用于确定弧形疗法的弧形剂量的系统和方法技术方案

提供了用于放射递送的系统和方法。一种示例性方法包括：接收描绘患者组织的目标区域的解剖结构数据的图像，并确定要递送到目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量。该方法还包括：将用于VMAT的弧离散化为多个弧形区段，并执行用于根据在多个弧形区段中递送的放射来确定弧形剂量的迭代过程。该方法还包括：确定是否满足终止迭代过程的条件，以及基于满足终止迭代过程的条件的确定结果来终止迭代过程。止迭代过程的条件的确定结果来终止迭代过程。止迭代过程的条件的确定结果来终止迭代过程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定弧形疗法的弧形剂量的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2018年6月29日提交的美国临时申请第62/692,235号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。


[0003]本公开总体涉及放射疗法或放射治疗。更具体地，本公开涉及用于确定在放射疗法期间弧形疗法的弧形剂量的系统和方法。

技术介绍

[0004]容积调强弧形疗法(Volumetric modulated arc therapy，VMAT)是一种旨在递送高度适形放射治疗的放射疗法治疗技术。在VMAT治疗中，当台架围绕患者旋转时，连接到台架的放射源发射具有变化的形状和强度的射束。创建个体患者VMAT治疗计划通常是反复试验的过程。递送到目标区域的放射剂量可以与放射对患者器官的影响进行权衡。此外，通过操作程序约束，然后重新计算暴露图(exposure map)来调整治疗计划。这些操作对重新计算的暴露图的影响可能难以预料。例如，甚至调整程序约束的顺序也可能影响暴露图。因此，治疗计划可能取决于有经验的医师的主观判断。即使最熟练的医师也无法保证治疗计划的最优性，或者是否额外的努力可以确定更好的计划。
[0005]因此，可能需要开发实时跟踪和调整弧形治疗中递送到目标区域的剂量的改进的治疗计划系统及方法。

