[发明专利]用于同位素源外部束放疗的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求2013年3月14日提交的、题为“SystemsandMethodsforIsotopicSourceExternalBeamRadiotherapy”的美国专利申请系列号13/830,794的优先权，通过引用将其申请日和全文整体合并于此。

技术领域

本文描述的主题涉及与同位素放疗系统一起使用的处理方案的建立。

背景技术

在放疗期间，辐射束可以穿过患者。由于辐射束可以杀死恶性肿瘤以及健康组织和器官，可以形成处理方案来识别将被照射的目标、将避开的关键结构以及在处理期间所使用的辐射束的强度。调强放疗(IMRT)是一种处理形式，其利用来自多个方向的一个或多个束照射患者并且允许精确地控制辐射的递送。放射性同位素处理单元可以与IMRT处理方案结合使用。

发明内容

在一些实施中，包括计算机程序产品和系统的方法和装置被提供来建立处理方案。

在一个方面，确定包括一个或多个子束的初始注量图。初始注量图为一个或多个子束中的每一个指定了注量值。确定了用于初始注量图中的注量值的递送序列。递送序列包括由准直器中的第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶所形成的一个或多个孔径。当同位素束靠近关键结构时，一个或多个孔径具有指定尺寸，该指定尺寸被限制为大体上小于与准直器相关的最大尺寸。

在一些变体中，下述中的一个或多个可以可选地包括在上述方法、装置、计算机程序制品和系统中的任何可选的组合中。

可以提供一个或多个初始处理参数。这些初始处理参数可以选自由下述参数构成的群组：多个同位素束、各个同位素束的等中心、目标的规定剂量、关键结构的最大剂量以及一个或多个剂量容积柱状图限制。

指定尺寸可以为大体上2厘米乘以2厘米或更小。

递送序列可以指定了最大数量的孔径，或者递送序列防止第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶之间的交错。

基于确定的初始注量图和确定的递送序列，可以开始处理。

在另一个方面，确定包括一个或多个子束的初始注量图。初始注量图为一个或多个子束中的每一个指定了注量值。确定用于初始注量图中的注量值的第一递送序列。第一递送序列包括由准直器中的第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶所形成的一个或多个孔径。基于第一递送序列中的一个或多个孔径，利用先验剂量计算方法计算一个或多个剂量值。将一个或多个计算的剂量值与规定剂量相比较。如果在一个或多个计算的剂量值和规定剂量之间存在明显的误差，则确定第二递送序列。

在一些变体中，下述中的一个或多个可以可选地包括在上述方法、装置、计算机程序制品和系统中的任何可选的组合中。

可以提供一个或多个初始处理参数。初始处理参数可以选自由下述参数构成的群组：多个同位素束、各个同位素束的等中心、目标的规定剂量、关键结构的最大剂量以及一个或多个剂量容积柱状图限制。

第二递送序列可以包括由第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶所形成的一个或多个孔径。此外，当同位素束靠近关键结构时，第二递送序列中的一个或多个孔径可以具有指定尺寸，该指定尺寸被限制为大体上小于与准直器相关的最大尺寸。

第二递送序列还可以指定了最大数量的孔径，或者第二递送序列防止第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶之间的交错。

指定尺寸可以为大体上2厘米乘以2厘米或更小。

先验剂量计算方法可以选自由蒙特卡洛模拟和离散坐标法组成的群组。

如果在一个或多个计算的剂量值和规定剂量之间不存在明显的误差，则利用最终组孔径开始处理。

在又一方面，将多个同位素束中的每一个离散化成一个或多个子束。为一个或多个子束中的每一个计算价值。对于一个或多个子束中的每一个，如果价值大于阈值价值，则保留子束，并且如果价值等于或小于阈值价值，则抛弃子束。为一个或多个保留的子束确定递送序列。递送序列包括由准直器中的第一组一个或多个叶和第二组一个或多个叶所形成的一个或多个孔径。利用先验剂量计算方法计算一个或多个孔径中的每一个的剂量值。为一个或多个孔径中的每一个确定上束时间值。基于确定的上束时间值计算目标函数的第一值。对于一个或多个孔径中的每一个，如果确定的上束时间值小于上束时间阈值，则抛弃该孔径。调整未被抛弃的一个或多个孔径的上束时间值。基于调整的上束时间值计算目标函数的第二值。确定目标函数是否已经收敛。该确定基于目标函数的第一值和目标函数的第二值之间的差。