热放疗治疗的优化制造技术

可以通过将两种计划一起进行共同优化或者通过优化计划中的一个并且然后考虑第一优化计划的预测效果来优化另一计划来优化包括放射治疗和热疗治疗的组合治疗计划集合

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热放疗治疗的优化


[0001]本专利技术涉及组合了放射疗法和热疗治疗的多模式治疗计划
。
这种治疗通常被称为热放疗或热疗增强型放疗
。

技术介绍

[0002]放疗或放射疗法
(RT)
是指将患者的身体置于放射线之下
。
热疗疗法
(HT)
是指通过加热组织来治疗恶性疾病
。
可以使用各种加热技术，包括但不限于液体制剂
、
电容加热系统
、
暴露于电磁放射线
(
射频
、
微波或红外线
)、
声波
(
超声波
)。HT
的使用还能增强
RT
和一些系统性类型治疗
——
诸如化疗
——
的效果
。
已经发现，与单一模式治疗相比，将肿瘤温度升高至大约
39
至
45℃
并与
RT
和
/
或系统性疗法结合提高了肿瘤控制概率
(TCP)
，并且几乎不增加晚期正常组织并发症概率
(NTCP)。
这种协同效果是由于
HT
的各种增敏效果，其包括抑制
DNA
修复机制和复氧，以及
HT
细胞直接杀死耐放射性缺氧的肿瘤细胞并引发多种免疫反应
。
放射增敏效果可以使用已知的概念进行数学量化，如等效放射剂量
(EQD)
，其包括用于放射线的温度依赖性参数；生物模型，其包括可能依赖于温度依赖性
EQD
的
TCP
和
NTCP
；热增强比
(TER)
，其被定义为不通过
HT
治疗而产生特定治疗效果所需的放射剂量与结合
HT
治疗而产生相同治疗效果所需的放射剂量之比
。
[0003]通常，
HT
治疗和
RT
治疗分别使用不同的设备，且因此出于实际原因，
HT
治疗和
RT
治疗通常按顺序用于患者，这些治疗之间的间隔大约为0至
4h。
不同治疗模式的递送也可以是同时的
。RTHT
治疗通常由每日递送的大约5至
35
个
RT
分次组成，每周1至2次
HT
激励
(boost)
，得到总共大约1至
10
个
HT
分次
。
通常，与
HT
分次是否在相同的日子递送无关地递送相同的
RT
治疗，但也存在在
HT
递送的日子调整
RT
计划的策略
。
[0004]这种多模式治疗的优化涉及至少一个
RT
计划和至少一个
HT
计划的优化
。
[0005]所有这种治疗的总体目标是优化治疗对患者的治疗效果
。
对于多模式治疗，这涉及尽可能多地利用协同效果
。
对于
RTHT
治疗，这包括利用热或冷温度体素分别与
RT
剂量共定位相关的效果，以考虑每个体素中的与温度相关的放射增敏
。
[0006]因此，国际专利申请
PCT/EP2016/074609
公开了一种计划热疗增强型放射疗法的方法，其中首先制定热疗疗法或放射疗法的计划
。
在向患者递送该计划后，对结果进行评估，并在优化另一计划时将其考虑在内
。
换句话说，优化并递送热疗治疗计划，并且考虑递送的结果来优化放射治疗计划，反之亦然
。