技术实现思路

[0006]在一个方面，本公开涉及用于容积调强弧形疗法(VMAT)的放射治疗设备。所述放射治疗设备包括：台架，其被配置为沿轨迹旋转，所述轨迹包括用于VMAT的弧，所述弧包括多个控制点；以及成像装置，其被配置为捕获描绘患者的解剖结构数据的一个或多个图像。所述放射治疗设备还包括控制器，该控制器被配置为执行操作，包括：接收描绘患者组织的目标区域的解剖结构数据的图像；确定要递送到所述目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量；将用于所述VMAT的弧离散化为多个弧形区段，所述多个弧形区段中的每个弧形区段位于所述多个控制点中的两个连续控制点之间；执行包括至少一次迭代的迭代过程。所述迭代过程的每次迭代包括：对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段：使用所述目标区域的所述解剖结构数据和所述目标区域数据执行注量优化过程，以基于所述初始规定剂量、更新的规定剂量或基于所述目标区域的解剖结构数据确定的偏差剂量中的一个来生成对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段要递送的子剂量的分布轮廓；将所述子剂量分布轮廓分割为用于将所述子剂量递送到所述目标区域的多个区段；在所述多个区段中，识别一个或多个不可递送区段，所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段违反所述放射治疗设备的约束；用更新的区段替换所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段，其中所述更新的区段不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束；基于所述更
新的区段和不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束的所选区段来确定弧形剂量；沿所述弧用所确定的弧形剂量将放射递送到所述目标区域；从所述规定剂量中减去所确定的弧形剂量以生成更新的规定剂量。由控制器执行的操作可以进一步包括确定是否满足终止所述迭代过程的条件；以及基于满足终止所述迭代过程的条件的确定结果来终止所述迭代过程。
[0007]在另一方面，本公开涉及一种使用VMAT装置将放射递送到患者的目标区域的方法。所述方法包括：接收描绘患者组织的目标区域的解剖结构数据的图像；确定要递送到所述目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量；将用于所述VMAT的弧离散化为多个弧形区段，所述多个弧形区段中的每个弧形区段位于所述多个控制点中的两个连续控制点之间；执行包括至少一次迭代的迭代过程。所述迭代过程的每次迭代包括：对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段：使用所述目标区域的所述解剖结构数据和所述目标区域数据执行注量优化过程，以基于所述初始规定剂量、更新的规定剂量或基于所述目标区域的所述解剖结构数据确定的偏差剂量中的一个来生成对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段要递送的子剂量的分布轮廓；将所述子剂量分布轮廓分割为用于将所述子剂量递送到所述目标区域的多个区段；在所述多个区段中，识别一个或多个不可递送区段，所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段违反所述放射治疗设备的约束；用更新的区段替换所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段，其中所述更新的区段不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束；基于所述更新区段和不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束的所选区段来确定弧形剂量；沿所述弧用所确定的弧形剂量将放射递送到所述目标区域；从所述规定的剂量中减去所确定的弧形剂量以生成更新的规定剂量。所述方法还包括确定是否满足终止所述迭代过程的条件；以及基于满足终止所述迭代过程的条件的确定结果来终止所述迭代过程。
[0008]在又一方面，本公开涉及一种非暂时性计算机可读介质，其存储一组指令，所述一组指令能够由装置的至少一个处理器执行以使所述装置执行一种方法，该方法包括：接收描绘患者组织的目标区域的解剖结构数据的图像；确定要递送到所述目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量；将用于所述VMAT的弧离散化为多个弧形区段，所述多个弧形区段中的每个弧形区段位于所述多个控制点中的两个连续控制点之间；执行包括至少一次迭代的迭代过程。所述迭代过程的每次迭代包括：对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段：使用所述目标区域的所述解剖结构数据和所述目标区域数据执行注量优化过程，以基于所述初始规定剂量、更新的规定剂量或基于目标区域的所述解剖结构数据确定的偏差剂量中的一个来生成对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段要递送的子剂量的分布轮廓；将所述子剂量分布轮廓分割成为用于将所述子剂量递送到所述目标区域的多个区段；在所述多个区段中，识别一个或多个不可递送区段，所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段违反所述放射治疗设备的约束；用更新的区段替换所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段，其中所述更新的区段不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束；基于所述更新的区段和不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束的所选区段来确定弧形剂量；沿所述弧用所确定的弧形剂量将放射递送到所述目标区域；从所述规定剂量中减去所确定的弧形剂量以生成更新的规定剂量。所述方法还包括确定是否满足终止所述迭代过程的条件；以及基于满足终止所述迭代过程的条件的确定结果来终止所述迭代过
