[发明专利]流线型引导式榻上适应性工作流

说明书

本公开的实施例涉及流线型引导式榻上适应性工作流。用于实现适应性疗法工作流的系统和方法，该适应性疗法工作流将创建阶段患者模型、为治疗阶段选择合适的方案以及对患者进行治疗所需的时间最小化。

技术领域

本公开大体上涉及适应性放射疗法，并且更具体地，涉及用于生成流线型引导式榻上(on-couch)适应性工作流的系统、方法和设备，以用于建立阶段患者模型并在对时间敏感的治疗阶段中选择治疗选项。

背景技术

放射疗法涉及医疗程序，其使用外部放射束通过向病理解剖体递送规定剂量的放射(X射线、伽马射线、电子、质子和/或离子)来治疗病理解剖体(肿瘤、病变、血管畸形、神经障碍等)，同时最小化对周围组织和临界(critical)解剖学结构的放射暴露。

通常，放射疗法治疗包括几个阶段。首先，使用计算断层成像(CT)、锥形束CBCT、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层成像(PET)、3D旋转血管造影(3DRA)或超声技术中的任何一个(或其组合)来构建感兴趣区域(头部、身体等)中的解剖学结构的精确三维(3D)图。这确定了解剖学结构内的靶的精确坐标，即，定位体内的肿瘤或异常并且定义其精确的形状和尺寸。其次，考虑各种医学约束，计算放射束的运动路径以递送放射肿瘤学家认为可接受的剂量分布。在该阶段期间，专家团队使用专用计算机软件开发治疗方案，以通过设计从不同角度和平面会聚在靶区域的放射束，来最优地照射肿瘤并最小化对周围正常组织的剂量。第三，执行放射治疗方案。在该阶段期间，根据规定的治疗方案来向患者递送放射剂量。通常，治疗方案通过一系列放射治疗(被称为疗程)递送给患者。

存在许多因素可能会导致规定的放射剂量分布与实际递送的剂量(即，在放射治疗期间向靶递送的实际剂量)之间的差异。其中一个因素是患者在放射疗法系统中的位置的不确定性。其他因素涉及由在患者的治疗期间可能发生的变化引起的不确定性。这种变化可以包括随机误差，诸如患者的设置位置的微小差异。其他来源可归因于如果患者的肿瘤消退或患者在疗法期间体重减轻可能引起的生理变化。另一类不确定性包括运动。运动可能会与任一类别交叠，因为某些运动可能更加随机且不可预测，而其他运动可能更规则。

这些解剖学和生理学变化可能会导致靶体积以及周围的解剖学结构和器官在疗法期间移动并改变尺寸和形状。因此，继续遵循初始治疗方案可能会导致实际的接收剂量分布与所计划的分布不同，从而减少到靶体积的剂量和/或增加到危及器官(OAR)的剂量。适配治疗方案，即基于后续获得的图像数据对初始治疗方案进行修改以匹配靶体积和周围解剖学结构的新位置和形状，是修正该问题的一种方法。

适应性放射疗法是一个过程，通过该过程，可以使用后续图像来调整原始治疗方案以抵消这些解剖学变化。适应性放射疗法过程是一种闭环放射治疗过程，其中可以使用系统性的测量反馈来修改治疗方案。通过系统性地监视治疗变化并通过合并它们以在治疗过程中重新优化治疗方案，适应性放射疗法改善了放射治疗。

适应性放射疗法可以在三个不同的时间尺度上进行，即在治疗疗程之间离线，在治疗疗程之前立即在线以及在治疗疗程期间实时进行。

在离线适应性疗法过程中，在每个治疗疗程期间，在每个疗程之前或之后获得患者的新图像(例如CT或CTBC图像)，并且对图像进行评估以确定靶体积的多天位置。基于此，可以制定新方案以更好地反映靶体积的运动范围。离线适应性过程适合用于治疗头颈部肿瘤，例如，其中变化通常是渐进的、可预测的且缓慢的。

在在线适应性疗法过程中，可以在疗程之前使用放射疗法系统来验证或调整针对治疗递送的患者的治疗方案。因此，成像系统可用于同时修改治疗递送，以反映患者的解剖体的变化。在线适应性过程适合用于治疗位于骨盆和上腹部区域中的肿瘤，其中器官运动是随机的，并且变化大、发生快且不可预测，或者在线适应性过程适合用于治疗胸部区域中的肿瘤，其中变化通常突然并且持续存在。