[发明专利]用于放射疗法场递送时间优化的系统和方法

说明书

本公开的实施例涉及用于放射疗法场递送时间优化的系统和方法。治疗场可以作为治疗计划的一部分被产生，该治疗计划基于机器参数和知识(诸如机器特定的射束产生，递送和扫描逻辑)和/或最大治疗时间值来实现场递送时间和剂量之间的期望平衡。治疗参数可以使用图形用户界面被调整，以便优先考虑治疗时间或剂量测定。结果，减少了总治疗时间，因此改善了治疗质量和患者体验。

相关的美国专利

本申请是2020年12月8日提交的A.Meijers等人的序列号No.17/115,639，题为“用于放射疗法场递送时间优化的系统和方法”的申请的部分继续申请，该申请在此通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开的实施例总体涉及放射疗法领域。更具体地，本公开的实施例涉及用于放射疗法治疗的的计算机实现的治疗规划方法和系统。

背景技术

放射疗法治疗以及生物学规划的一个目的是最大化施加到靶标肿瘤的剂量同时最小化由周围(正常)组织吸收的剂量。关于肿瘤控制以及正常组织毒性的治疗结果，不仅取决于物理参数(诸如剂量)，也取决于大量其他参数(诸如生物学参数以及机器参数)

在最大化施加到靶标肿瘤的剂量同时最小化由周围组织吸收的剂量仍然是主要考虑时，其他因素可以被考虑为改进治疗的质量和/或接收治疗的病人的体验。例如，在多种情况下，减小或限制总体治疗时间和/或个体治疗部分是受期望的。在一些情形中，治疗可以被施加同时病人屏住呼吸以保持静止。然而，在试图最小化由周围健康组织吸收的剂量的治疗规划的现有方法中，适应基于相对短的治疗时间的某些类型的放射疗法是困难的。

一种放射疗法治疗技术被称为点扫描，也被称为笔形射束扫描。在点扫描中，射束被定向到由治疗计划规定的治疗靶标中的点。指定的点位置通常以针对射束的每个能量层的固定(栅格)图案被布置，并且射束被递送到能量层内的固定扫描路径。尽管一些现有的治疗规划解决方案可以在优化后移除在某个监测单元(MU)阈值下的点，但是结果的剂量以从治疗递送装备的角度看在计划质量或场递送时间方面不一定最优的方式被重新分配。

发明内容

因此，在本领域中存在使用治疗时间作为参数(优化目标)来生成用于放射疗法的治疗计划的需要，例如，以减少总体治疗时间，或者在将总治疗时限制为可接受的值的同时仍然维持医学上可接受的剂量测定。本公开的实施例可操作以基于机器参数和知识(诸如机器特定的射束产生、传输和/或扫描逻辑、和/或最大的治疗时间值)来产生治疗场作为治疗计划的一部分，该治疗计划达成在场递送时间与剂量之间的期望平衡，并且其中治疗参数可以使用图形用户界面被调整以使得治疗时间或剂量测定被优先化。

公开了用于放射疗法治疗规划的计算机实现方法的实施例。在实施例中，方法包括：访问包括一个或多个治疗(能量)层的放射疗法治疗计划，其中治疗层中的每个层包括多个点；接收针对放射疗法计划的治疗时间目标的权重，基于权重以及来自治疗层的点的成本修改该点以产生经修改的层，或者减少层的数目；以及使用经修改的层或者减少了数目的层来生成经修改的放射疗法治疗计划，其中经修改的放射疗法治疗计划可操作为由递送机器执行以根据经修改的放射疗法治疗计划将放射疗法治疗施加于靶标。

根据一些实施例，方法还包括修改一个或多个点以产生一个或多个经修改的层，其中使用经修改的层来生成经修改的放射疗法治疗计划。

根据一些实施例，点被修改以将该点的剂量贡献重新分配给一个或多个相邻点。

根据一些实施例，针对放射疗法治疗计划的剂量测定目标的权重也被接收。

根据一些实施例，剂量测定目标包括以下至少一项：剂量体积直方图(DVH)目标；等价均匀剂量(EUD)目标；最小剂量目标；最大剂量目标；以及剂量下降目标。