放射治疗传递系统的工作区最优化的制作方法

专利名称：放射治疗传递系统的工作区最优化的制作方法
技术领域：
本公开主要涉及放射治疗领域，并且特别地但并不唯一地，涉及最优化 放射治疗传递。
背景技术：
肿瘤和病变为病理组织类型(例如，肿瘤、病变、血管畸形、神经紊乱 等等)，该病理组织类型的特点在于因不具有生理功能的细胞的不受控制地、 进行性的繁殖而导致组织的异常生长。用于病理组织治疗的非侵入性方法为 外部线束放射疗法。在一种类型的外部线束放射疗法中，在患者被定位以使 得肿瘤位于线束的旋转中心(等中心)的情况下，使用外部放射源来将一系 列的X射线束从多个角度定向到肿瘤部位。随着所述放射源的角度的改变， 每个线束都穿过所述肿瘤部位，但也在该线束到达所述肿瘤的过程中穿过了 健康组织的不同区域。从而，在所述肿瘤处的累积放射剂量很高，而对健康 组织的平均放射剂量很低。
术语放射线疗法涉及用于治疗目的而非引起坏死目的而将放射应用到
目标区域或者感兴趣体积("vor)的过程。相比于在放射线外科手术期间 所使用的放射量，在放射线疗法治疗期间所使用的放射量通常为大约更小的
数量级。放射线疗法通常具有这样的特点在一段时间内(例如，治疗30-45 天)，每次治疗(或者分割)的剂量低(例如，100-200厘戈瑞(cGy))且治 疗时间短(例如，每次分割10-30分钟)。为了方便起见，除非通过放射的 量级进行另外的说明，这里所使用的术语"放射治疗"意味着放射线外科手 术和/或放射线疗法。
有效放射治疗系统的两个主要的要求是均匀度和适形度。均匀度是由剂量体积直方图("DVH")所表征的目标体积(例如，诸如肿瘤、病变、血管 畸形等等的病理组织)上的放射剂量的均匀性。用于病理组织的理想的DVH 通常被认为是矩形函数，其中在所述病理组织的整个体积上的剂量为100% 的处方剂量。关键区域(例如，患者体内避免暴露于放射线的重要区域或者 结构)的理想的DVH具有矩形函数，其中关键组织结构的整个体积接收到 的剂量为零。在实际中并不能实现所述理想剂量分布，并且病理组织结构和 关键组织结构都被传递有一定范围的剂量。
适形度是为了避免损害关键的相邻结构而使放射剂量与目标VOI的形 状和范围相匹配(符合)的程度。更具体地，适形度为目标V01内的处方(Rx) 剂量的总量(所应用的剂量的总量)的度量。适形度可以通过使用适形度系 数(CI)=总体积(》Rx剂量)/目标体积(》Rx剂量)而被测量。理想适 形度为CI二1。
可基于均匀度、适形度而被测量的治疗质量以及并发症的风险通常会随 着更大量的空间节点而提高，放射源可以从所述空间节点传递处方的放射剂 量。提供大量空间节点使得所述放射源能够具有更大的灵活性以从更多方向 和角度来照射所述VOI，从而提高了其在准确传递处方剂量到目标VOI时 避开关键结构的能力。然而，由于放射治疗系统通常使用很大且昂贵的设备， 因此放射源通过整套空间节点沿着已知安全互连路线而循环。即使特定的治 疗计划要求仅从某些可用的空间节点进行放射传递，但所述放射源仍沿着其 已知的安全路线访问各个节点以确保不会与患者或者其他设备发生冲突。
因此，空间节点的数量越多，治疗时间就越长。具有较少空间节点的较 小节点组能够加速治疗时间，但通常以较低的灵活性为代价，从而潜在地降 低了治疗质量。因此，传统技术必须完成治疗灵活性和质量与治疗时间之间 的平衡。


参考以下附图描述本发明的非限制且非穷举的实施方式，其中除非特别 指明，否则各个图示中相同的参考数字指示相似的部分。
图1是显示了根据本发明实施方式的包括一组空间节点的放射治疗传递
系统的工作区的透视图，在所述空间节点处定位有放射源；
