使用集成模型的放射治疗计划的制作方法
【专利说明】使用集成模型的放射治疗计划
[0001]夺叉参考
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的名称为“PROTECTING ACHIEVABLE DOSEUSING HIERARCHIAL KNOffLEDGEBASED MODELS” 美国临时专利申请第 61/793，655 号的优先权，前述专利申请在此通过整体引用并入用于所有目的。
技术领域
[0003]本公开的实施方案一般涉及医疗设备，更具体地，涉及放射治疗设备。
【背景技术】
[0004]在基于知识的医疗治疗计划中，现有计划的信息可以被用来为新的患者制定治疗计划，例如，通过估计可实现的剂量分布。可以通过将患者的几何体和多个先前的临床计划的剂量信息提取(distill)到预测模型中来作出预测，该预测模型可用于剂量预测，而不存储来自原始计划集合的所有信息。
[0005]这种基于知识的模型可能有各种实现方式。例如，它可能是关联几何参数与剂量学参数的回归模型。通常，源自训练集的某一模型仅具有有限的区域，例如关于肿瘤的几何参数，其中其预测是有效的。如果新病例的几何参数与训练集所跨越的几何参数存在极大不同，则剂量预测不幸地可能变得不可靠。
[0006]诊所通常有若干个预测模型，它们共同可以覆盖大量各种不同的区域。按照惯例，治疗专家(例如肿瘤科医生)必须手动探索可用的模型，从而基于个人判断确定用于预测计算的一个模型。此手动选择过程可能是耗时的并且可能不可靠，特别是当可用模型的数量是较大时，并且每个模型对应于复杂的几何参数集。
【发明内容】
[0007]因此，有利的是提供一种以自动化和系统的方式可在扩展的区域上作出有效预测的治疗计划机制。
[0008]因此，本公开的实施方案采用组合多个预测模型的集成模型，从其中可以自动地选择所得的预测模型以对新的病例执行预测。从现有的临床数据训练多个预测模型，并且关于涉及放射治疗的患者数据该多个预测模型覆盖了各种有效或起作用的区域。该集成模型包括模型选择模块和单独的预测模型模块。该模型选择模块可以操作以评估由每个预测模型生成的预测结果和相关联的预测可靠性，从而选择性输出一个或多个满意的预测。备选地，模型选择模块可包括决策层级(hierarchy)，其中每个级别(level)对应于患者数据特征集的划分。下级(subordinate)层级的划分嵌入(nest)上级(superordinate)级别的划分。可以自动生成集成模型，例如通过按照分级聚类算法从单个训练数据集配置多个模型。因此，集成模型有利地可以覆盖用于治疗预测的扩展的有效区域，而无需手动选择合适的模型。
[0009]在本公开的一个实施方案中，为患者自动生成放射治疗计划的计算机实现的方法包括:(1)访问涉及患者的放射治疗的患者信息；(2)按照包括布置在层级中的多个预测模型的层级模型基于患者信息自动选择一个或多个预测模型，其中每个预测模型基于训练数据建立并且可操作以生成放射治疗预测；(3)根据一个或多个预测模型处理患者信息；和
(4)输出一个或多个放射治疗预测。
[0010]以上是概述，因此必然包含细节的简化、概括和省略；因此，本领域技术人员将理解该概述仅是说明性的并且并不旨在以任何方式进行限制。本发明的其它方面、发明特征和优点，如仅由权利要求限定的，将在以下阐述的非限制性详细描述中变得明显。
【附图说明】
[0011]结合附图阅读下面的详细描述将更好地理解本发明的实施方案，附图中类似的标号表示相同的元件，其中:
[0012]图1是功能方框图，示出根据本公开的实施方案的包括预测子模型的收集和模型选择模块的自动治疗计划系统的示例性配置；
[0013]图2是图示根据本公开的实施方案的自动治疗计划的示例性方法的流程图；
[0014]图3A是图示根据本公开的实施方案通过借助于评价被配置为确定适当的预测模型的集成模型的示例性配置的框图；
[0015]图3B是描绘通过采用集成模型的自动治疗计划的示例性方法的流程图，其中根据本公开的实施方案通过借助于评价可以确定适当的预测模型；
[0016]图4A是图示根据本公开的实施方案包括用于预测模型选择的决策级别的层级的集成模型的示例性配置的框图；
[0017]图4B是描绘根据本公开的实施方案在层级模型中选择适当的预测模型的示例性方法的流程图；
[0018]图5是图示根据本公开的实施方案的自动化集成模型生成系统的功能框图；
[0019]图6是描绘根据本公开的实施方案的自动生成用于治疗计划的集成模型的示例性方法的流程图；
[0020]图7是图示根据本公开的实施方案包括自动集成模型生成器和自动治疗计划生成器的示例性计算系统的框图。
【具体实施方式】
[0021]现将详细地参考本发明的优选实施方案，其实例示出在附图中。虽然结合优选实施方案描述了本发明，但应当理解，它们并不意图将本发明限制于这些实施方案。相反，本发明旨在覆盖替换、修改和等同，其可包括在所附权利要求所限定的本发明的精神和范围内。此外，在本发明的实施方案的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的彻底理解。然而，本领域技术人员将认识到，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明。在其它情况下，公知的方法、过程、部件和电路并未详细描述以免不必要地模糊本发明的实施方案的方面。虽然为了清楚可以将方法描述为编号的步骤顺序，但编号不必规定步骤的顺序。应当理解，一些步骤可以被跳过、并行执行或无需保持严格顺序而执行。示出本发明的实施方案的附图是半示意性的，不按比例绘制，特别是，一些尺寸是为了显示清楚并且在附图中夸大示出。同样，尽管在附图中为便于描述的通常示出类似的取向，但附图中的这个描述大部分是任意的。通常，本发明可以任何取向进行操作。
[0022]符号和命名:
[0023]然而，应牢记所有这些和类似的术语都将与适当的物理量相关并且仅仅是应用于这些量的方便的标记。除非特别声明，否则如从以下讨论中显而易见的，应当理解在整个本发明中，使用术语如“处理”或“访问”或“执行”或“存储”或“渲染”等的讨论指的是计算机系统或类似电子计算设备的动作和处理，其操纵并将计算机系统的寄存器和存储器和其它计算机可读介质内表示为物理(电子)量的数据转换为计算机系统存储器或寄存器或其它这种信息存储、传输或显示设备内同样表示为物理量的其它数据。当一个部件出现在若干实施方案中时，使用相同的附图标号表示该部件与原始实施方案中示出的部件相同。
[0024]使用集成模型的放射治疗计划
[0025]图1是功能方框图，图示根据本公开的实施方案的包括预测模型的收集121和