等劑量優化的制作方法
【技術領域】
[0001]以下總體上涉及輻射治療規劃。以下具體應用于在強度調制的輻射治療(MRT)中或在體積調制的弧形治療(VMAT)中與等劑量優化的結合使用，并且將具體參考其進行描述。然而，應當理解，以下還應用于其他使用場景中，并且不必限于前述應用。
【背景技術】
[0002]輻射治療的目的是向靶區或腫瘤遞送致死劑量的輻射，同時使到格外靠近器官或風險器官(OAR)的其他區的輻射最小化。IMRT和VMAT是開發輻射治療計劃的特定途徑，所述輻射治療計劃遞送具有精確遞送的、到對象的靶區的外部輻射的射束的輻射劑量。MRT是基于用于一個或多個離散射束角度的點和射擊途徑(point and shoot approach)的，而VMAT是基于對輻射的移動射束或弧的遞送的。
[0003]利用頂RT開發的初始計劃或理想計劃包括在輻射的射束的輸出處以網格格式(x，y)針對每個角度和強度測量輻射的射束。注量圖能夠用于描述針對每個網格以每個角度遞送的輻射輸出強度樣式。輻射射束是直的線性投影，但是包括對象體積中的散射效應。在對象上測得的注量或輻射的影響能夠被表示為三維劑量云。劑量云通常被視為疊加在對象圖像(例如，X射線計算機斷層攝影(CT)圖像)上的等劑量線。所述等劑量線提供了劑量與在圖像中可見的靶和/或OAR或解剖結構之間的空間關系。圖示注量的影響的另一技術是以2維(2D)圖形格式提供3維(3D)劑量分布的總覽的劑量體積直方圖(DVH)。所述DVH示出了結構(例如，0AR)的體積與劑量之間的關系。輻射治療的其他途徑還在視覺上利用等劑量線和DVH來進行評價。
[0004]存在將頂RT和VMAT方法實施為可遞送輻射治療計劃的方法。所述方法能夠包括注量優化、到供輻射遞送設備(例如，線性加速器(LINAC))使用的機器可遞送節段的轉換，并且在一些情況下包括由機器參數優化器對節段的優化。LINAC產生由多葉準直器(MLC)進行準直的輻射的射束。MLC包含輻射吸收材料的零件，所述輻射吸收材料的零件是可移動的以阻擋射束的部分，并且因此調節所遞送的輻射射束的形狀。優化的計劃包括用于通常被稱為監測單位或以Bq測量的量化的射束數量的節段和通過由MLC形成的形狀確定的射束形狀的指令。注量優化或基于注量的計劃的生成通常進行可遞送計劃的創建。針對基于注量的計劃的劑量云能夠不同于針對轉換為可遞送節段的注量計劃的劑量云，即使在轉換之后節段也由機器參數優化器進行優化。現有的優化器被設計為與諸如使到腫瘤體積的劑量最大化并且使到OAR的劑量最小化的一組目標一起工作。優化器能夠分別基于諸如用于腫瘤體積或OAR的最大/最小劑量的目標來構建可遞送計劃、經受約束，并且通常直接與來自各種途徑(例如，頂RT)的信息一起工作。該途徑的缺點是僅2D DVH信息被機器參數優化器優化。3D劑量云信息不被機器參數優化器考慮。實際上，3D劑量云中的兩個或更多個獨立體積元素能夠映射到2D DVH中的單個目標點，并且這導致基于2D DVH的目標的空間特異性的損失。
【發明內容】
[0005]以下公開了一種用于將3D劑量信息包括在機器參數優化中的新的且改進的方法，所述方法解決了上面提及的問題和其他問題。
[0006]根據一個方面，一種輻射治療規劃系統包括等劑量線單元、感興趣區域單元以及優化單元。所述等劑量線單元接收針對對象體積而規劃的等劑量線。所述感興趣區域單元基于所接收的等劑量線來定義至少一個等劑量感興趣區域。所述優化單元基于至少一個定義的感興趣區域和針對所定義的感興趣區域的至少一個劑量目標來生成優化的輻射治療計劃。
[0007]根據另一方面，一種輻射治療規劃的方法包括:接收針對對象體積而規劃的等劑量線；基于所接收的等劑量線來定義至少一個等劑量感興趣區域；基于所定義的至少一個等劑量感興趣區域和針對所定義的至少一個等劑量感興趣區域的至少一個劑量目標來生成優化的輻射治療計劃。
