[发明专利]用于为患者生成辐射治疗处置计划的系统及其计算机程序

说明书

本发明涉及一种用于基于包括优化目标和/或约束的处置目的来生成辐射治疗处置计划的系统和方法。规划单元(7)在第一优化周期中生成包括用于满足第一处置目的的处置参数的第一处置计划，并且决策单元(8)接收第二处置目的并且将所述第一处置目的与所述第二处置目的进行比较以确定对处置目的的修改，为所述修改赋予来自从多个预定类别中的类别，其中，为每个类别分配来自用于处置计划生成的多个预定策略中的策略，并且指示规划单元(7)在第二优化周期中根据被分配给所确定的修改类别的策略来生成第二处置计划。

技术领域

本发明总体涉及对患者的外部射束辐射治疗处置的用户引导的迭代规划。更具体地，本发明涉及一种用于为患者生成辐射治疗处置计划的系统、方法和计算机程序。

背景技术

在外部射束辐射治疗中，电离辐射被施加至患者身体内的靶结构，诸如肿瘤，以便控制癌细胞的生长或者杀死癌细胞。所述辐射处置通常在多次会话中递送，所述会话在本领域中也被称为处置分期(fraction)。在更先进类型的辐射处置中，诸如所谓的强度调制辐射治疗(IMRT)，精确剂量的辐射被施加至患者身体的各区域。在这方面，通常的目的(goal)是向靶结构递送足够高的辐射剂量，并且尽可能远地豁免靶结构附近的诸如器官的敏感结构。

在规划系统中生成的处置计划中定义了用于递送辐射并且控制辐射处置设备的处置参数。具体地，可以借助于规划系统来执行所谓的逆规划流程。在这样的流程中，识别靶结构以及要豁免的周围结构，并且指定处置目的。这样的处置目的包括以下目标(objective)，所述目标可以指定应当被满足的针对被递送至患者的特定区域的辐射剂量的要求和/或必须被满足的针对被递送至特定区域的辐射剂量的约束。然后，执行优化过程以找到满足所指定的处置目的的处置计划。

根据用于寻找最终处置计划的一种方法，在规划系统中执行操作者引导的迭代优化流程。在该流程中，对处置计划的优化是在若干优化周期中进行的，并且在每个优化周期之后，规划系统的操作者(通常是医生)可以审查在各自周期中计算的处置计划，以便检查他是否满意由该处置计划得到的剂量分布。如果情况并非如此，则操作者可以修改处置目的以便实现期望的剂量分布，并且可以在下一优化周期中基于经修改的处置目的来执行对处置计划的计算。这允许以一种“试错”方法寻找最佳处置计划，所述方法利用了操作者的经验，以便解决针对患者寻找最佳处置计划的复杂优化问题。

在一个优化周期中修改处置目的时，能够基本上以如下方式进行在下一优化周期中对处置计划的重新计算：重新使用来自先前周期的信息(例如，所计算的处置计划的部分)——这在本文中也被称为热启动——或者能够在不使用来自先前周期的信息的情况下进行重新计算(即，处置计划是从“从头开始”新生成的)——这在本文中也被称为冷启动。原则上，热启动策略是优选的，因为当执行热启动时，在各自优化周期中执行的计算的复杂度减少并且因此计算时间减少。然而，取决于对处置目的做出的修改，有时不能够以满足经修改的处置目的的方式以热启动策略重新计算处置计划，或者根据热启动策略重新计算处置计划与冷启动相比可能增加计算复杂度。

US2011/0272600A1公开了一种用于规划对两个靶体积的辐照的系统。在所述系统中，能够检测通过对靶体积进行辐照所引起的辐射位置的重叠，并且能够相应地调整辐照规划。具体地，检测由于在各辐照会话之间要被辐照的结构的位置变化而发生的重叠。当在处置会话之前确定了这样的重叠时，辐照规划被调整，以避免由于重叠导致的不正确的剂量。此外，能够识别在多个处置分期期间的系统性变化，并且在这种情况下准备全新的辐照计划，而不是重复现有的辐照计划。

发明内容

本发明的目标是允许根据适于对处置目的进行的修改的策略在用户引导的迭代处置流程中重新计算处置计划。