图2A是显示了根据本发明实施方式的包括全部节点组的放射治疗传递 系统的工作区的截面的侧视图2B是显示了根据本发明实施方式的包括全部节点组的放射治疗传递 系统的工作区的截面的端面视图3A是显示了根据本发明实施方式的包括部分节点组的放射治疗传递 系统的工作区的截面的侧视图3B是显示了根据本发明实施方式的包括部分节点组的放射治疗传递 系统的工作区的截面的端面视图4是显示了根据本发明实施方式的用于最优化放射治疗传递系统的工 作区以减少治疗时间的过程的流程图5显示了如何通过使用根据本发明实施方式的基于台架的放射治疗传 递系统来实施在此描述的技术；
图6是显示了根据本发明实施方式的用于生成诊断图像、生成治疗计划 并且传递治疗计划的患者治疗系统的框图7是根据本发明实施方式的放射治疗传递系统的透视图。
具体实施例方式
在此将描述用于最优化放射治疗传递系统的工作区，例如以减少治疗时 间的系统和方法的实施方式。在以下描述中，将提出大量特定细节以提供对 所述实施方式的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将意识到，在此描述的技术可以在没有一个或者多个所述特定细节的情况下被实施，或者以其他 方法、元件、材料等等而被实施。在其他实例中，公知的机构、材料或者操 作未被详细显示或描述以避免模糊某些方面。
本说明书通篇所提及的"一个实施方式"或者"实施方式"意味着结合 实施方式描述的特定特性、结构或特征被包括在本发明的至少一个实施方式 中。因此，在本说明书中的各个地方所出现的短语"在一个实施方式中"或 者"在实施方式中"并非均指同一个实施方式。此外，所述特定的特性、结 构或特征可以以任何适当的方式而被结合到一个或者多个实施方式中。
在本说明书中，使用了多个技术术语。这些技术术语具有它们在它们所 出自的领域中的一般含义，除非在此特别说明或者否则在使用它们的上下文 中清楚地提出。术语"目标"在此被定义为患者的组织特征，例如病理组织 或者正常组织，并且可以包括一个或者多个非组织的参考结构，放射源可以 瞄准该参考结构以进行放射传递。
图1是显示了根据本发明实施方式的包括一组空间节点的放射治疗传递
系统100的工作区的透视图，所述空间节点处定位有放射源。所示放射治疗 传递系统100的实施方式包括放射源105、治疗床110、检测器115A和115B (合为115，还被称作成像仪)、成像源120A和120B (合为120)以及机械 臂125。
放射治疗传递系统100可以被用来执行放射治疗(例如，放射线外科手 术和/或放射线疗法)以治疗或者消灭患者体内的病变(例如，肿瘤组织)。 在放射治疗期间，患者躺在治疗床110上，该治疗床110被调整以将包含目 标的感兴趣体积("Vol")定位在预置位置或者放射源105可达的工作范围 (例如，视野)内。在一个实施方式中，放射治疗传递系统100为图像引导 放射治疗传递系统。合起来，成像源120和检测器115为成像引导系统，该 成像引导系统提供对治疗床110及其上的患者的位置的视觉控制以及相对于患者体内的VOI来对准放射源105。在一个实施方式中，治疗床110可以被 连接到定位系统(未显示)，例如机械臂，该定位系统接收来自所述成像引 导系统的反馈以提供对患者体内的VOI相对于放射源105的位移和方向的准 确控制。
在一个实施方式中，机械臂125具有能够在该机械臂125作业范围内以 几乎无限种可能来定位放射源105的多个(例如，6个)自由度。允许此类 运动可能会导致各种挑战。首先，在为了治疗特定VOI而确定线束位置和轨 迹时，需要为治疗计划系统解决大量的位置可能性所产生的难题。其次，允 许在机械臂125的作业范围内进行无限制的运动可能会导致放射源105与患 者或者其他固定物体之间可能发生的碰撞。所述问题的解决可以通过将放射 源105限制到有限数量的空间节点，所述放射源105可以从所述空间节点发 射放射线束，并且进一步创建特定路径(已知的安全路径)，机械臂125必 须在所述空间节点之间沿着该特定路径行进。
