[发明专利]用于逆向治疗计划的系统

说明书

本发明涉及一种逆向治疗计划系统，包括：至少数据总线系统（102）；耦合到数据总线系统（102）的存储器（106），其中存储器（106）包括计算机可用程序代码；以及耦合到数据总线系统（102）的处理单元（104），其中处理单元（104）配置成执行计算机可用程序代码以便：预先计算（10）个体剂量喷射（a^j）的集合，每一个个体剂量喷射具有目标区域内部和/或外部的预定位置、大小和形状；基于一个或多个约束（20）将权重（3/4）关联（40）到每一个个体剂量喷射（a^j）；其特征在于，处理单元（104）执行计算机可用程序代码以便找到（30）个体剂量喷射的最稀疏子集，以便满足所述一个或多个约束（20）。

技术领域

本发明涉及用于辐射治疗的计划和实时控制的系统。在不失一般性的情况下，本发明的系统可以有用地用于通过各种性质的准直辐射源来计划放射疗法的治疗，该准直辐射源比如例如是多束伽马辐照、由线性加速器生成的光子束、常规高电压X射线源或放射源。本发明的实施例尤其涉及辐射外科学。

背景技术

辐射疗法和辐射外科学（或放射外科学）是治疗性方案，其是高效的、非侵入式的且与门诊治疗兼容。在本文档中，放射外科学标示高剂量小部分的辐射立体定向性地导向到感兴趣的区的递送，其中“立体定向”意指：存在患者的诊断图像中所看到的虚拟目标与患者身体中的实际目标位置的准确相关性。

在放射外科学的情境中，并且特别地在脑神经外科学中，常用于治疗颅内疾病的工具在名称“Leksell Gamma Knife®（莱克塞尔伽马刀）”或简单地“Gamma Knife®（伽马刀）”之下商业化。

Leksell Gamma Knife®利用来自聚焦在充当坐标系统和固定化设备的等角点和立体定向框架处的多个钴-60辐射源的伴行伽马射线。传统上，患者佩戴固定到辐射源且以外科学方式固定到颅骨的专业化头盔，使得目标区在等角点处静止。最近，Leksell GammaKnife®装置还已经配备有较少侵入式固定化系统，包括图像引导无框架固定化设备。

治疗是通过利用医学成像研究对患者的疾病脑部区（所谓的目标区）进行局部化并且将目标区定位在射束的聚焦交点（即等角点）处来执行的。

治疗可以在一次喷射（shot）中实现，即通过将目标区的一个单个部分或位置定位在等角点处而实现。其还可以使用多次喷射而实现，即通过接连将目标区域的不同部分放置在等角点处而实现。

在Gamma Knife®已经证实是成功的放射外科学工具的同时，基于加速器的放射外科学也是已知的。这些系统使用LINAC来产生兆伏级X射线束。加速器安装在当患者躺在移动沙发上时在空间上旋转的台架上。以此方式，递送角度和目标点可以被随意改变。治疗典型地牵涉不同角度处的辐射递送，同时头部沿全弧或部分弧旋转。

在本发明的上下文中，喷射（或剂量喷射）则是剂量，例如辐射剂量。其由位置（即喷射的中心的位置）、大小和形状表征。归因于使用不同准直器以及阻挡或不阻挡一些射束，Leksell Gamma Knife®可以提供具有不同大小和形状的喷射。

对于每一次喷射，用户必须确定其在目标区域中的位置以及要在等角点周围递送的辐照剂量的大小和形状，分别指定要使用的准直器和Leksell Gamma Knife®的要阻挡或不阻挡的射束。

对于每一次喷射，用户还必须确定辐照时间，其是通过与放射性钴源的剂量率有关的喷射的所谓权重来参数化的。