的区域和要被避开的危险器官（0AR)。能够执行分割以帮助识别目标和0AR。 技术人员能够是对创建MRT规划负责的临床医师或辐射肿瘤科医师。在步骤52,技术人员 确定适当的射束放置以辐照目标区并使对0AR的辐照最小化。在步骤54,优化器6基于规 划生成初始剂量体积约束。初始剂量体积约束确定目标中和周围的具体区接收多少剂量。 在步骤56,优化器6使用初始约束来执行对规划的初始优化，以生成剂量分布。初始优化 56为基于注量的或基于孔径的优化。
[0052] 参考图6,剂量梯度图生成步骤42被展开为多个步骤。在步骤60,优化器6将来 自初始优化的剂量分布离解为细射束的计算网格。每个细射束是网格中的网格点，籍此能 够由个体细射束划分剂量分布的部分。在步骤62,优化器6使用上文讨论的方程式来计算 在每个细射束处的剂量梯度值。在步骤64,优化器6使用显示器10来显示在剂量梯度图 (图2,下）中的剂量梯度值。
[0053] 参考图7,指定新剂量梯度步骤44被展开为多个步骤。在步骤70,使用用户接口 2,用户观察具体射束的剂量梯度图，并且描绘被确定为需要新剂量梯度的BEV子区域。用 户根据各种因子来描绘这些区域，所述各种因子诸如是剂量的位置，或在其中剂量梯度对 于规划要求而言太高或太低的确定的"热"点或"冷"点等。在步骤72,用户使用用户接口 来指定针对BEV子区域的新剂量梯度。在步骤74,优化器使用针对BEV子区域的指定的剂 量梯度，来将剂量梯度分配到BEV子区域中的每个细射束。
[0054] 在一个实施例中，迭代进行指定步骤44和最终优化步骤46,直到用户对剂量分 布、MU和强度调制满意为止。如果用户不满意，则重复这些步骤，直到用户对经优化的规划 满意，并且满足所要求的规划目标为止。一旦用户满意，就针对目标体积32生成开放密度 矩阵34。在显示器10上显示开放密度矩阵34 (图3,下），以供用户查看。
[0055] 根据本申请的方法和系统不仅适用于对辐射或光子治疗规划的规划优化，而且例 如还适用于当提供患者照护时经历的其他系统或环境中。除了肿瘤科医师、物理师以及其 他处置提供者以外，本申请尤其用作用于训练用户来对规划进行评估的训练工具，同时在 忽略规划的部分的情况下提供对用户的检查。
[0056] 尽管已经参考本公开的系统和方法的示范性实施例描述了本公开的系统和方法， 但是本公开不限于这样的示范性实施例。相反，容易对本文公开的系统和方法进行各种修 改、增强和/或变化，而不偏离本文的精神或范围。因此，本公开在权利要求的范围内实现 并涵盖这样的修改、增强和/或变化。
【主权项】
1. 一种强度调制福射治疗处置规划优化系统，包括： 用户接口（2)，其被配置为接收来自用户的输入； 非暂态存储器模块（8)，其被配置为存储包括来自多个源的数据的IMRT处置规划数据 集； 显示器（10)，其被配置为向所述用户显示信息；W及 优化器化），其被编程为： 根据初始规划指定的设置来优化（40)IMRT规划，W创建在射束方向视图中的经优化 的剂量分布（20); 根据在所述射束方向视图中的所述经优化的剂量分布来生成（42)剂量梯度图（22); 并且 通过所述用户接口（2)接收来自所述用户的指定的剂量梯度和指定的子区域。2. 根据权利要求1所述的系统，其中，所述优化器还被编程为： 使用所述指定的剂量梯度来执行（46)第二优化。3. 根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，其中，所述优化器执行作为基于注量的 优化的初始优化。4. 根据权利要求1或2中的任一项所述的系统，其中，所述优化器执行作为基于孔径的 优化的所述初始优化。5. 根据权利要求1-4中的任一项所述的系统，其中，生成所述剂量梯度图包括生成针 对在所述射束方向视图中的多个射束中的单个射束的剂量梯度。6. 根据权利要求1-5中的任一项所述的系统，其中，所述优化器通过W下来指定新剂 量梯度： 描绘（70)在射束方向视图中的射束的多个细射束；并且 指定（72)针对所描绘的区域的需要的剂量梯度水平。7. 根据权利要求1-6中的任一项所述的系统，其中，所述显示器（10)实时向所述用户 显示化4)与肿瘤或危险器官有关的所述剂量分布（20)、所述剂量梯度图（22)、所述剂量梯 度。8. 根据权利要求1-7中的任一项所述的系统，其中，所述用户接口（2)接受用户输入W 操纵所述优化。