空间节点的集合以及使这些空间节点相互连接的相关安全路径被称为 "工作空间"或者"节点组"。图1显示了工作空间130，该工作空间130 包括大量的空间节点135，各个空间节点由"+ "符号来表示(仅标记了少 数几个)。可以为不同的患者工作区域限定多个不同的工作空间。例如，工 作空间130可以为球形(如所示的)并且被限定以治疗位于患者头颅内的 VOI。可选择地，工作空间130可以具有其它的几何形状(例如，椭圆形的) 并且被限定以治疗位于患者其他区域内的VOI。另外，可以针对患者的不同 部分定义多个工作空间130，各个工作空间具有不同的半径或者源轴距 ("SAD")，例如650mm和800mm。所述SAD为放射源105中的瞄准仪镜 头与VOI中的目标之间的距离。所述SAD定义了工作空间的表面区域。在 一个椭圆形工作空间的实施方式中，所述SAD可以具有900mm到1000mm 的范围。还可以使用其他SAD。空间节点135位于工作空间130的表面。空间节点135表示放射源105 被允许停留并传递一定剂量的放射线到患者体内的VOI的位置。在治疗计划 的传递期间，机械臂125将放射源105沿着预定路径移动到每个空间节点 135。即使特定治疗计划没有要求从特定空间节点135传递一定剂量的放射 线，但因为该放射源105沿着预定安全路径而行，故放射源105仍将访问所 述特定空间节点135。
图1显示了包括示例性数量的空间节点135 (例如，100-115个)的全 部节点组。所述全部节点组可以包括基本均匀分布在工作空间130的几何表 面上的空间节点135。所述全部节点组包括所有已编程的空间节点135并且 为绝大部分疾病和相关VOI提供一定数量可用的空间节点135以有效地计算 治疗计划方案。在提供足够的有利点以避开患者体内的关键结构的同时，所 述全部节点组提供适度数量的空间节点135以使得很多种不同的VOI可以获 得均匀且适形的阈值。应该理解的是，所述全部节点组可以包括比所示出或 者所描述的空间节点135更多或者更少的空间节点135。例如，由于处理能 力的提高以及创建治疗计划所获得的经验，可以根据时间来增加空间节点 135的平均数量以提供更好的灵活性和更高质量的治疗计划。
图2A和图2B分别是显示了根据本发明实施方式的工作空间130的截 面200A和200B的侧视图和端面视图。截面200A和200B显示了工作空间 135的全部节点组可以如何使空间节点135均匀地分布在工作空间135的表 面。其他分布也是可能的。
在最小化患者为了大量不同的VOI而承受的并发症风险的同时，使用 空间节点135的大量或者全部的节点组增大了获得适形度和均匀度的灵活 性。更大量的节点组提供了更大量的有利点，以从该点传递来自放射源105 的放射线束。有利点的数量越大，用于设计治疗计划以避免线束轨迹靠近或 者穿过患者的关键结构的灵活性越大。避免接近关键结构降低了患者遭受并发症的风险。
然而，大型节点组的缺点在于增加了计算治疗计划时的复杂度以及延长 了该治疗计划自身的传递时间。在一个实施方式中，出于安全考虑，可以要
求放射源105在治疗计划传递期间访问工作空间130的所有空间节点135。 如果使用100个可用空间节点135来计算治疗计划，则即使所述治疗计划仅 要求从100个空间节点135中的30个空间节点传递一定剂量的放射线，但 放射源105仍将在治疗计划传递期间访问所有100个空间节点135。因此， 增加空间节点135的数量在以治疗传递时间为代价的前提下增大了治疗的灵 活性。
