[发明专利]治疗规划的自动化

说明书

一种自动处置规划系统具有：规划图像存储器(14)，其存储体积诊断图像；用户接口设备(32)，其被配置用于用户输入定义在所述体积诊断图像内的多个感兴趣区域的数据；以及，一个或多个处理器。所述处理器被配置为：接收所述体积诊断图像和在所述体积诊断图像内指示的多个用户定义的感兴趣区域；将所述多个感兴趣区域映射到所述身体图谱(35)以确定所述多个感兴趣区域内的解剖位置；将所述多个感兴趣区域中的每个感兴趣区域映射到所述身体图谱以选择正确相应的解剖结构；基于来自知识库(36)的所述解剖结构接收处置计划模板。规划模块(38)被配置为使用所述处置计划模板生成处置计划。

技术领域

本申请总体上涉及辐射治疗。本申请具体与辐射治疗规划结合应用，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本申请还适用于其他使用场景，而不必限于上述应用。

背景技术

在辐射治疗规划中，创建患者特异性处置计划会是耗时且乏味的任务。步骤中的一些是冗余的并且在不同患者或不同计划之间变化很少。使用宏语言或脚本能够使这些步骤中的一些自动化，但是在没有用于写逻辑表达式、循环和其他常见编程函数的工具的情况下，一些方面是很难的。

在过去的十年中，技术进步已经提供了在强度调制辐射治疗(IMRT)、强度调制质子治疗(IMPT)等领域中的大飞跃，以改进剂量递送。在当前处置规划中很难自动化的一个领域是强度调制辐射治疗(IMRT)或体积调制弧形治疗(VMAT)优化。最近，研究兴趣已经转移向使在计划生成中涉及的各个任务自动化以协助并减少对临床用户的工作负担的方法，各个任务从射束布置开始到剂量优化。优化是用户试图以剂量或生物目标的形式指定规划目的以创建至目标结构的理想剂量(通常均衡剂量)并且使到临界结构的剂量最小化的迭代过程。

计划评估被分类成三个阶段：1、物理评估，2、技术评估，以及3、临床评估。在计划完成之后，一般由技术人员检查计划的物理方面和技术方面。由辐射肿瘤科医师调查计划的临床方面。当前基于覆盖计划的物理方面、技术方面和临床方面的五种类别来评估IMRT计划：1、几何分析，2、剂量分布分析，3、剂量体积直方图(DVH)分析，4、参数分析，以及5、递送能力分析。

几何分析被执行以评估射束布置的最优性。射束布置是非常重要的步骤。最优性的质量主要受射束的数量和其角度的影响。鉴于增加了IMRT计划的最优性和递送能力，已经制定了针对IMRT中的最优射束布置的规则。

剂量分布分析定性地核实在轴向平面、冠状平面和矢状平面中的剂量分布的最优性。该分析能够进一步被拆分成2D分析和3D分析。2D剂量分布分析暗含逐切片地对剂量分布的评估。这种类型的分析被用于评估处方剂量相对于每个切片中的目标体积的一致性。这种类型的分析也能够揭露在目标体积中或周围的冷点或热点的分布。冷点或热点是在接收小于或大于预期剂量的辐射的目标和危及器官内的区。3D分布分析在确定剂量分布与总体目标体积关于一组射束取向的共形性如何中是有用的。

剂量体积直方图(DVH)是用于评估计划的最优性的有力工具。DVH表示以图形的2维格式的3维剂量分布。针对目标体积的DVH图形地表示在覆盖率、一致性和均匀性方面的剂量分布的质量。危及器官(OAR)的DVH曲线表示在平均剂量和最大剂量方面使OAR幸免的效率。

参数分析被执行以定量地核实剂量的最优性。在该分析中使用的参数是：(a)针对目标体积和OAR的最小剂量、平均剂量和最大剂量，以及(b)针对目标体积的覆盖率指标、一致性指标和均匀性指标。除了计划评估的物理度量之外，在计划评估中使用多个生物度量。这些生物度量包括等效均匀剂量(EUD)、肿瘤控制概率(TCP)和正常组织并发症概率(NTCP)等。

递送能力分析被执行以便评估在剂量递送方面计划的鲁棒性如何。该分析涉及对诸如以下的参数的核实：段数、每段的最小监测单位或平均监测单位(MU)、最小段面积(MSA)、总递送时间等。MU是在辐射治疗中对线性加速器的机器输出的测度。递送能力分析揭露计划是否是实际上能递送的。