技术实现思路

[0007]本公开旨在提供一种用于涉及放射疗法和热疗疗法的多模式治疗的改进的计划方法
。
[0008]本公开涉及一种基于计算机的方法，用于生成治疗计划集合以用于对患者的治疗体积进行热放疗治疗，该治疗计划集合包括放射治疗计划和热疗治疗计划，该方法包括以下步骤：
[0009]a.
基于考虑热量和放射剂量的组合预测效果的模型，获得包括与包括热疗和放射的多模式治疗相关的至少一个目标函数的优化问题，
[0010]b.
通过优化针对在该治疗计划集合上的预测组合效果评估的优化函数值，生成放射治疗计划和热疗治疗计划中的至少一个
。
[0011]因此，根据本专利技术，可以增强
RTHT
治疗的协同效果，因为这些治疗一起被优化和计划
。
本专利技术能够确定更正确的共定位患者的温度分布
、
放射剂量分布以及可选的附加系统性疗法效果，使得可以更有效地利用治疗的协同效果
。
在优选实施例中，放射治疗计划是外部射束放射治疗计划
。
[0012]通过考虑放射剂量的温度敏感性而增加或减少体素中的剂量，可以与减轻热或冷温度体素与对应
RT
剂量的共定位相关的问题
。
在一些情况下，甚至可以利用这样的问题
。
例如，如果靶点中的温度升高，则可以在保持预定
TCP
的同时减少靶点的放射剂量
。
[0013]在
OAR
中，应当避免高温和高放射剂量的组合，因为该组合可能导致增加的
NTCP。
这可以通过在其中考虑组合预测效果来调整第二次优化的模式的量的顺序优化策略中或者在其中同时对两种模式进行优化的共同优化策略中降低对应体素中的温度和
/
或放射剂量来实现
。
在靶点体积中，可能期望通过高温和高放射剂量的组合来增强效果
。
根据此，可以将高温和高放射剂量共定位到多模式治疗的靶点体积内的相同体素，以使用顺序优化策略和共同优化策略两者来增强
TCP。
[0014]在执行步骤
a)
之前，该方法可以包括定义治疗计划集合的步骤，该治疗计划集合包括热疗计划和放疗计划以及至少一种其他类型的计划，诸如手术或包括化疗
、
免疫疗法和激素疗法的系统性治疗类型的计划
。
可替代地，哪些计划被优化是预先确定的
。
[0015]例如，治疗计划集合可以至少包括第一放疗计划和第二放疗计划，其中该第一放疗计划被优化用于与至少一个热疗计划在相同的日子递送，并且该第二放疗计划被优化用于在递送另一热疗计划或不递送热疗计划的日子递送
。
[0016]除了
RT
计划和
HT
计划之外，治疗计划集合包括至少一个附加疗法计划以及至少一个热疗计划和至少一个放疗计划，所述至少一个附加疗法计划与诸如化疗的系统性治疗相关
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种基于计算机的方法，用于生成治疗计划集合以用于对患者的治疗体积进行热放疗治疗，所述治疗计划集合包括放射治疗计划和热疗治疗计划，所述方法包括以下步骤：
a.
基于考虑热量和放射剂量的预测组合效果的模型，获得
(S12
；
S22
；
S32)
包括与包括热疗和放射的多模式治疗相关的至少一个目标函数的优化问题，
b.
通过优化针对在所述治疗计划集合上的所述预测组合效果评估的目标函数值，生成
(S14
；
S24
；
S33)
所述放射治疗计划和所述热疗治疗计划中的至少一个
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中，所述放射治疗计划是外部射束放射治疗计划
。3.
根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，生成所述放射治疗计划和所述热疗治疗计划中的所述至少一个的步骤包括所述热疗计划和所述放疗计划的共同优化
(S33)
，所述优化问题包括关于用于每个体素的温度和剂量的预测组合效果的信息
。4.
根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，在获得
(S14)
所述优化问题的步骤之前已经获得
(S13)
预先存在的热疗计划，并且其中生成所述放射治疗计划和所述热疗治疗计划中的所述至少一个的步骤包括考虑至少一个预先存在的热疗计划的预测效果来优化
(S14)
所述放疗计划，其中所述优化问题包括用于每个体素的生物参数的温度依赖性信息
。5.
根据权利要求1至2中的任一项所述的方法，其中，已经获得
(S23)
预先存在的放射治疗计划，并且其中生成所述放射治疗计划和所述热疗治疗计划中的所述至少一个的步骤包括考虑至少一个预先存在的放疗计划的预测效果来优化
(S24)
所述热疗计划，其中所述优化问题包括用于每个体素的放射剂量的效果
。6.
根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述模型包括以下中的一个或多个：等效放射剂量
‑
EQD、
等效均匀分布
‑
EUD、
生物有效剂量
‑
BED、
热增强比
‑
TER、
肿瘤控制概率
‑
TCP、
正常组织并发症概率
‑
NTCP、
无并发症治...

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