[发明专利]治疗计划系统的改进或其相关改进

说明书

发明领域

本发明涉及治疗计划系统，尤其是用于放射治疗和放射外科的治 疗计划系统。

背景技术

Leksell Gamma(Leksell伽玛刀)是众所周知的放射外科治 疗设备，如图1所示。它包含很多个以半球状阵列设置的放射性钴源， 各个钴源用于发射射向半球中心12的射线。还提供通常为半球状的 准直器14，其配备用于各个钴源10的孔眼，从而使各个钴源发射基 本上成锥形(pencil-shape)的射束。

各射束汇集至中心12处，因此该位置的剂量率非常高。半球内 的大部分其他位置仅被一个辐射源辐照到，或可能没被辐照到，因而 剂量率非常低。接近中心12的位置会被若干个(尽管非全部)辐射源辐 照到，因锥型射束的厚度不为0。因此，剂量分布由中心12的峰组成， 该峰随离开所述中心的距离增加而下降。在放射外科领域，由一个等 中心(isocenter)所产生的剂量分布通常称为“击”(“shot”)。

向多个靶标提供有效治疗解决方案变得日益重要。对多个靶标制 定治疗计划的基本问题在于LGK相互作用的剂量贡献(contribution)。 也就是说，给予一个靶标的剂量分布通常还会给予其他靶标一些剂 量。

当有多个靶标需要治疗时，情况可能变复杂。迄今为止，这已通 过多个剂量施用而将位点逐个置于在放射焦点12(图1)上来完成。结 果，各靶点都会得到初始剂量(即当位于所述装置中心12处时递送的 剂量)以及本底剂量(即在不同靶标接受初始剂量时附加递送的剂量)。 必须小心留神以保证总剂量(total dose)(即初始剂量加本底剂量)、尤其 是靶标以外部位的总剂量不超过最大预定剂量。

现有的治疗计划系统Leksell GammaPlan 5.34(LGP)允许同时对 至多10个不同的靶标进行规划。LGP将整体剂量(global dose)贡献考 虑在内，并正确显示给予各靶标的总剂量。

发明概要

LGP不能给各个单独靶标明确开据处方剂量。相反，所开据的是 整体最大剂量，其(在实践中)意指给予发生整体剂量最大值时靶标的 局部处方剂量(local prescription)。为获得给予其他靶标的预定剂量， LGP(在数字上)显示在各靶标存在的最大剂量，并允许使用者以1％或 10％的增量改变各靶标放射等中心的相对权重(与放射时间成比例)。 通过反复使用此方法，使用者最终可得到接近的为各靶标所开据的剂 量。

平衡多个靶标剂量的上述方法具有若干缺点：手动、耗时且需要 使用者留意在治疗计划系统之外的处方等剂量(prescription isodose)- 通常在纸上。最终的治疗计划并不包括这些所开据剂量的细节，因而 给以后的核查或查证带来困难。使用者唯有通过反复试验才能查明处 方剂量(prescription dose)事实上是否能够从物理上实现，也就是说， 如果请求的是不能实现的处方方案，使用者则会浪费大量时间来确定 其不可行。而且该方法不直观，难以教会新的使用者。

此外，使用者没有简单直接的方法了解局部等中心和远距离等中 心的相对剂量贡献。该信息较为重要，因为强烈的相互作用可能意味 着百分比等剂量与剂量梯度之间的关系可与单靶标的情况明显不同。

本发明设法解决这些难点并获得克服它们的系统。

因此，本发明提供治疗计划方法，该方法包括以下步骤：确定多 个治疗部位和施用到各部位的大体剂量(overall dose)；对于各个特定 部位而言，确定与施用到不同部位的剂量成比例的、由针对所述各个 不同部位的剂量施加到该部位的整体剂量(global dose)；构建剂量因子 矩阵(dose factor matrix)，所述矩阵包含对于各部位而言由施用到其他 各部位的剂量所产生的整体剂量；对剂量因子矩阵求逆，并将其乘以 包含施用到各部位大体剂量的处方矩阵(prescription matrix)，从而得到 包含各部位局部剂量的结果矩阵。

该方法提供了推导施用到各靶标的必需剂量，使得包括在辐照不 同靶标时递送的整体剂量在内，各靶标得到恰当的总剂量(total dose) 的数学直观方法。