[发明专利]在IMRT规划优化期间形成3D剂量分布的交互式直观方法

说明书

公开了在IMRT规划的优化期间形成3D剂量分布的交互式直观方法。用于提供用户友好界面的新技术在本文中被描述，用于在辐射应用规划的优化期间调整剂量分布值。在一个实施例中，图形用户界面被提供，其提供用于辐射应用的靶标区域的图像和被设置在靶标区域上的剂量分布的图形叠加层，其根据输入的剂量参数在视觉上表示规划的剂量分布。在一个或多个实施例中，剂量分布可以在优化之前从用户通过图形用户界面提供的输入参数来自动计算。用户(例如临床医生、辐射肿瘤学家或辐射治疗操作员等)能够在优化期间经由用户输入设备结合图形用户界面来修改剂量分布体积的可视化并且使得修改被实时地调整。

版权声明

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技术领域

本发明的实施例一般地涉及辐射应用规划程序。更具体地，本发 明的实施例涉及图形用户界面中的剂量分布目标的交互式建模。

背景技术

在辐射治疗中，在治疗规划阶段准确标识和描绘解剖结构至关重 要。每个此类程序的目标是提供靶标体积和任何风险器官的准确定 义，以便向靶标体积(例如肿瘤)递送最大辐射剂量，同时避免周围 健康组织被暴露于潜在的有害辐射。

在规划阶段，通常治疗规划者会定义一个规划，以将计算的剂量 的辐射递送到靶标区域和结构/器官。该规划可以被定义为一个或多个 剂量目标，其包括限制辐射应用范围的参数。这些参数通常作为数据 值而由自动软件应用生成，并且可以被表示为剂量-体积直方图 (DVH)曲线，其绘制在靶标区域处或附近的一个或多个结构中被接 收的预期辐射量。通常，对计算的剂量分布的优化可以被执行，以例 如计算更均匀的剂量分布，并且例如应用进一步的约束—诸如对于某 些区域或结构的辐射下限和辐射上限。虽然DVH曲线是用于有效地 传递剂量分布数据的有用工具，但是DVH曲线是二维表示，并因此， 对应于规划剂量的任何三维数据在这样的表示将被丢失。

除了DVH曲线之外，规划的剂量分布应用还可以被表示为三维 剂量分布体积，其(在多个二维图像“切片”上)绘制在靶标区域的计 算机生成的图像内辐射应用所包围的预期体积。这些体积通常作为叠 加层被呈现在靶标区域的图像之上，以允许治疗规划者在视觉上验证 期望的结构被包括。然而，对于每个计算的剂量分布，辐射应用体积 的尺寸和形状是静态的。因此，调整结构的一部分的剂量将使DVH 无效，并且需要剂量分布的重新计算。当“热点”被创建时，类似的问 题会出现。热点是被非预期地计算的区段(通常是由于不完整的或冲 突的优化参数引起的)，用以在一个或多个位置处接收不期望的高剂 量。虽然当针对非关键组织(例如脂肪)时，非预期的剂量分配可能 不重要，但是当热点恰好对准靶标或健康组织或器官时，剂量分布可 能需要重新计算以确保患者安全。类似地，冷点(也是由于不完整的 或冲突的优化参数引起的)可能出现，其中剂量分布被计算以向结构 或区域递送不足的辐射量。因为分布和剂量分布体积是静态的，所以 对剂量值的任何修改或调整(例如，在热点和冷点之间重新分配辐射) 不能通过可用的解决方案来执行。

发明内容

本发明内容被提供以便以简化的形式介绍概念的精华，其将在下 面的具体实施方式中进一步被描述。本发明内容不旨在标识所要求保 护的技术方案的关键特征或必要特征，也不旨在被用于限制所要求保 护的技术方案的范围。