[发明专利]具有剂量速率处方和剂量速率映射的FLASH疗法治疗计划和肿瘤学信息系统

说明书

一种计算系统，包括中央处理单元(CPU)和存储器，存储器被耦合到所述CPU并且在其中存储指令，当指令由计算系统执行时，使计算系统执行操作以生成辐射治疗计划。操作包括访问(502)要被递送进入和穿过目标的最小规定剂量，确定(504，506)束的数目和束的方向，以及确定针对束中的每个束的束能量，其中束的数目、束的方向以及针对束中的每个束的束能量被确定使得整个目标接收最小规定剂量。操作还包括针对FLASH疗法，规定剂量速率并且优化剂量速率约束，以及显示FLASH疗法的剂量速率图。

技术领域

本发明的实施例一般涉及存储器系统中使用的集成电路结构，存储器系统可以被计算机系统(包括嵌入式计算机系统)使用。

背景技术

使用辐射疗法来治疗癌症是众所周知的。通常，辐射疗法涉及将高能质子、光子、离子或电子辐射束(“治疗性辐射”)引导到目标或目标体积(例如，肿瘤或病变)中。

在利用辐射治疗患者之前，针对该患者的治疗计划被制定。计划基于过去的经验，使用模拟和优化来定义治疗的各个方面。通常，治疗计划的目的是向目标递送足够的辐射，同时最小化周围正常的、健康的组织对辐射的暴露。

计划者的目的是找到关于多个临床目的最佳的解决方案，在朝着一个目的的改进可能对达到另一目的有不利影响的意义上，多个临床目的可能是相互矛盾的。例如，使肝脏免于接受辐射的剂量的治疗计划可能会导致胃接受太多的辐射。这些类型的权衡会导致一个迭代过程，在该过程中，计划者会创建不同的计划，以找到最适合于实现预期结果的一个计划。

最近的辐射生物学研究已经证明了在单个短时间段内，以一个部分或可能几个部分，向目标递送完整的、相对较高的治疗性辐射剂量的有效性。这种类型的治疗在本文中通常被称为FLASH辐射疗法(FLASH RT)。迄今为止的证据表明，在正常的、健康的组织仅在很短的时间段内暴露于单次放射时，FLASH RT有利地使该组织免于受到损伤。因此，FLASH RT引入了常规辐射治疗计划中未考虑或未达到的重要约束。

超高剂量速率辐射疗法或FLASH疗法以非常高的速度递送高剂量的辐射，达到40Gy/s及以上的剂量速率。临床前研究表明，以这种超高剂量速率递送辐射治疗允许可比的肿瘤控制，同时保护健康组织，从而降低毒性。这种所谓的FLASH效应背后的作用机制仍在研究中，但越来越清楚的是，组织被放射的时间、施加的剂量以及因此剂量速率是在FLASH效应中发挥作用的关键参数。

当前的治疗计划系统(TPS)仅限于规定剂量并且将剂量显示为覆盖在患者的CT扫描上的分布。由于剂量速率和这种FLASH相关参数现在很重要，因此对于利用FLASH治疗人类来说，能够为某些特定组织结构(健康组织、风险器官、边缘以及临床肿瘤体积)规定特定阈值的剂量速率至关重要。此外，这种处方的输入将为临床医师和研究人员提供有价值的信息，这些信息可以进一步与生物参数和患者结果相关。

发明内容

在一个方面，本发明提供了一种如权利要求1中定义的计算系统。可选特征在其从属权利要求中被指定。

在另一方面，本发明提供了一种如权利要求10中定义的非瞬态计算机可读存储介质。可选特征在其从属权利要求中被指定。

在又一方面，本发明提供了一种如权利要求17中定义的计算机程序。

在另一方面，本发明提供一种如权利要求18定义的用于生成辐射治疗计划的系统。可选特征在其从属权利要求中被指定。