[发明专利]使用切片的外部射束放射疗法的射束角优化

权利要求书

1.一种用于IMRT放射疗法处理的射束角优化的方法，所述方法包括：

提供包括一个或多个计划靶体积(PTV)的患者模型，所述一个或多个PTV包括第一PTV；

定义具有多个顶点的递送坐标空间(DCS)，每个相应顶点定义相应射束眼视图(BEV)平面；

针对每个相应顶点的相应BEV平面：

针对所述相应BEV平面的每个相应像素：

评估来自相应子射束的所述第一PTV的剂量，所述相应子射束源自于所述相应顶点并穿过所述相应BEV平面的所述相应像素；以及

至少部分地基于来自所述相应子射束的所述第一PTV的所述剂量来评估所述相应BEV平面的所述相应像素的相应BEV得分；

基于所述BEV平面的所述像素的所述BEV得分来确定针对所述第一PTV的阈值BEV得分；

针对所述相应顶点的每个相应BEV平面：

通过将每个相应像素的所述相应BEV得分与所述阈值BEV得分进行比较来确定一个或多个BEV区域，其中所述一个或多个BEV区域内的像素的BEV得分大于或等于所述阈值BEV得分；

确定针对所述第一PTV的BEV区域连接性流形，所述BEV区域连接性流形表示邻近顶点的BEV区域之间的连接；以及

至少部分地基于针对所述第一PTV的所述BEV区域连接性流形，为所述IMRT放射疗法处理选择多个最优场几何形状。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述DCS中的每个顶点包括等中心点、机架角和床角。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多个最优场几何形状中的每个最优场几何形状包括机架角、床角或准直器角中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的方法，其中选择所述多个最优场几何形状包括对由多个节点所定义的图执行优化，每个节点与所述DCS中的相应顶点相关联。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括：

针对相应顶点的每个相应BEV平面：

基于所述相应像素的所述相应BEV得分来确定针对所述相应BEV平面的每个相应像素的区域得分；以及

基于所述相应BEV区域的所述像素的所述区域得分来确定针对所述一个或多个BEV区域中的每个相应BEV区域的积分区域得分；

其中所述优化使用最大距离函数被执行，所述最大距离函数包括第一项，所述第一项与针对每个相应BEV区域的所述积分区域得分相关。

6.根据权利要求5所述的方法，其中如果每个所述相应像素在所述一个或多个BEV区域中的一个BEV区域内，则针对相应像素的所述区域得分具有归一化正值，并且如果每个所述相应像素不在所述一个或多个BEV区域中的任何BEV区域内，则针对相应像素的所述区域得分具有负值。

7.根据权利要求5所述的方法，其中所述最大距离函数包括第二项，所述第二项与分布在所述第一PTV内的采样点集合的PTV角通量集合相关，每个PTV角通量与通过以所述采样点集合的相应采样点为中心的闭合表面的入射子射束的方向矢量的新颖性相关。

8.根据权利要求5所述的方法，其中所述优化使用局部梯度下降算法被执行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者模型还包括第一危险器官(OAR)，所述方法还包括：

针对相应顶点的每个相应BEV平面：

针对所述相应BEV平面的每个相应像素：

评估来自相应子射束的所述第一OAR的剂量，所述相应子射束源自于所述相应顶点并穿过所述相应BEV平面的所述相应像素；以及

其中评估所述相应BEV平面的所述相应像素的所述相应BEV得分包括评估所述第一PTV的所述剂量和所述第一OAR的所述剂量的加权线性组合。

10.根据权利要求9所述的方法，其中在所述加权线性组合中，所述第一PTV被赋予正权重，并且所述第一OAR被赋予负权重。