图2A和图2B显示了工作空间，该工作空间使用了全部节点组来计算 和生成全部节点治疗计划。全部节点组为包括所有可用空间节点135的一组 空间节点135。全部节点治疗计划为基于被编程入放射治疗传递系统100中 的全部节点组而计算和生成的治疗计划。然而，全部节点治疗计划并不需要 要求在全部节点组的所有空间节点135处传递放射线，更确切地，放射源105 仅访问被编程入放射治疗传递系统100的所有空间节点135。
图3A和图3B分别是显示了根据本发明实施方式的被减少的节点工作 空间的截面300A和300B的侧视图和端面视图。所述被减少的节点工作空 间包括用于计算/生成部分节点治疗计划的节点子集。图3A和3B将未使用 的空间节点335显示为虚线的"+ "。未使用的空间节点335表示图2A和 2B中所示的全部节点组中的空间节点135，该空间节点135未与特定节点子 集一起使用。
部分节点治疗计划为仅使用编程入放射治疗传递系统100的可用空间节 点的一部分或者子集而计算/生成的治疗计划。例如，节点子集可以仅包括可 用的100个空间节点135中的50个空间节点。节点子集中的空间节点135 也通过己知的安全路径而被相互连接，以在所述节点子集的空间节点135之间移动放射源105。因此，如果部分节点治疗计划要求从节点子集所定义的 总共50个空间节点中的20个空间节点传递放射线，则放射源105依然在治 疗传递期间访问所有的50个空间节点。然而，应该理解的是，放射源105 将不会访问被排除在所述节点子集之外的可用空间节点135 (即，未使用的 空间节点335)。因此，部分节点治疗计划传递时间因节点子集而被缩短。
在一个实施方式中，所述节点子集可以为全部节点组的稀疏且均匀分布 的形式，该节点子集包括具有较低密度的全部角度覆盖。在一个实施方式中， 所述节点子集可以类似于所述全部节点组，但排除了使用频率最少的空间节 点135。在一个实施方式中，所述节点子集可以包括空间节点135，其中经 验证据显示该空间节点135被例行地用于治疗特定疾病或者特定类型的 VOI。例如，所述节点子集可以包括那些通常被用于治疗前列腺病变、乳腺 病变、脊柱病变、肺脏病变或者其他类型的肿瘤性病变的空间节点135。因 此，节点子集可以被创建以瞄准组织特征。可以基于现有的计划经验和治疗 部位特征来创建各种其他的节点。
相比于全部节点治疗计划，将放射源105限制到更少数的空间节点135 (例如，节点子集)减少了部分节点治疗计划的传递时间。通过生成各种节 点子集并且将它们存储在库中备用，以生成部分节点治疗计划，该部分节点 治疗计划保持了由全部节点组所提供的灵活性。当全部节点组中的空间节点 135的数量增大以提供更大灵活性和更高质量的治疗计划时，治疗时间并不 需要相应地增加。保留节点子集的数据库使得能够选择很好地适应于特定 VOI和/或患者的节点子集，该节点子集在减少治疗时间的同时保持了治疗
质量。本发明的实施方式可以改善治疗质量与治疗时间之间的折衷，该折衷 原本为一刀切的方法。
节点子集可以被用来最优化各种其他因素而非仅减少治疗时间。此外， 可以针对其他治疗计划参数来最优化已被最优化的治疗计划。例如，其他可以被最优化的治疗计划参数包括每个治疗计划的成像中心的总数、每个治疗
计划的治疗床110位置的总数、或者减小给定治疗计划的SAD以及其他治 疗计划参数。
放射治疗传递系统100的成像中心为成像源120针对给定位置的聚焦中 心。所述成像中心表示了成像源120在给定位置的视野并且指示了放射源 105针对成像源120的给定位置的操作范围。如果治疗计划要求多个成像中 心，则成像源120被重新定位以聚焦在新的成像中心。改变成像中心可以不 仅仅包括重新定位成像源120，还包括基于所述新的成像中心来重新定位放 射源105和/或治疗床110以及重新执行对准和配准过程。最优化治疗计划以 减小成像中心的总量包括确定是否存在使用较少成像中心但仍能获得满意 的治疗结果的可选择的治疗计划。
