为多标准优化生成多个潜在的治疗计划制造技术

提供了一种用于生成多个潜在的治疗计划的方法，每个治疗计划指定至目标体积的辐射的分布，所述方法由治疗规划系统执行并且包括以下步骤：基于优化函数的集合而生成用于执行多标准优化(MCO)的多个潜在治疗计划(12)。至少一个优化函数取决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在患者的指定区域中的分布，从而产生多个治疗计划。生多个治疗计划。生多个治疗计划。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】为多标准优化生成多个潜在的治疗计划


[0001]本公开涉及用于将辐射分布到目标体积的治疗计划领域，并且特别地，在本背景中涉及多标准优化。

技术介绍

[0002]在离子射束疗法中，将离子射束(例如质子或更重的离子)朝向目标体积定向。目标体积可以例如表示癌症肿瘤。粒子穿透组织并递送一定剂量的能量以诱导细胞死亡。离子射束疗法的优点在于剂量分布中存在显著的峰值，称为布拉格峰。布拉格峰是发生在某一深度的剂量递送峰值，之后剂量递送迅速降低。这可以与电子射束疗法或X射线(光子)疗法相比较，其中最大剂量总是发生在浅的深度，而无法通过与离子疗法相同的急剧下降来控制远端剂量的下降。
[0003]可以通过调整粒子的动能来控制患者体内布拉格峰的深度。可以使用电磁体控制横向位置以偏转聚焦射束。这允许在患者体内控制良好的位置处递送高度局部化的剂量。从动能和射束的横向偏转的某种组合递送的剂量称为光斑。递送到光斑的粒子数量通常称为光斑权重。通过在三维空间中的许多不同位置提供光斑，可以用期望的剂量分布覆盖目标体积。光斑的动能通常但不一定分布在若干离散的能量上。动能相同但横向偏转不同的一组光斑通常被称为能量层。该过程被称为主动扫描离子射束治疗，也被称为笔形射束扫描。
[0004]在治疗规划系统中执行应当如何递送光斑的规划，从而产生治疗计划。治疗规划系统确定要使用的能量层以及其中光斑的分布和权重，但治疗规划系统不递送离子射束。离子射束的递送由提供治疗计划的辐射递送系统完成。
[0005]可以以许多不同的方式完成治疗计划的确定。一种方式是使用多标准优化(MCO)。在MCO中，会生成多个潜在的治疗计划，所述治疗计划中的每个都以不同的方式被优化。然后，规划操作者可以实时线性地组合这些潜在的治疗计划，其中与性能指标一起实时生成该组合并使其被可视化。
[0006]Giantsoudi Drosoula等人已经发表了：“Linear Energy Transfer
‑
Guided Optimization in Intensity Modulated Proton Therapy:Feasibility Study and Clinical Potential”，国际放射杂志：肿瘤生物学物理学，佩加蒙出版社，美国，第87卷，no.1，2013年6月19日，第216至222页。然而，治疗计划生成方式的任何改进都会带来很大的益处。

