[发明专利]在形变图上放置约束的方法及实现该方法的系统

说明书

相关申请

本申请要求2005年7月22日申请的美国临时专利申请号 60/701,580、名称为SYSTEM AND METHOD FOR FEEDBACK GUIDED QUALITY ASSURANCE AND ADAPTATIONS TO RADIATION THERAPY TREATMENT的优先权，在此将其全部内容引 入供参考。

背景技术

在过去的几十年中，计算机和网络、辐射疗法治疗计划软件和医 学成像形态(CT、MRI、US和PET)的改进已经被引入辐射疗法实践。 这些改进导致影像引导辐射治疗(“IGRT”)的研制。IGRT是使用患者 的内部解剖体的剖视图的辐射疗法，以更好的追踪肿瘤的辐射剂量， 同时减小暴光给健康器官的辐射线。提供给肿瘤的辐射剂量用强度调 制的辐射疗法来控制(“IMRT”)，IMRT涉及按照患者肿瘤的尺寸、 形状和位置，改变辐射电子束的尺寸、形状和强度。IGRT和IMRT提 高肿瘤的控制，同时减小由于肿瘤周围的健康组织的辐射引起的剧烈 副作用。

IMRT正在变为几个国家中的护理标准。但是，在许多情况下，由 于时间、资源和帐单(billing)约束，IMRT不被用来治疗患者。患者 的日常影像可用于保证由IMRT设计图产生的高梯度位于患者治疗的 正确位置。此外，这些影像可以提供必需的信息，以根据需要采用设 计图在线或离线。

辐射治疗领域中公知是可能有许多不确定源以及在患者的治疗过 程中可能发生的变化。一些原因表示随机误差，如每天患者设置位置 的小差异。其他原因归因于可能发生的生理变化，如果在治疗过程中 患者的肿瘤衰退或患者变瘦。第三种可能的类别与运动有关。运动可 能潜在地与其他类别的任何一种重叠，如某些运动可能是更随机和不 可预知的，如患者咳嗽或放屁，而其他运动可能更规则，如有时的呼 吸运动。

发明内容

在辐射疗法中，不确定性可能影响患者治疗的质量。例如，当向 目标区提供治疗剂量时，在该目标周围也治疗高剂量“余量”区是标准惯 例。这帮助保证该目标接收希望的剂量，即使在治疗过程中其位置改 变，或即使在一个片段过程中。目标的位置限定越少，典型地需要使 用更大的余量。

合适的辐射疗法泛指在辐射疗法治疗过程中使用反馈来提高进一 步治疗的原理。反馈可被用于脱机自适应治疗处理和在线自适应治疗 处理。当患者不被处理时，发生脱机自适应治疗处理发生，如在治疗 片段之间。在这些方法的一种方案中，在每个片段过程中，在每个片 段之前或之后获得患者的新CT影像。在从第一个少数治疗片段获得影 像之后，该影像被估计，以决定目标结构多天位置的有效包络。然后 可以研制一个新设计方案，以更好的反映目标结构的运动范围，而不 是使用规范的运动假定。脱机自适应治疗的更复杂方案是重新计算每 个片段之后提供的剂量并累加这些剂量，在该累加过程中，潜在地利 用形变技术，以计算内部运动。然后该累加剂量可以与设计的剂量相 比较，以及如果注意到任何差异，可以改进随后的片段，以解释该改 变。

当患者处于治疗室时，典型地发生在线自适应治疗处理，以及可 能地，但不是必定地，在治疗实施过程中。例如，某些辐射疗法处理 系统装备有成像系统，如在线CT或X射线系统。在治疗之前可以使 用这些系统，以验证或调整用于治疗实施的患者设置。该成像系统也 可以用来在实际的治疗实施过程中采用该疗法。例如，在治疗同时可 以使用成像系统，以改进该治疗实施，以反映患者解剖体的变化。

本发明的一个方面公开了用于自适应治疗技术应用的新机会，其 他方面是提出用于自适应治疗的新颖性方法。具体，自适应治疗典型 地集中于修改患者治疗的反馈上，但是本发明集中于质量保证环境中 使用的自适应治疗处理。在整个系统验证的环境中这些是特别正确的。

例如，探测器可用于收集表明多少治疗电子束通过患者的信息， 由该信息可以确定治疗输出的幅度值以及用于该实施的任意辐射图 形。该实施验证处理的优点是它允许操作员探测机器实施的误差，如 不正确叶图或机器输出。