如果治疗计划要求治疗床110的多个位置，则在单个治疗计划的传递期 间，治疗床110被重新定位两次或更多次。改变所述治疗床IIO的位置可以 不仅包括重新定位治疗床110,还可以包括基于新的治疗床110的位置来重 新定位放射源105和/或成像源120以及重新执行对准和配准过程。最优化治 疗计划以减小治疗床110的位置的总量包括确定是否存在使用较少的治疗床 110位置但仍能获得满意的治疗结果的可替换的治疗计划。由于物理限制(例 如，设备和房间的几何形状)等等，治疗计划可能要求多个治疗床110的位 置以从不同的路径角度接近VOI。
如果治疗计划要求多个放射源105的SAD，则放射源105在单个治疗计 划的传递期间被两次或更多次地重新定位到具有不同表面轮廓的工作空间 上。改变工作空间可以不仅包括重新定位放射源105，还可以包括基于新的 SAD来重新定位治疗床110和/或成像源120以及重新执行对准和配准过程。 最优化治疗计划以减小SAD的总量包括确定是否存在使用较少个数的SAD 但仍能获得满意的治疗结果的可选择的治疗计划。图4是显示了根据本发明实施方式的用于最优化放射治疗传递系统100 的工作空间的过程400的流程图。所描述的技术可以包括包含在机器可读介 质中的机器可执行指令，当所述指令被机器执行时可以促使该机器执行所描 述的操作。另外，过程400可以被包含在硬件中，例如，专用集成电路 ("ASIC")等等。 一些或者所有处理块在过程400中出现的顺序不应被视为 限制性的。更确切地，受益于本公开的本领域中的普通技术人员将理解，部 分所述处理块能以未示出的各种顺序而被执行。
在处理块405中，医学物理师或者放射肿瘤医生指定被传递到VOI的 最小剂量(例如，处方的放射剂量)和到VOI周围的其他健康组织的最大可 接受剂量。在处理块410中，所述最小VOI剂量和最大健康组织剂量被输入 到自动计算治疗计划的治疗计划软件中。该治疗计划软件确定方向、SAD、 治疗床的位置、成像中心以及被用于传递处方剂量的放射线到VOI的线束的 总数量和总能量。该治疗计划技术被称作"逆向计划"。
在处理块410中，所述治疗计划软件通过使用图1、 2A和2B中示出的 全部节点组来生成全部节点治疗计划。治疗计划软件依靠放射治疗传递系统 100被所述全部节点组所限定的定位性能来产生治疗计划，以符合所述最小/ 最大剂量处方约束。所述全部节点组允许治疗计划软件使用所有可用的空间 节点135，处方剂量的放射线从该可用的空间节点135被传递。当然，全部 节点治疗计划规定放射源105将在该全部节点治疗计划的计算/生成期间访 问所述治疗计划软件可用的所有空间节点135。因此，所述全部节点治疗计 划可能表示放射治疗传递系统IOO所能达到的最高质量的治疗计划，但却表 示最缓慢的治疗传递时间。
在处理块415中，搜索数据库以确定是否存在可以作为所使用的全部节 点组的可能替代物的任何节点子集。在一个实施方式中，所述数据库可以存 储以组织特征(例如，脊柱病变、前列腺病变、乳腺病变、肺脏病变等)为索引的节点子集。在该实施方式中，搜索数据库可以仅包括查询该数据库以 确定是否存储了用于治疗特定疾病或者组织结构的被最优化的节点子集。在 其他实施方式中，搜索节点子集数据库可以包括分析全部节点治疗计划以确
定哪些空间节点135被实际用来传递处方剂量的放射线。然后，可以搜索所 述数据库以确定是否存在某些节点子集，该节点子集包括全部节点治疗计划 所的空间节点135中的全部空间节点或者大部分空间节点，且排除了未 使用的空间节点335。在一个实施方式中，在想要折衷被指定为传递低剂量 的空间节点135时，搜索/分析算法可以搜索包括被指定为接收最大剂量的特 定空间节点135的节点子集。可以查询所述数据库以确定是否可以最优化其 他治疗计划参数，该其他治疗计划参数包括成像中心的总量、床的位置的总 量、SAD的总量等等。
