[发明专利]用于处理与放射疗法治疗计划相关的数据的方法和系统

说明书

相关申请

本申请要求2005年7月22日递交的名称为“SYSTEM AND METHOD FOR FEEDBACK GUIDED QUALITY ASSURANCE AND ADAPTATIONS TO RADIATION THERAPY TREATMENT”的美国临 时专利申请No.60/701,580、以及2005年10月14日递交的名称为 “METHOD AND INTERFACE FOR ADAPTIVE RADIATION THERAPY”的美国临时专利申请No.60/726,548的优先权，其整体内 容通过引用结合于此。

背景技术

过去几十年来，计算机和网络方面、放射疗法治疗计划软件以及 医学成像器械(CT、MRI、US和PET)的改进已被结合到放射疗法实 践中。这些改进已导致图像引导放射疗法(“IGRT”)的发展。IGRT 是这样的放射疗法，该放射疗法使用患者的内部解剖结构的横截面图 像，以更好地将放射剂量瞄准肿瘤，同时减少对健康器官的放射暴露。 实施给肿瘤的放射剂量用调强放射疗法(“IMRT”)控制，其包括改 变放射束的尺寸、形状和强度以与患者的肿瘤的尺寸、形状和位置保 持一致。IGRT和IMRT导致改进的肿瘤的控制，同时减少了由肿瘤周 围的健康组织的放射引起的急剧副作用的可能性。

IMRT在多个国家中正在成为医疗的标准。然而，在许多情形中， 由于时间、资源和付款限制而无法使用IMRT来治疗患者。患者的日 常图像能够用于保证由IMRT计划生成的高梯度位于用于患者治疗的 正确位置上。同样，这些图像能够提供必要的信息，以如果需要则在 线或离线修改计划。

在放射疗法的领域中众所周知的是，存在能够在患者的治疗期间 发生的不确定性和变化的许多来源。这些来源中的一些表示随机误差， 诸如患者每天的摆位位置的小差别。其它来源可归因于生理变化，如 果在治疗期间患者的肿瘤退化或者患者体重减轻，则这可能发生。第 三种可能的类别与运动有关。运动可能与其它类别中的任一种叠加， 因为一些运动可能更加随机和不可预测，诸如患者咳嗽或放屁，而其 它运动有时则能够更加规则，诸如呼吸运动。

发明内容

在放射疗法中，不确定性能够影响患者治疗的质量。例如，当向 靶区域实施治疗剂量时，标准惯例是也治疗靶周围的高剂量“边缘” 区域。这帮助确保即使在治疗过程期间乃至在单次照射期间靶的位置 改变靶也能接收期望的剂量。靶的位置越不明确，典型地需要使用的 边缘越大。

适应性放射疗法一般指的是在放射疗法治疗的过程期间使用反馈 以改善未来治疗的概念。反馈能够用于离线适应性疗法过程和在线适 应性疗法过程。当患者没有正在被治疗时，诸如在两次治疗中间，离 线适应性治疗过程发生。在这个的一个版本中，在每次照射期间，在 每次照射之前或之后获得患者的新的CT图像。在从前几次治疗获得图 像之后，图像被评估以确定靶结构的多天位置的有效包络。新的计划 然后能够被提出以更好地反映靶结构的运动的范围，而不是使用运动 的规范假设。离线适应性疗法的更复杂版本是在每次照射之后重新计 算实施的剂量并累积这些剂量，在这个累积期间潜在地利用变形技术 以说明内部运动。累积的剂量然后能够与计划的剂量相比较，并且如 果注意到有任何差异，则随后的照射次能够被修改以说明这些变化。

当患者在治疗室中时，以及潜在地但不是必要需地在治疗实施期 间，在线适应性疗法过程典型地发生。例如，一些放射疗法治疗系统 装备有成像系统，诸如在线CT和x射线系统。在治疗之前能够使用这 些系统，以便为了治疗实施而验证或调节患者的摆位。成像系统也可 以用于在实际治疗实施期间修改治疗。例如，成像系统潜在地能够与 治疗同时使用，以便修改治疗实施以反映患者解剖结构的变化。

本发明的一个方面是披露用于应用适应性疗法技术的新机会，而 另外的方面是展现用于适应性疗法的新颖方法。具体地，适应性疗法 已典型地集中在反馈上以修改患者的治疗，但本发明集中在用于质量 保证环境中的适应性疗法过程。这在全系统验证的环境中尤其真实。

例如，检测器能够用于收集指示多少治疗束已穿过患者的信息， 由此能够确定治疗输出的量值以及用于实施的任何放射样式。这个实 施验证过程的益处在于，它使得操作者能够检测机器实施的出错，诸 如不正确的叶样式或机器输出。