[0008]根據另一方面，一種輻射治療規劃系統包括顯示設備、至少一個輸入設備以及一個或多個處理器。所述一個或多個處理器被配置為:接收規劃的、對應于對象體積的等劑量線；并且使疊加在所述對象體積的圖像上的經規劃的等劑量線在所述顯示設備上可視化。所述一個或多個處理器還被配置為:從所述至少一個輸入設備接收對經可視化的規劃的等劑量線的選擇；定義至少一個等劑量感興趣區域，所述等劑量感興趣區域包括由所選擇的等劑量線勾畫的體素；并且基于所選擇的等劑量線來計算至少一個劑量目標。所述一個或多個處理器還被配置為基于所定義的至少一個等劑量感興趣區域和所計算的至少一個劑量目標來生成優化的能遞送輻射治療計劃。
[0009]—個優點是基于輻射治療計劃可視化的定制被并入優化的輻射治療計劃。
[0010]另一優點在于將可視化的空間變化和/或劑量體積變化組合到輻射治療規劃處理中。
[0011]另一優點在于基于健康護理人員輸入或特定患者了解而定制輻射治療計劃。
[0012]另一優點在于能夠以體素水平來勾畫的劑量優化。
[0013]另一優點在于對基于IMRT或VMAT途徑中的任一個的可遞送計劃的創建。
[0014]本領域普通技術人員在閱讀和理解以下詳細的說明書的基礎上將認識到其他優點。
【附圖說明】
[0015]本發明可以采取各種部件和部件的布置，以及各種步驟和步驟的安排的形式。附圖僅出于圖示優選實施例的目的，并且不得被解釋為對本發明的限制。
[0016]圖1示意性地圖示了等劑量優化系統的實施例。
[0017]圖2圖示了現有技術的示范性可視化的DVH。
[0018]圖3圖示了現有技術的示范性的可視化的注量圖。
[0019]圖4圖示了示范性的可視化的等劑量ROI。
[0020]圖5用流程圖表示了等劑量優化的一種方法。
【具體實施方式】
[0021]參考圖1，示意性地圖示了等劑量優化系統10的實施例。所述系統能夠接收基于在頂RT途徑、VMAT途徑等的基礎上的初始計劃或理想計劃20的用于對象18的體積16的規劃的等劑量線12和/或劑量體積直方圖(DVH) 14，或者所述系統能夠根據頂RT或VMAT信息(例如，根據注量圖創建的劑量分布)來構建等劑量線12和/或DVH 14。所述系統能夠接收或構建對應于對象體積的規劃圖像22 (例如，來自CT圖像設備24的CT圖像)。經優化的計劃26包括用于輻射治療遞送設備28 (例如，LINAC)的控制指令。輻射遞送設備28包括控制裝置30，控制裝置30根據輻射治療計劃運行控制指令，以向對象的靶體積遞送輻射。控制信號對外部的輻射射束的輻射治療設備遞送進行控制，其能夠包括步進和射擊技術(step and shoot technique)或連續移動(動態)技術。控制序列能夠包括射束照射時間、射束角度位置、射束遞送速率以及在那些節段期間對射束進行整形的指令。在分解的透視圖中以2D網格格式表示的射束32的形狀通過輻射遞送設備28的多葉準直器(MLC) 34中的葉片的移動來形成，并且由控制裝置30進行控制。
[0022]系統10包括等劑量線單元36，所述等劑量線單元36接收或構建針對對象體積16而規劃的等劑量線。等劑量線12能夠以圖像格式、數字格式、坐標格式等被接收。等劑量線12能夠根據來自途徑的源劑量網格(例如，來自頂RT途徑的注量圖)而被構建。源劑量網格能夠包括不同的處置模態，例如，質子治療或近距離治療。所述系統包括劑量體積直方圖(DVH)單元38，所述劑量體積直方圖(DVH)單元38接收根據針對對象體積16而規劃的源劑量網格的DVH或根據針對對象體積16而規劃的源劑量網格來構建DVH。等劑量線12和DVH 14能夠被存儲在數據存儲中。數據存儲能夠包括諸如磁盤、閃盤存儲設備等的計算機存儲器和諸如文件系統、目錄系統、數據庫等的組織機構。
[0023]系統10包括用戶界面40，所述用戶界面40使所構建的或所接收的DVH 16和疊加在對應圖像22上的、所構建的或所接收的等劑量線14可視化。所述用戶界面允許健康護理人員對經可視化的DVH或經可視化的等劑量線中的任一種進行修改。顯示設備42 (例如，計算設備44的屏幕)顯示經可視化的DVH和經可視化的等劑量線。計算設備44包括一個或多個電子處理器46和至少一個輸入設備48，所述輸入設備48接收健康護理人員對經可視化的DVH或經可視化的等劑量線中的任一種的修改。所述用戶界面根據健康護理人員對經可視化的等劑量線的對應改變而修改可視化的DVH。所述用戶界面根據健康護理人員對經可視化的DVH的對應修改而修改經可視化的等劑量線。
[0024]計算設備44能夠是臺式計算機、便攜式