如果不存在可能的(或者合理的)替代物(判定块420)，则使用在处理 块410中计算的全部节点治疗计划来治疗VOI(处理块425)。然而，如果对
数据库的初步搜索/分析表明一个或者多个节点子集可以为全部节点组的可 能替代物(判定块420)，则过程400继续到处理块430。
在处理块430中，所述治疗计划软件使用在处理块415中确定的节点子 集来生成部分节点治疗计划。所述治疗计划软件依靠放射治疗传递系统100 的被所述节点子集所限定的定位性能来产生部分节点治疗计划，以符合所述 最小/最大剂量处方约束。在处理块430中，所述治疗计划软件还可以通过使 用更少的成像中心、治疗床110的位置、SAD等等来生成其他的被最优化的 治疗计划。
在处理块435中，然后分析所述部分节点治疗计划(或者其他被最优化 的治疗计划)以确定该部分节点治疗计划的质量。如上所述，在满足了所述 最小/最大剂量约束时，可以基于治疗计划对VOI的适形度、治疗计划在VOI 上的均匀度以及治疗计划使患者承受的并发症风险来表述治疗计划的质量。如果所有的部分节点治疗计划都被确定为其质量不足以治疗患者(判定
块440)，则使用全部节点治疗来将放射线的处方剂量传递到VOI (处理块 445)。然而，如果一个或者多个部分节点治疗计划被确定为在容许偏差内具 有足够质量，则过程400继续到处理块450。
在处理块450中，比较所述部分节点治疗计划(或者其他被最优化的治 疗计划)与所述全部节点治疗计划之间的度量。这些度量可以包括适形度、 均匀度以及并发症风险。在处理块455中，还确定了所述部分节点治疗计划 在所述全部节点治疗计划之上的预计时间节省量。参考所述预计时间节省量 和所述度量比较(例如，质量偏差)，在判定块460中确定是应该使用所述 部分节点治疗计划中的一者来传递处方剂量(处理块465)，还是应该使用所 述全部节点治疗计划(处理块470)。可以由医学物理师或放射肿瘤医生、所 述放射治疗传递系统100的操作员或者甚至根据所定义的规则通过软件来作 出使用所述部分节点治疗计划中的一者还是使用所述全部节点治疗计划的 选择。使用所述部分节点治疗计划中的一者或者所述全部节点治疗计划的选 择可能需要平衡与所述质量偏差相对的所述预计时间节省量。如果所述治疗 时间节省量很大而质量偏差很小，则使用一个节点子集的部分节点治疗计划 可能是所期望的替换物。然而，如果时间节省量很小或者质量偏差很大，则 可以选择全部节点治疗计划。可以在确定是否使用其他被最优化的治疗计划 来替代全部节点治疗计划时应用类似的平衡算法或者处理。
图5显示了如何结合根据本发明实施方式的基于台架的放射治疗传递系 统500来实施在此描述的技术。如图所示，用于基于台架的放射治疗传递系 统500的全部节点治疗计划可以通过如上所述的排除未使用的空间节点335 来减少空间节点135的数量而被最优化。如果特定的全部治疗计划要求基于 台架的放射治疗传递系统500具有多个治疗床的位置，则此处的技术可被用 来减少治疗床的位置的数量。图6是显示了用于生成诊断图像、生成治疗计划并且将该治疗计划传递 给患者的患者治疗系统4000的框图，在该患者治疗系统4000中实施了本发 明的特征。如下所述以及图6中所示，患者治疗系统4000可以包括诊断成 像系统1000、治疗计划系统2000以及放射治疗传递系统100。
诊断成像系统iooo可以是任何能够产生患者体内感兴趣体积("vor)
的医疗诊断图像的系统，该医疗诊断图像可以被用于后续的医疗诊断、治疗
计划和/或治疗传递。例如，诊断成像系统1000可以是计算机断层扫描 ("CT")系统、核磁共振成像("MRI")系统、正电子发射断层扫描("PET") 系统、超声波系统等等。为了便于描述，诊断成像系统1000可能会在以下 涉及到CTx射线成像模式时被几次论述。当然，还可以使用其他成像模式， 例如上述的那些。