程。
[0009]本公开的另外的目的和优点将在下面的详细描述中在某种程度上阐明，并且在某种程度上从描述中将是显而易见的，或者可以通过本公开的实践而习得。本公开的目的和优点将通过在所附权利要求中特别指出的元件和组合来实现和获得。
[0010]应当理解，前述一般性描述和以下详细描述仅是示例性和解释性的，并且不限制所要求保护的本公开。
附图说明
[0011]在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的数字可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于容积调强弧形疗法(VMAT)的放射治疗设备，所述放射治疗设备包括：台架，其被配置为沿轨迹旋转，所述轨迹包括用于VMAT的弧，所述弧包括多个控制点；成像装置，其被配置为捕获描绘患者的解剖结构数据的一个或多个图像；以及控制器，其被配置为执行操作，包括：接收描绘患者组织的目标区域的解剖结构数据的图像；确定要递送到所述目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量；将用于所述VMAT的弧离散化为多个弧形区段，所述多个弧形区段中的每个弧形区段位于所述多个控制点中的两个连续控制点之间；执行包括至少一次迭代的迭代过程，所述迭代过程的每次迭代包括：对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段：使用所述目标区域的所述解剖结构数据和所述目标区域数据执行注量优化过程，以基于所述初始规定剂量、更新的规定剂量或基于所述解剖结构数据确定的偏差剂量中的一个来生成对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段要递送的子剂量的分布轮廓；将所述子剂量分布轮廓分割为用于将所述子剂量递送到所述目标区域的多个区段；在所述多个区段中，识别一个或多个不可递送区段，所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段违反所述放射治疗设备的约束；用更新的区段替换所述一个或多个不可递送区段中的每个不可递送区段，其中所述更新的区段不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束；基于所述更新的区段和不违反所述放射治疗设备的机械约束或效率约束的所选区段来确定弧形剂量；沿所述弧用所确定的弧形剂量将放射递送到所述目标区域；以及从所述规定剂量中减去所确定的弧形剂量以生成更新的规定剂量；确定是否满足终止所述迭代过程的条件；以及基于满足终止所述迭代过程的条件的确定结果来终止所述迭代过程。2.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中所述终止所述迭代过程的条件是以下之一：所执行的迭代过程的迭代次数等于或超过阈值数；或者所述更新的规定剂量等于或小于阈值剂量。3.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中所述控制器被配置为基于所述满足终止所述迭代过程的条件的确定结果来终止治疗。4.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中所述成像装置进一步被配置为捕获描绘所述患者的更新的解剖结构数据的图像，所述迭代过程的至少一次迭代进一步包括：从所述成像装置接收描绘所述目标区域的更新的解剖结构数据的图像；以及使用所述目标区域的所述更新的解剖结构数据和所述目标区域数据执行所述注量优化过程，以根据基于所述更新的解剖结构数据确定的偏差剂量生成所述多个弧形区段中的每个弧形区段中要递送的子剂量的分布轮廓。5.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中所述成像装置进一步被配置为捕获描绘所述患者的更新的解剖结构数据的图像，所述迭代过程的至少一次迭代进一步包括：从所述成像装置接收描绘所述目标区域的更新的解剖结构数据的图像；基于所述更新的解剖结构数据确定偏差剂量；以及
基于所确定的偏差剂量确定对于所述多个弧形区段中的每个弧形区段要递送的子剂量的分布轮廓。6.根据权利要求5所述的放射治疗设备，其中所述控制器进一步被配置为执行操作，包括：基于所述更新的解剖结构数据调整用于递送放射的所述放射治疗设备的参数，其中，执行所述迭代过程至少部分地基于调整后的参数。7.根据权利要求6所述的放射治疗设备，其中基于所述更新的解剖结构数据调整用于递送放射的所述放射治疗设备的所述参数，包括：基于所述更新的解剖结构数据确定用于递送放射的所述放射治疗设备的日志文件，其中执行所述迭代过程至少部分地基于所确定的日志文件。8.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中识别一个或多个不可递送区段，包括：当台架以预定速度旋转时，识别违反所述放射治疗设备的约束的不可递送区段。9.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中识别一个或多个不可递送区段，包括：识别违反在两个控制点之间移动的多叶准直器(MLC)叶片的最大速度的不可递送区段。10.根据权利要求1所述的放射治疗设备，其中所述成像装置包括磁共振成像(MRI)装置、锥形束计算机断层摄影(CBCT)扫描仪、超声装置或电子射野成像装置(EPID)中的一种。11.一种使用VMAT装置将放射递送到患者的目标区域的方法，所述方法包括：接收描绘患者组织的所述目标区域的解剖结构数据的图像；确定要递送到所述目标区域的放射疗法的放射的初始规定剂量；将用于所述VMAT的弧离散化为多个弧形区段，所述多个弧形区段中的每个弧形区段位于所述多个控制点中的两个连续控制点之间；执行包括至少一次迭代的迭代过程，所述迭代...

【专利技术属性】
技术研发人员：查理斯，
申请(专利权)人：埃莱克塔公共有限公司，
类型：发明
国别省市：