[发明专利]调制电弧治疗(MAT)计划中最优分割电弧的方法

说明书

一种非暂态计算机可读介质(26)存储指令，该指令可由至少一个电子处理器(20)实行以执行标识用于在调制电弧治疗计划中去除的可能的电弧段的方法(100、200)。方法包括：针对初始电弧段，迭代优化调制电弧治疗计划；以及计算针对初始电弧段的每个控制点(CP)的几何自由度(GF)度量。

技术领域

下面总体上涉及医学治疗领域、MAT领域、MAT优化领域以及相关领域。

背景技术

调制电弧治疗(MAT)(诸如例如容积MAT(VMAT)或强度MAT(IMAT))可以作为部分电弧、完整的单电弧或多个电弧被递送。对于需要大量射束调制的复杂情况，单电弧递送需要显著减缓龙门旋转并且降低剂量率，以实现与调强放射治疗(IMRT)相似的剂量分配。相反，放射可以通过多个电弧递送，这提供了必要的自由度，但是往往会增加总治疗时间和所需的监测单元数目。另外，对于许多临床病例，有人可能会认为只有在临界角度范围内才需要明显的射束调制。在这种情况下，在放射产生很少或没有有益效果的角度内，龙门可能以最大的速度移动，并且影响有限。附加地，由于最小剂量率的限制，射束不能在无益角度内完全关闭。使龙门旋转这些角度增加了对关键结构的剂量，并且增加了监测单元的总数(参见例如Rana、Suresh和ChihYao Cheng的“Feasibility of the partial-single arctechnique in RapidArc planning for prostate cancer treatment”Chinese journalof cancer 32，第10(2013):546号)、Dumane、V.A.、J.Kao、S.Green、V.Gupta和Y.Lo.“Comparison of full arcs,avoidance sectors,and partial arcs for RapidArcplanning”International Journal of Radiation Oncology*Biology*Physics 78，第3(2010):S820-S821号以及Wala、Jeremiah、Ehsan Salari、Wei Chen和David Craft.“Optimal partial-arcs in VMAT treatment planning”Physics in MedicineBiology57，第18(2012):5861号)。从递送中消除电弧的这种部分可以减少治疗时间和总MU，并且也减少了对健康组织的剂量。

Wala等人公开了现有的自动寻找消除不需要的电弧段的最优部分/分裂电弧的方法。虽然这种方法消除了电弧中的可避免的电弧段，但是众所周知，由于它采用了全局搜索技术来检测可避免的电弧段，本文中所公开的方法是非常耗时的。

下面公开了某些改进。

发明内容

在本文中所公开的一些实施例中，非暂态计算机可读介质存储指令，该指令可由至少一个电子处理器实行，以执行标识用于在调制电弧治疗计划中去除的可能电弧段的方法。方法包括：针对初始电弧段，迭代优化调制电弧治疗计划；以及计算针对初始电弧段的每个控制点(CP)的几何自由度(GF)度量。

在本文中所公开的一些实施例中，一种用于标识用于在调制电弧治疗计划中去除的可能电弧段的系统包括至少一个电子处理器，该至少一个电子处理器被编程为：针对初始电弧段，迭代优化调制电弧治疗计划；计算针对初始电弧段的每个CP的GF度量；以及将GF度量值低于预先选择的阈值的连续组的GP确定为用于从调制电弧治疗计划中去除的候选电弧段。

在本文中所公开的一些实施例中，一种标识用于在调制电弧治疗计划中去除的可能电弧段的方法包括：针对初始电弧段，迭代优化调制电弧治疗计划；通过操作计算针对初始电弧段的每个CP的GF度量，操作包括：针对CP的每个细光束，计算由细光束接触的肿瘤体素的数目除以由细光束接触的关键器官的体素的数目的和的比率；以及对针对CP的细光束的GF值进行求和，以生成针对CP的GF度量；将GF度量值低于预先选择的阈值的连续组的CP确定为用于从调制电弧治疗化中去除的候选电弧段；以及估计在从调制电弧治疗计划中去除候选电弧段的情况下调制电弧治疗计划的剂量的重新分配。