技术实现思路

[0007]一个目标是改进如何优化以改进与相对生物有效性(RBE)相关的MCO。
[0008]根据第一方面，提供了一种用于生成多个潜在的治疗计划的方法，每个治疗计划指定至目标体积的辐射的分布，该方法由治疗规划系统执行并且包括以下步骤：基于优化函数的集合而生成用于多标准优化(MCO)的多个潜在治疗计划(12)。至少一个优化函数取
决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在患者的指定区域中的分布，从而产生多个治疗计划。
[0009]可以将至少一个优化函数指定为目标。
[0010]目标可以是最小化或最大化至少一个优化函数值。
[0011]可以将至少一个优化函数指定为约束。
[0012]约束可以是至少一个优化函数值不能超出指定值，或者至少一个优化函数值不能低于指定值。
[0013]该方法还可以包括以下步骤：将多个治疗计划提供给MCO模块。
[0014]根据第二方面，提供了一种用于生成多个潜在的治疗计划的治疗规划系统，每个治疗计划指定至目标体积的辐射的分布。治疗规划系统包括：处理器；以及存储器，所述存储器存储指令，所述指令当由处理器执行时致使治疗规划系统：基于优化函数的集合而生成用于多标准优化(MCO)的多个潜在治疗计划(12)，其中至少一个优化函数取决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在患者的指定区域中的分布，从而产生多个治疗计划。
[0015]可以将至少一个优化函数指定为目标。
[0016]目标可以是最小化或最大化至少一个优化函数值。
[0017]可以将至少一个优化函数指定为约束。
[0018]约束可以是至少一个优化函数值不能超出指定值，或者至少一个优化函数值不能低于指定值。
[0019]根据第三方面，提供了一种用于生成多个潜在的治疗计划的计算机程序，每个治疗计划指定至目标体积的辐射的分布。计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码当在治疗规划系统中运行时，致使治疗规划系统：基于优化函数的集合而执行多标准优化，其中至少一个优化函数取决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在患者的指定区域中的分布，从而产生多个治疗计划。
[0020]根据第四方面，提供了一种计算机程序产品，包括根据第三方面的计算机程序和其上存储有该计算机程序的计算机可读装置。
[0021]通常，应根据权利要求书中使用的所有术语在
中的普通含义对所述术语进行解释，除非本文另有明确定义。除非另有明确说明，否则所有对“一/一个/所述元件、设备、组件、装置、步骤等”的引用应开放地被解释为指代元件、设备、组件、装置、步骤等的至少一个实例。除非明确说明，否则不必按照所公开的确切次序执行本文公开的任何方法的步骤。
附图说明
[0022]现在参考附图以举例的方式描述各方面和实施例，在附图中：
[0023]图1是图示可以应用本文提出的实施例的环境的示意图；
[0024]图2是图示使用离子的剂量递送且特别是使用图1的辐射递送系统的布拉格峰的示意图；
[0025]图3是图示图1的治疗规划系统的功能模块的示意图；
[0026]图4是图示用于生成多个潜在的治疗计划的方法的实施例的流程图，该方法在图1的治疗规划系统中执行；
[0027]图5是图示根据一个实施例的图1的治疗规划系统的组件的示意图；并且
[0028]图6示出了包括计算机可读装置的计算机程序产品的一个示例。
具体实施方式
[0029]现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开的各方面，其中示出了本专利技术的某些实施例。然而，这些方面可以以许多不同的形式体现并且不应被解释为限制性的；相反，这些实施例是以举例的方式提供的，以使得本公开将是彻底和完整的，并且将本专利技术的所有方面的范围完全传达给本领域技术人员。相同的数字在整个描述中指代相同的元件。
[0030]图1是图示其中可以应用本文提出的实施例的环境的示意图。治疗规划系统1确定用于放射疗法的分布辐射。这作为治疗计划12被传达给辐射递送系统2。基于该治疗计划，辐射递送系统2生成用于向患者的目标体积3提供辐射的射束7，同时避免对处于危险中的器官5的辐射。
[0031]辐射递送系统2可以例如是用于笔形射束扫描的离子射束系统。在此种情况下，在大量光斑中提供辐射，其中每个光斑具有在三维坐标系中的位置。光斑深度方向(即沿z轴线)的剂量最大值(布拉格峰)的位置由离子的动能控制；更高的能量导致剂量最大值的位置更深。此外，使用电磁体控制横向位置以使射束7偏转。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】1.一种用于生成多个潜在治疗计划(12)的方法，每个治疗计划指定至目标体积(3)的辐射的分布，所述方法由治疗规划系统(1)执行并且包括以下步骤：基于优化函数的集合而生成(40)用于多标准优化MCO的多个潜在治疗计划(12)，其中至少一个优化函数取决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在所述患者的指定区域中的分布，从而产生多个治疗计划。2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个优化函数指定为目标。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述目标是最小化或最大化所述至少一个优化函数值。4.根据权利要求1所述的方法，其中将所述至少一个优化函数指定为约束。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述约束是所述至少一个优化函数值不能超出指定值，或者所述至少一个优化函数值不能低于指定值。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：将所述多个治疗计划提供(42)给MCO模块(11)。7.一种用于生成多个潜在治疗计划(12)的治疗规划系统(1)，每个治疗计划指定至目标体积(3)的辐射的分布，所述治疗规划系统包括：处理器(60)；以及存储器(64)，所述存储器存储指令(67)，所述指令当由所述处理器执行时致使所述治疗规划系统(1)：基于优化函数的集合而生成(40)用于多标准优化MCO的多个潜在治疗计划(12)，其中至少一个优化函数取决于辐射剂量和线性能量传递LET的乘积在所述患者的指...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁，
申请(专利权)人：光线搜索实验室公司，
类型：发明
国别省市：