9. 一种用于优化强度调制福射治疗规划的方法，包括： 利用优化器（6)根据初始规划指定的设置来优化（40)所述强度调制福射治疗规划，W创建在射束方向视图中的经优化的剂量分布； 根据在所述射束方向视图中的所述经优化的剂量分布来生成（42)剂量梯度图；并且 指定（44)针对在射束方向视图中的用户指定的区域的新剂量梯度。10. 根据权利要求9所述的方法，还包括： 使用指定的剂量梯度来执行（46)第二优化。11. 根据权利要求9或10中的任一项所述的方法，其中，初始优化是基于注量的优化。12. 根据权利要求9或10中的任一项所述的方法，其中，初始优化是基于孔径的优化。13. 根据权利要求9-12中的任一项所述的方法，其中，每个生成的剂量梯度图示出针 对在所述射束方向视图中的多个射束中的单个射束的剂量梯度。14. 根据权利要求9-13中的任一项所述的方法，其中，所述的指定新剂量梯度包括： 描绘（70)在射束方向视图中的射束的多个细射束；并且 指定（72)针对所描绘的区域的剂量梯度水平。15. 根据权利要求9-14中的任一项所述的方法，包括： 在显示器（10)上显示化4)与肿瘤或危险器官有关的所述剂量分布（20)和所述剂量 梯度图（22)W供用户查看。16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述用户通过用户输入（2)操纵所述剂量梯 度。17. -种承载软件的非暂态计算机可读介质，所述软件用于控制一个或多个处理器执 行根据权利要求9-16中的任一项所述的方法。18. -种包括一个或多个处理器的剂量梯度优化器化），所述一个或多个处理器被编 程为： 根据初始规划指定的设置来优化（40)强度调制福射治疗规划，W创建针对射束方向 视图的经优化的剂量分布； 将所述剂量分布（20)划分化0)为多个细射束； 计算化2)针对所述多个细射束中的每个细射束的第一剂量梯度值； 根据每个细射束的所述剂量梯度值来编译（42)剂量梯度图（22); 从用户接口（2)接收指示在每个射束方向视图的所述剂量梯度图内的不足剂量梯度 的用户输入； 从用户接口（2)接收在所述剂量梯度图（22)内关于所述不足剂量梯度的描绘的（70) 子区域的用户输入； 从用户接口（2)接收针对所描绘的子区域的用户指定的（72)剂量梯度的用户输入；并 且 使用所述用户指定的剂量梯度来执行（46)第二优化。19. 根据权利要求18所述的优化器，其中，执行所述第二优化包括： 将限制因子应用到目标函数，使得仅在第一剂量梯度超过针对特定细射束的用户剂量 梯度时，所述第一剂量梯度由所述优化器限制。20. 根据权利要求18或19中的任一项所述的优化器，其中，所述优化器使用目标函数 F来执行所述第二优化，其中P。为针对体素n的规定剂量，D。为在点n处计算的剂量，W。为被分配到具体器官或组 织内部的体素的权重，i指代细射束编号，j指代BEV子区域编号，k指代射束编号，Gi,k为 在第k个射束中的第j个BEV子区域中的第i个细射束处获得的当前剂量梯度，并且,k 为在第k个射束中的第j个BEV子区域中的第i个细射束处的所述用户指定的剂量梯度。
【专利摘要】一种用于强度调制辐射治疗规划的基于剂量梯度的优化的方法。首先，优化器(6)执行对所述规划的第一优化(40)，以生成对应于所述规划的剂量分布。接下来，所述优化器(6)生成针对所述规划的每个射束的射束特定剂量梯度图(42)。然后，针对所述规划指定(44)新剂量梯度。最后，所述优化器(6)使用所述新剂量梯度执行最终优化(46)。所述新剂量梯度作为软约束带入到目标函数中给出所述最终优化。所述优化器(3)将限制因子应用于所述目标函数，使得仅在所述第一剂量梯度超过针对特定细射束的所述新剂量梯度时由所述优化器限制第一剂量梯度。
【IPC分类】A61N5/10
【公开号】CN105377368
【申请号】CN201480025692
【发明人】V·兰加纳坦, G·乔安托, P·库马尔, S·克里希奈耶拉曼, D·U·马哈詹
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2014年4月17日
【公告号】EP2994195A2, US20160089549, WO2014181204A2, WO2014181204A3