自适应剂量累积算法制造技术

提供了用于实时调整针对患者的放射疗法治疗的技术。该技术包括以下操作，所述操作包括：在向患者递送放射疗法治疗分段期间，以第一速率获得患者的一个或更多个图像；基于以第一速率获得的一个或更多个图像，以第二速率生成患者运动信息；在放射疗法治疗分段的递送期间，以第三速率接收放射疗法治疗装置设置；在放射疗法治疗分段的递送期间，基于生成的患者运动信息和放射疗法治疗装置设置计算具有第一准确度水平的递送至患者的剂量；以及在放射疗法治疗分段的递送期间，使用一个或更多个先前的剂量计算确定具有与第一准确度水平相比第二较高的准确度水平的递送至患者的累积剂量的实时测量。量的实时测量。量的实时测量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自适应剂量累积算法


[0001]本公开内容总体上涉及辐射疗法或放射疗法。更具体地，本公开内容涉及用于在放射疗法治疗分段期间实时计算累积剂量的系统和方法。

技术介绍

[0002]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。放射疗法包括基于直线粒子加速器(LINAC)的放射疗法和环形粒子加速器(例如，回旋加速器、同步加速器和同步回旋加速器)。应准确控制辐射束的方向和形状以确保目标肿瘤接受规定的辐射，并且束的布置应尽量使得对周围健康组织的损害最小化，该周围健康组织包括通常称为危及器官(OAR)的特别敏感的器官。治疗规划可以用于控制辐射束参数，并且放射疗法装置通过根据治疗计划向患者递送空间上变化的剂量分布来实现治疗。

