[发明专利]用于确定放射治疗系统的放射治疗计划的系统、方法和计算机程序

说明书

本发明涉及一种用于确定放射治疗系统(100)的放射治疗计划的系统，包括多叶准直器。所述放射治疗计划确定系统(110)包括：治疗系统特性提供单元(111)，其中所述特性包括可能的叶片位置和可能的放射注量值；计划目标提供单元(112)，其中所述计划目标指示期望的治疗性放射剂量分布；优化函数提供单元(113)，其中所述优化函数指示放射剂量分布与所述计划目标的偏差以及所述放射剂量分布在所述可能孔径的边缘处的不确定性；以及治疗计划优化单元(114)，该治疗计划优化单元(114)适用于确定可能孔径和可能放射注量值的序列，对于所述序列，所述优化函数被优化。因此，可以为每个单独患者提供最佳治疗计划。

技术领域

本发明涉及一种用于确定放射治疗系统的放射治疗计划的系统、方法和计算机程序，该放射治疗系统包括多叶准直器(MLC)。

背景技术

现今，针对放射治疗，通常使用包括多叶准直器(MLC)的放射系统。MLC包括多个可移动的叶片，并且允许使放射治疗系统所提供的放射束适应治疗区域(例如应当被放射的肿瘤)的单独形状和结构。为了优化在放射治疗期间由患者接收的放射剂量分布，使用治疗计划优化算法以最佳方式使治疗计划(即MLC的叶片的位置和放射治疗系统可以提供的注量值的序列)适应单独患者。然而，在许多情况下，使用不同的治疗计划，即使用不同的叶片位置和注量值序列，可以达到相同的放射剂量分布。在这些情况下，放射科医生基于他/她的经验决定应当对单独患者使用哪种治疗计划，即哪个叶片位置和注量值序列。然而，这个决定过程并不总是导致患者的最优的治疗计划。

发明内容

本发明的目的是提供一种系统、方法和计算机程序，允许改进治疗计划的确定，使得可以为每个单独患者提供最佳的治疗计划。

在本发明的第一方面中，呈现了一种放射治疗计划确定系统，其中放射治疗计划确定系统适用于为放射治疗系统确定放射治疗计划，该放射治疗系统包括多叶准直器(MLC)，其中MLC包括多个可移动的叶片，用于使MLC的孔径成形，使得放射束在被提供给患者之前通过孔径成形，其中放射治疗计划确定系统包括a)治疗系统特性提供单元，用于提供放射治疗系统的特性，其中特性包括限定MLC的可能孔径的可能叶片位置和可由放射治疗系统提供的可能放射注量值，b)计划目标提供单元，用于提供计划目标，其中计划目标指示应向患者提供的期望的治疗性放射剂量分布，c)优化函数提供单元，用于提供优化函数，该优化函数指示放射剂量分布与计划目标的偏差，其中放射剂量分布取决于可能孔径的序列和可能放射注量值，该可能孔径的序列由可能叶片位置限定，以及其中优化函数还指示放射剂量分布在可能的孔径边缘处的不确定性，d)治疗计划优化单元，用于确定优化的治疗计划，其中治疗计划优化单元适用于确定可能孔径和可能放射注量值的序列，对于该序列，优化函数被优化，其中优化的可能孔径和优化的可能注量值的序列限定优化的治疗计划。

由于优化函数指示放射剂量分布在可能孔径的边缘处的不确定性，可以直接考虑放射治疗系统所提供的放射剂量分布的不确定性，例如由MLC的孔径的边缘处的散射放射或定位不准确性所致，作为优化过程的部分。因此，可以确定一种治疗计划，该治疗计划不仅关于期望的剂量分布进行了优化，而且还提供了所提供的剂量分布的尽可能小的不确定性。由于不确定性是与最佳治疗计划(即放射剂量分布)的可能偏差的度量，放射治疗计划的低不确定性确保提供给患者的放射剂量分布非常准确地遵循所确定的放射治疗计划。因此，改进了治疗计划确定，以便可以为每个单独患者都提供更优的治疗计划。

放射治疗计划确定系统适用于为放射治疗系统确定放射治疗计划。放射治疗系统可以是任何一种用于放射治疗的系统，其中放射应当被提供给患者的部分，例如肿瘤。所提供的放射可以是任何一种用于医学治疗的电离放射。优选地，放射治疗系统为患者提供治疗性X射线放射。可替代地，放射治疗系统可以适用于在对患者进行质子放射治疗期间提供质子。