[发明专利]使用切片的外部射束放射疗法的射束角优化

说明书

用于强度调制放射疗法(IMRT)处理的射束角优化方法包括：通过评估递送坐标空间(DCS)中的每个顶点的每个感兴趣区域的剂量响应来确定射束眼视图(BEV)区域和BEV区域连接性流形。BEV区域和BEV区域连接性流形中包含的信息被用来引导优化器在IMRT处理中找到最优场几何形状。为了提高计划靶体积(PTV)的未充分暴露体素的可见性，可以执行后处理步骤以扩大某些BEV区域，这些区域在处理轨迹优化期间被考虑用于暴露。

背景技术

在使用例如IMRT和VMAT处理方式的外部射束放射疗法的逆向处理计划方面已经取得了重大进展。随着计划质量要求和诊所患者吞吐量要求的增加，自动化和更高程度的个性化处理计划的作用变得越来越重要。在对辐射处理计划中的MLC叶序列和剂量率进行逆向优化之前，可能需要选择处理场，诸如VMAT轨迹或IMRT场。处理几何形状的选择(例如，VMAT弧的(多个)等中心点、起始和停止机架角度以及(多个)准直器角度，或IMRT场的机架角度、床角度、准直器角度以及钳口位置)可以由给定处理部位的临床方案来决定。考虑到患者解剖结构和临床目标的可变性，这样的方案可能是次优的。此外，放射疗法处理可能涉及可能具有非常不同体积的多个肿瘤或病变。一些肿瘤可能在空间上部分或完全重叠，而一些肿瘤可能在空间上不相交。因此，需要优化处理几何形状的改进方法。

发明内容

本发明在一方面提供了一种用于IMRT放射疗法处理的射束角优化方法，如权利要求1中所限定。可选特征在从属权利要求中被限定。

本发明在另一方面提供了一种用于IMRT放射疗法处理的射束角优化方法，如权利要求11中所限定。可选特征在从属权利要求中被限定。

本发明在又一方面提供了一种用于IMRT放射疗法处理的射束角优化方法，如权利要求18中所限定。可选特征在从属权利要求中被限定。

本发明还提供了一种用于对IMRT放射疗法处理执行射束角优化的计算机程序和系统，如权利要求中所定义。

根据一些实施例，用于优化处理几何形状的方法考虑对感兴趣区域(ROI)的剂量响应。ROI可以包括一个或多个计划靶体积(PTV)和一个或多个危险器官(OAR)。这些方法可以自动完成另外数量可观的手动计划工作，并且可以提供剂量雕刻的新领域，可以显著增强靶剂量一致性并降低正常组织中的毒性。

在一些实施例中，通过评估递送坐标空间(DCS)中的每个顶点的每个ROI的剂量响应来确定射束眼视图(BEV)区域和BEV区域连接性流形。BEV区域和BEV区域连接性流形中包含的信息被用来引导优化器在辐射处理计划中找到最优场几何形状。根据一些实施例，为了提高计划靶体积(PTV)的未充分暴露体素的可见性，可以执行在本文中被称为“覆盖提升”的后处理步骤以扩大某些BEV区域，这些区域在处理几何形状优化期间被考虑用于暴露。

在一些实施例中，为了优化多靶放射疗法处理的处理轨迹，分别针对多个靶组中的每个靶组确定BEV区域和BEV区域连接性流形。与所有靶组相关的BEV区域构成了整个BEV区域集合，整个BEV区域集合然后被用于处理轨迹优化中。通过针对每个靶组分别确定BEV区域，可以实现更平衡的复杂多靶处理方法。

在一些实施例中，在BEV区域和BEV区域连接性流形中包含的信息被用来引导优化器在IMRT处理计划中找到最优场几何形状。处理场可以在优化框架中被表示为节点集合。射束角优化(BAO)可以涉及找到具有最优最大距离的节点集合。

下面详细描述本公开的这些和其他实施例。例如，其他实施例涉及与本文所描述的方法相关联的系统、设备和计算机可读介质。

参考以下详细描述和附图，可以更好地理解本公开的实施例的性质和优点。

附图说明

专利或申请文件包含至少一幅彩色绘图。本专利或专利申请出版物的带有彩色附图的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。

图1是辐射处理系统的示意性立体视图。