技术实现思路

[0003]在一些实施方式中，提供了用于执行操作的计算机实现的方法、暂态或非暂态计算机可读介质以及包括存储器和处理器的系统，所述操作包括：由一个或更多个处理器在向患者递送放射疗法治疗分段期间以第一速率获得患者的一个或更多个图像；通过以低于第一速率的第二速率对一个或更多个图像进行采样而基于以第一速率获得的一个或更多个图像以第二速率生成患者运动信息；在放射疗法治疗分段的递送期间，以大于第一速率的第三速率接收放射疗法治疗装置设置；在放射疗法治疗分段的递送期间，基于生成的患者运动信息和放射疗法治疗装置设置计算具有第一准确度水平的递送至患者的剂量；以及在放射疗法治疗分段的递送期间，使用一个或更多个先前的剂量计算以低于第一速率的速率确定具有与第一准确度水平相比第二较高的准确度水平的递送至患者的累积剂量的实时测量。
[0004]在一些实施方式中，操作还包括：确定对剂量进行计算和累积的第四速率，第四速率低于第一速率；以及基于对剂量进行计算的第四速率设置对一个或更多个图像进行采样的第二速率。
[0005]在一些实施方式中，生成患者运动信息包括：调整对一个或更多个图像的集合进行采样的第二速率，以从生成的患者运动信息中忽略和排除一个或更多个图像中以第一速率获得的部分。
[0006]在一些实施方式中，使用高级蒙特卡罗剂量计算技术来计算剂量，从而导致具有与第一准确度水平相对应的噪声水平的剂量分布。
[0007]在一些实施方式中，以第四速率计算剂量，使得以第四速率输出针对放射疗法治疗分段的多个剂量计算中的每一个，多个剂量计算中的每一个分别具有低于第二准确度水平的准确度水平，并且所述操作还包括：将多个剂量计算中的每一个转换到参考几何结构的相同参照系，并且以各自的增量累积多个剂量计算中的每一个，以确定累积剂量的实时测量，其中，累积中的每个增量使剂量测定指数的准确度水平增加。
[0008]在一些实施方式中，第二速率被设置为足以分辨患者的运动模式的值，其中，每个个体剂量计算的准确度水平包括个体高级蒙特卡罗剂量计算，其中，第二准确度水平包括累积的三维(3D)蒙特卡罗剂量计算。
[0009]在一些实施方式中，剂量测定指数包括以下中至少之一：从3D剂量分布提取的定量单个测量、接近最大剂量、接近最小剂量或剂量分布与目标体积之间的一致性测量。
[0010]在一些实施方式中，剂量测定指数包括剂量值直方图(DVH)或DVH测量。
[0011]在一些实施方式中，操作还包括：通过提取累积的3D蒙特卡罗剂量计算中的3D部分的子集来计算剂量测定指数，该剂量测定指数具有比第一准确度水平和第二准确度水平高的第三准确度水平。
[0012]在一些实施方式中，操作还包括：基于生成患者运动信息的第二速率将放射疗法治疗装置设置压缩成单个有效区段，其中，基于压缩的放射疗法治疗装置设置计算剂量。
[0013]在一些实施方式中，以第三速率接收的放射疗法治疗装置设置包括在放射疗法治疗分段的与第三速率相对应的给定时间间隔期间执行的对放射疗法治疗装置设置的一组更新，该方法还包括将由多个束递送区段递送的总注量聚集到单个有效区段中。
[0014]在一些实施方式中，单个有效区段包括每个束限制装置(BLD)元件对的起始位置和停止位置，其中，计算有效区段包括：针对每个BLD元件对，包括用于执行以下项的操作：针对一组更新中的每次更新，获得BLD元件对的所有位置；在一组更新中的获得的位置中识别当前BLD元件对中的每个BLD元件对的最大位置；在一组更新中的获得的位置中识别当前BLD元件对中的每个BLD元件对的最小位置；将最小位置指定为当前BLD元件对中的每个BLD元件对的起始位置；以及将最大位置指定为当前BLD元件对中的每个BLD元件对的停止位置。
[0015]在一些实施方式中，BLD元件对包括多叶准直器(MLC)的夹片对或MLC的叶片对中的至少一者，并且所述操作还包括：确定针对一组更新中的每次更新递送的监测单元(MU)的数目；累积针对一组更新的确定的MU的数目以计算总注量；以及将累计的MU分配至有效区段。
[0016]在一些实施方式中，所述操作还包括：基于所确定的在放射疗法治疗分段的递送期间递送至患者的累积剂量的实时测量，以第四速率生成剂量累积的可视化。
[0017]在一些实施方式中，可视化示出了放射疗法治疗分段的实时进展，以及所述操作还包括：获得基于参考放射疗法治疗计划计算的参考剂量测定指数；以及通过以图形方式显示相对于参考剂量测定指数的基于累积剂量的相同剂量测定指数而在可视化中呈现实时进展。
[0018]在一些实施方式中，所述操作还包括：在放射疗法治疗分段的递送期间基于确定的剂量的实时测量和一个或更多个另外的因素来门控或调整放射疗法治疗装置设置。
[0019]在一些实施方式中，患者运动信息通过以下操作生成：将患者运动模型应用于患者的一个或更多个参考图像以创建运动估计；以及使用运动估计将患者解剖结构变形到当前状态。
[0020]在一些实施方式中，计算剂量包括与放射疗法治疗分段的第一部分相对应的第一计算剂量，该方法还包括：对第一计算剂量的微分剂量体积直方图进行降噪，同时计算用于放射疗法治疗分段的第二部分的第二剂量。
[0021]上述概述旨在提供本专利申请的主题的概述。其并不旨在提供对本专利技术主题的排他性或详尽解释。包括具体实施方式以提供关于本专利申请的其他信息。
附图说明
[0022]在不一定按比例绘制的附图中，贯穿若干视图，相似的附图标记描述基本上相似的部件。具有不同字母后缀的相似附图标记表示基本上相似的部件的不同实例。附图通过示例的方式而非通过限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种实施方式。
[0023]图1是根据一些示例的适于在放射疗法治疗分段期间执行实时剂量计算的说明性放射疗法系统。
[0024]图2是根据本公开内容的一些示例的说明性图像引导的放射疗法装置。
[0025]图3是根据本公开内容的一些示例的放射疗法治疗装置部件的说明性更新速率。
[0026]图4是根据本公开内容的一些示例的说明性有效束限制装置区段表示。
[0027]图5是根据本公开内容的一些示例的剂量累积的说明性可视化。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】1.一种方法，包括：由一个或更多个处理器在向患者递送放射疗法治疗分段期间，以第一速率获得所述患者的一个或更多个图像；通过以低于所述第一速率的第二速率对所述一个或更多个图像进行采样，基于以所述第一速率获得的所述一个或更多个图像以所述第二速率生成患者运动信息；在所述放射疗法治疗分段的递送期间以大于所述第一速率的第三速率接收放射疗法治疗装置设置；在所述放射疗法治疗分段的递送期间，基于生成的患者运动信息和所述放射疗法治疗装置设置计算具有第一准确度水平的递送至所述患者的剂量；以及在所述放射疗法治疗分段的递送期间，使用一个或更多个先前的剂量计算以低于所述第一速率的速率确定具有与所述第一准确度水平相比第二较高的准确度水平的递送至所述患者的累积剂量的实时测量。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：确定计算和累积所述剂量的第四速率，所述第四速率低于所述第一速率；以及基于计算所述剂量的所述第四速率来设置对所述一个或更多个图像进行采样的所述第二速率。3.根据权利要求2所述的方法，其中，生成所述患者运动信息包括：调整对所述一个或更多个图像的集合进行采样的所述第二速率，以从所述生成的患者运动信息中忽略和排除所述一个或更多个图像中以所述第一速率获得的部分。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，使用高级蒙特卡罗剂量计算技术来计算所述剂量，从而产生具有与所述第一准确度水平相对应的噪声水平的剂量分布。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，以第四速率计算所述剂量，使得以所述第四速率输出针对所述放射疗法治疗分段的多个剂量计算中的每一个，所述多个剂量计算中的每一个分别具有低于所述第二准确度水平的准确度水平，所述方法还包括：将所述多个剂量计算中的每一个转换到参考几何结构的相同参照系，并且以各自的增量累积所述多个剂量计算中的每一个，以确定所述累积剂量的实时测量，其中，累积中的每个增量使剂量测定指数的准确度水平增加。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二速率被设置为足以分辨所述患者的运动模式的值，其中，每个个体剂量计算的准确度水平包括个体高级蒙特卡罗剂量计算，其中，所述第二准确度水平包括累积的三维(3D)蒙特卡罗剂量计算。7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其中，所述剂量测定指数包括以下中至少之一：从3D剂量分布提取的定量单个测量、接近最大剂量、接近最小剂量或剂量分布与目标体积之间的一致性测量。8.根据权利要求5至7中任一项所述的方法，其中，所述剂量测定指数包括剂量值直方图(DVH)或DVH测量。9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，还包括：通过提取所述累积的3D蒙特卡罗剂量计算中的3D部分的子集来计算所述剂量测定指数，所述剂量测定指数具有比所述第一准确度水平和所述第二准确度水平高的第三准确度水平。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括：
基于生成所述患者运动信息的所述第二速率将所述放射疗法治疗装置设置压缩成单个有效区段，其中，基于压缩的放射疗法治疗装置设置计算所述剂量。11.根据权利要求10所述的方法，其中，以所述第三速率接收的放射疗法治疗装置设置包括在所述放射疗法治疗分段的与所述第三速率相对应的给定时间间隔期间执行的对所述放射疗法治疗装置设置的一组更新，所述方法还包括将由多个束递送区段递送的总注量聚集到所述单个有效区段中。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫，
申请(专利权)人：医科达股份有限公司，
类型：发明
国别省市：