诊断成像系统1000包括成像源1010和成像检测器1020，所述成像源 IOIO用于产生成像线束(例如，x射线、超声波、射频波等等)；所述成像 检测器1020用于检测和接收由成像源IOIO产生的线束，或者由来自成像源 的线束所激发的次级线束或者发射物(例如，在MRI或者PET扫描中)。在 一个实施方式中，诊断成像系统IOOO可以包括两个或多个诊断X射线源以 及两个或多个相应的成像检测器。例如，两个x射线源可以被设置在将被成 像的患者周围，且该两个x射线源以一定角度(例如，90度、45度等等) 被相互分开固定，并且透过患者瞄向成像检测器，该成像检测器可以直接面 对所述x射线源。还可以使用由每个x射线成像源照亮的单个大型成像检测 器或者多个成像检测器。可选择地，可以使用其他数量和配置的成像源和成 像检测器。
所述成像源1010和所述成像检测器1020被连接到数字处理系统1030 以控制成像操作和处理图像数据。诊断成像系统1000包括总线或者用于在 数字处理系统1030、成像源1010和成像检测器1020之间传输数据和命令的其他装置1035。数字处理系统1030可以包括一个或者多个通用处理器(例 如，微处理器)、专用处理器，例如，数字信号处理器("DSP")或者其他 类型的设备，例如控制器或现场可编程门阵列("FPGA")。数字处理系统 1030还可以包括其他元件(未显示)，例如内存、存储设备、网络适配器等 等。数字处理系统1030可以被配置为生成标准格式的数字诊断图像，例如 DICOM (医学数字成像和通信)格式。在其他实施方式中，数字处理系统 1030可以生成其他标准或者非标准数字图像格式。数字处理系统1030可以 通过数据链路1500将诊断图像文件(例如，前述DICOM格式的文件)发 送到治疗计划系统2000，所述数据链路1500可以例如为直接链路、局域网 ("LAN")链路或者诸如因特网的广域网("WAN")链路。另外，在系统 之间传输的信息可以通过连接到所述系统的通信介质而被拉或推，例如在远 程诊断或治疗计划结构中。在远程诊断或治疗计划中，尽管系统用户和患者 之间存在物理上的分离，但是用户仍可以利用本发明的实施方式来进行诊断 或治疗计划。
治疗计划系统2000包括用于接收和处理图像数据的处理设备2010。处 理设备2010可以表示一个或者多个通用处理器(例如，微处理器)、专用处 理器，例如，数字信号处理器(DSP)或者其他类型的设备，例如，控制器 或者现场可编程门阵列(FPGA)。处理设备2010可以被配置以执行用于完 成在此所述的治疗计划操作的指令。
治疗计划系统2000还可以包括系统存储器2020，该系统存储器2020 可以包括通过总线2055连接到处理设备2010的随机存取存储器("RAM") 或者其他动态存储设备，以用于存储信息和将被处理设备2010执行的指令。 系统存储器2020还可以被用来存储在处理设备2010执行指令期间的临时变 量或者其他中间信息。系统存储器2020还可以包括连接到总线2055的只读 存储器("ROM")和/或其他静态存储设备，以用于存储静态信息和用于处理设备2010的指令。
治疗计划系统2000还可以包括存储设备2030，该存储设备2030表示连 接到总线2055的一个或多个存储设备(例如，磁盘驱动器或者光盘驱动器)， 用于存储信息和指令。存储设备2030可以被用以存储用于执行在此描述的 治疗计划步骤的指令。
处理设备2010还可以连接到显示设备2040，例如，阴极射线管("CRT") 或者液晶显示屏("LCD")，用于向用户显示信息(例如，VOI的二维或者 三维图像显示)。诸如键盘的输入设备2050可以被连接到处理设备2010以 传输信息和/或命令选项到处理设备2010中。还可以使用一个或多个其他用 户输入设备(例如，鼠标、轨迹球或者指针方向键)以传输方向信息、为处 理设备2010选择命令以及控制显示器2040上的指针移动。
