[发明专利]多个准直器的自动选择

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2006年4月7日提交的美国临时专利申请No.60/790,503 的优先权，该美国临时专利申请的全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明的实施例一般涉及放射治疗，并且更具体地涉及放射治疗中的放 射计划。

背景技术

肿瘤和病灶是病理解剖体的类型，其特征在于细胞的不受控制的累进的 繁殖所导致的组织的异常生长，而不提供生理功能。病理解剖体可由例如手 术的侵入性操作治疗，但这对病人可能是有害的并且充满危险。治疗病理解 剖体(例如肿瘤、病灶、脉管畸形、神经错乱等)的非侵入性方法是外部射 束放射疗法。在外部射束放射疗法的一种类型中，在病人定位成使肿瘤位于 射束的路径中的情况下，外部放射源用于将一系列的x射线射束从多个角度 对准肿瘤部位。随着放射源的角度的改变，每个射束穿过肿瘤部位，但在其 到达肿瘤的途中穿过不同区域的健康组织。结果，肿瘤处的累积的放射剂量 是高的，并且对健康组织的平均放射剂量是低的。

术语“放射疗法”是指放射治疗操作，其中放射被施加到目标区域用于 治疗目的而不是坏死目的。与放射手术时段中使用的放射量相比，在放射疗 法治疗时段中使用的放射量典型地小大约一个数量级。放射疗法的典型特征 在于每次治疗的低剂量(例如100-200厘戈瑞(cGy))、短的治疗时间(例 如，每次治疗10到30分钟)和常规的或超分级的治疗(例如30到45天的 治疗)。为了方便起见，这里使用的术语“放射治疗”意味着放射手术和/或 放射疗法，除非通过放射的大小以其它方式指出。

为了输送必需的剂量到目标区域，同时最小化对健康组织的照射并避免 敏感的关键结构，需要合适的治疗计划系统。治疗计划指定例如所施加的放 射射束的方向和强度，以及射束照射的持续时间的量。希望的是，治疗计划 设计成使指定的剂量(即将进行的临床目的所需的)被输送到肿瘤，同时避 免对周围健康组织并且特别地对任何重要的附近器官的过多剂量。对于较大 的、具有不规则形状的或者靠近敏感或关键结构的肿瘤，开发适当的治疗计 划系统是特别困难的。

治疗计划可典型地从例如射束位置、射束定向、射束形状、射束强度和 希望的放射剂量约束(为了实现特定的临床目的，它被放射学家认为是必要 的)的输入参数产生。使用先进的建模技术和目前发展水平的优化算法，可 开发完善的治疗计划。

已知两类治疗计划操作：正向计划和反向计划。在放射治疗的早期，治 疗计划系统倾向于集中在正向计划技术。在正向治疗计划中，医学物理学家 确定放射剂量持续时间或射束工作时间和选定射束的轨迹，并且随后计算多 少放射将由肿瘤、关键结构(即要害器官)和其它健康组织吸收。对于给定 数量的射束到达肿瘤和其它结构的剂量水平没有独立控制，因为在一定体积 的组织中的放射吸收由组织的性质和体积中的每个点到射束的发出点和射 束轴线的距离确定。更具体地，医学物理学家可基于他的经验“猜测”或赋 值给例如射束位置和射束强度的各种治疗参数。治疗计划系统随后计算由此 引起的剂量分布。在检查由此引起的剂量分布之后，医学物理学家可调节治 疗参数的值。该系统重新计算新的由此引起的剂量分布。可以重复这个过程， 直到与医学物理学家的希望分布相比，由此引起的剂量分布使医学物理学家 满意。正向计划倾向于依靠用户的能力通过射束方向和剂量权重的各种选择 而进行迭代，并适当估计由此引起的剂量分布。用户越有经验，越有可能产 生满意的剂量分布。