者与要从特定方向施用到治疗区的辐射量相关联的注量图。通过一种方法，控制电路确定何时采用一个或多个这种成本函数。例如，这可以包括打开和关闭对一种这种成本函数的使用。如果需要，这还可以包括在这些方面在两个或多个不同的成本函数之间进行切换。控制电路可以被配置为例如根据患者的解剖结构和/或依据辐射治疗计划要施用的剩余注量来做出这种确定。这些教导在实践中高度灵活。代替前述内容或与其结合，例如，控制电路可以被配置为根据有利于多叶准直系统的更大孔径的成本函数进行优化。通过一种方法，这些教导将适应引入新的方案组成部分，新的方案组成部分以优化过程的成本函数来使得不利于多叶准直器孔径的锯齿状边缘。例如，这可以包括将组成部分配置为有利于最小局部曲率的孔径。在这种情况下，仅当相邻叶片对调节给定治疗目标的相同空间连续部分时，才应计入对应的成本。通过一种方法，这些教导将适应确定在优化过程的每次迭代中在何处及何时施加上面提及的约束。因此，通常会产生趋于有利于大孔径的新的候选解决方案。如此配置后，这些教导产生辐射治疗计划，该辐射治疗计划更一贯地产生合理地与预测结果相符的临床结果且不会损失临床方案质量。取决于特定实现，这些教导可以导致准直器孔径的数量减少和/或准直器孔径的平均尺寸增加。这些教导通常还可以减少孔径边缘的锯齿状和/或减少治疗计划中的监视器单元(MU)的数量。具体实施方式通过对以下具体实施方式进行彻底的评估和研究，这些和其他益处将变得更加清晰。使用种类繁多的可用和/或易于配置的平台中的任何一种，包括在本领域中已知的部分或全部可编程平台或可以期望用于一些应用的专用平台，都可以轻松实现本文所述的教导。现在参考附图，并特别地参考图1，现在将提供对这种装置100的说明性方法。在此特定示例中，实现装置100包括控制电路101。作为“电路”，控制电路101因此包括这种结构，该结构包括至少一个(通常为许多)以有序方式输送电力的导电路径(诸如由诸如铜或银之类的导电金属组成的路径)，其中(一个或多个)路径通常还将包括对应的电气组件(视情况而定，无源的(诸如电阻器和电容器)和有源的(诸如任何各种各样的基于半导体的器件)两者)，以允许电路实现这些教导的控制方面。这种控制电路101可以包括固定用途的硬连线硬件平台(包括但不限于专用集成电路(ASIC)(其是通过设计为特定用途而被定制的集成电路，而不是旨在用于一般用途)、现场可编程门阵列(FPGA)等)，或者可以包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用多叶准直系统来促进用治疗性辐射对患者的治疗区进行治疗的装置，所述装置包括：/n控制电路，被配置为使用自动迭代优化过程来优化针对所述患者的治疗区的辐射治疗计划，所述自动迭代优化过程至少部分地根据预定的成本函数进行优化，其中所述成本函数中的至少一个成本函数有利于所述多叶准直系统的、具有仅最小地偏离参考曲率的局部曲率的孔径；以及/n辐射治疗平台，可操作地被配置为根据由所述控制电路优化的所述辐射治疗计划，向所述患者施用所述治疗性辐射。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 US 15/941,3261.一种使用多叶准直系统来促进用治疗性辐射对患者的治疗区进行治疗的装置，所述装置包括：
控制电路，被配置为使用自动迭代优化过程来优化针对所述患者的治疗区的辐射治疗计划，所述自动迭代优化过程至少部分地根据预定的成本函数进行优化，其中所述成本函数中的至少一个成本函数有利于所述多叶准直系统的、具有仅最小地偏离参考曲率的局部曲率的孔径；以及
辐射治疗平台，可操作地被配置为根据由所述控制电路优化的所述辐射治疗计划，向所述患者施用所述治疗性辐射。


2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路被配置为至少部分地根据以下各项中的至少一项来确定所述参考曲率：
将所述参考曲率设置为静态最小局部曲率；
所述治疗区到等中心平面上的投影映射的形状；以及
与要从特定方向被施用到所述治疗区的辐射量相关联的注量图。


3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：确定选择性地采用有利于所述多叶准直系统的、具有仅最小地偏离所述参考曲率的局部曲率的孔径的成本函数。


4.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：至少部分地根据以下各项中的至少一项，来确定选择性地采用有利于所述多叶准直系统的、具有仅最小地偏离所述参考曲率的局部曲率的孔径的成本函数：
所述患者的解剖结构；以及
依照所述辐射治疗计划要被施用的剩余注量。


5.根据权利要求3所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：通过选择何时在多个不同的参考曲率中切换，确定选择性地采用有利于所述多叶准直系统的、具有仅最小地偏离所述参考曲率的局部曲率的孔径的成本函数。


6.根据权利要求1所述的装置，其中所述成本函数中的至少另一成本函数有利于所述多叶准直系统的更大孔径。


7.根据权利要求6所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：确定何时选择性地采用有利于所述多叶准直系统的更大孔径的成本函数。


8.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制电路被配置为：对于给定的多叶准直器的每对叶片，确定是否选择性地采用有利于所述多叶准直系统的更大孔径的成本函数。


9.根据权利要求1所述的装置，其中所述多叶准直系统包括多层多叶准直器。


10.一种使用多叶准直系统来促进用治疗性辐射对患者的治疗区进行治疗的装置，所述装置包括：
控制电路，被配置为使用自动迭代优化过程来优化针对所述患者的治疗区的辐射治疗计划，所述自动迭代优化过程至少部分地根据预定的成本函数进行优化，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·T·T·奥利拉，J·I·诺德，J·Y·佩尔托拉，
申请(专利权)人：瓦里安医疗系统国际股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH