[发明专利]用于确定放射治疗计划和递送放射的计算机系统

说明书

预先确定一个或多个类别解决方案的无碰撞区域(610、620和630)。每个类别解决方案限定了允许的场几何结构变化的限度。规划中的无碰撞区域可以定义为相对于固定装置的一组允许的等中心点位置。用户可以查看所述无碰撞区域，以对场几何结构和等中心点位置的折衷作出规划。递送中的无碰撞区域可以定义为一组允许的治疗床支撑坐标。可参照递送中的所述无碰撞区域检查放射治疗计划中的治疗场，以确定它们是否会带来任何碰撞风险。

相关申请的交叉引用

本PCT申请要求2017年2月24日提交的标题为“USE OF COLLISION FREE REGIONTO PLAN AND DELIVERY RADIATION THERAPY TREATMENT”的美国非临时专利申请号15/441,898的权益和优先权，该专利申请的全部内容以引用方式并入本文以用于所有目的。

技术领域

本公开整体涉及使用外线束放射治疗系统的放射疗法的治疗规划，并且更具体地，涉及在放射治疗计划的规划和递送中管理碰撞风险。

背景技术

现代放射疗法技术包括通常通过外部放射治疗系统(例如配备有多叶准直器(“MLC”)的线性加速器)使用强度调制放射疗法(“IMRT”)。一般多叶准直器，尤其是IMRT场的使用，可使放射科医生在改变放射线束的形状和剂量的同时从入射到靶标的给定方向对患者进行治疗，从而大大提高了向治疗区内的靶标递送放射的能力，同时避免过度辐照附近的健康组织。然而，IMRT和其他复杂放射疗法技术，例如，体积调制电弧疗法(VMAT)(在该疗法中系统机架在递送放射的同时移动)，以及三维适形放射疗法(“3D适形”或“3DCRT”))赋予放射科医生的较大自由度使制定治疗计划的任务变得更加困难。如本文所用的术语放射疗法应被广义地理解，并且旨在包括用于辐照患者的各种技术，包括使用光子(例如高能x射线和γ射线)和粒子(例如电子束和质子束)。尽管现代线性加速器使用MLC，但向靶区提供适形放射的其他方法是已知的并且在本发明的范围内。

已经开发了几种技术来创建IMRT或适形放射疗法的放射治疗计划。一般来讲，这些技术旨在解决“反”问题，即确定角度、放射剂量和MLC叶片运动的最佳组合，以将期望的总放射剂量递送到靶标或可能的多个靶标，同时将对健康组织的辐照减到最少。对于制定电弧疗法计划，这种反问题甚至更加复杂，在电弧疗法计划中，机架在辐照靶区的同时运动。迄今为止，放射肿瘤学家或其他医疗专业人员诸如医学物理师和剂量师已使用各种算法来制定和优化放射治疗计划。

当使用外线束放射治疗系统执行放射治疗计划时，某些场几何结构可能会导致机器与机器或机器与患者的碰撞。在此类情况下，可能需要阻止治疗计划的自动执行，否则可能会发生事故。因此，可能期望在规划和递送放射治疗时评估碰撞可能性，以确保放射治疗计划的安全性和可用性。

发明内容

根据本发明的一些实施方案，提供了用于在放射治疗计划的规划和递送中管理碰撞风险的系统、方法和设备。可预先确定一个或多个类别解决方案的无碰撞区域。每个类别解决方案都已限定允许的场几何结构变化的限度，例如允许的机架角度范围和允许的治疗床参数范围。

根据一些实施方案，规划中的无碰撞区域可以定义为相对于固定装置的一组允许的等中心点位置。用户可以查看所述无碰撞区域，以对场几何结构和等中心点位置的折衷作出规划。递送中的无碰撞区域可以定义为一组允许的治疗床支撑坐标。可参照递送中的所述无碰撞区域检查放射治疗计划中的治疗场，以确定它们是否会带来任何碰撞风险。

根据一些实施方案，在规划中使用的模型和在递送中使用的模型可以彼此独立。可以将在规划中使用的模型和在递送中使用的模型设计为协同工作，以便规划中的每个模型在递送中都有一个对应的模型。如果一个计划根据规划中的模型是有效的，则它对于递送中的对应模型也可能同样有效。

其他实施方案涉及与本文所述方法相关联的系统和计算机可读介质。

参考以下详细描述和附图，可以更好地理解本发明实施方案的性质和优点。