可以理解的是治疗计划系统2000仅仅表示了治疗计划系统的一个实施 例，所述治疗计划系统可以具有多种不同的配置和体系结构，并且该不同的 配置和体系结构可以比治疗计划系统2000包括更多或者更少的可以在本发 明中使用的元件。例如，某些系统通常具有多总线，例如，外围总线、专用 存储总线等等。治疗计划系统2000还可以包括MIRIT (医学图像检测和输 入工具)以支持DICOM输入(因此图像可以被融合并且目标被绘制在不同 的系统上并且然后被输入到治疗计划系统中以进行计划定制和剂量计算)， 扩展图像融合能力，从而允许用户在多种成像模式(例如，MRI、 CT、 PET 等等)中的任何一种上进行治疗计划和查看剂量分布。治疗计划系统为本领 域所公知，因此，不再提供更为详尽的描述。
治疗计划系统2000可以和诸如放射治疗传递系统100的治疗传递系统 共享该治疗计划系统2000的数据库(例如，存储在存储设备2030中的数据)， 从而不需要在进行治疗传递前从所述治疗计划系统中导出数据。治疗计划系 统2000可以经由数据链路2500连接到放射治疗传递系统100，如上述关于数据链路1500的描述，所述数据链路2500可以为直接链路、LAN链路或 者WAN链路。值得注意的是当数据链路1500和2500被实施为LAN或者 WAN连接时，诊断成像系统1000、治疗计划系统2000和/或放射治疗传递 系统100中的任何一者可以位于分散的位置，从而使所述系统可以在物理上 相互远离。可选择地，诊断成像系统1000、治疗计划系统2000和/或放射治 疗传递系统100中的任何一者可以相互集成到一个或者多个系统中。
放射治疗传递系统100包括用于根据治疗计划而给予处方放射剂量到目 标体积的治疗和/或外科放射源105。放射治疗传递系统100还可以包括成像 系统3020 (包括成像源120和检测器115)以获取患者体积(包括所述目标 体积)的内部治疗图像，用以配准或者关联上述诊断图像以根据所述放射源 来定位患者。放射治疗传递系统100还可以包括数字处理系统3030，以用于 控制治疗放射源105、成像系统3020以及患者支撑设备，例如，治疗床110。 数字处理系统3030可以包括一个或多个通用处理器(例如，微处理器)、专 用处理器，例如，数字信号处理器(DSP)或者其他类型的设备，例如，控 制器或者现场可编程门阵列(FPGA)。数字处理系统3030还可以包括其他 元件(未显示)，例如，内存、存储设备、网络适配器等等。数字处理系统 3030可以通过总线3045或者其他类型的控制和通信接口而连接到治疗放射 源105、成像系统3020和治疗床110。
图7是根据本发明实施方式的放射治疗传递系统100的透视图。在一个 实施方式中，放射治疗传递系统100可以为图像引导的、基于机器人的放射 治疗系统(例如，用于执行放射外科手术)，例如，由加利福尼亚的艾可瑞
(Accuray)公司开发的射波刀(CyberKnife )系统。在图7中，放射源105 可以为安装在机器源臂(robotic source arm) 125末端的线性加速器
("LINAC")，所述机器源臂125具有多个(例如5个或更多个)自由度以 定位所述LINAC，从而以在患者周围的操作体积(例如，球体)中从多个角度传递的线束来照射病理组织(目标区域或体积)。治疗可以包括具有单 个等中心(汇聚点)的线束路径、具有多个等中心的线束路径或者具有非等 中心的路径(例如，所述线束仅仅需要与病理目标体积相交而不必要汇聚在 目标内的单个点或等中心上)。治疗可以通过在治疗计划期间确定的单疗程
(单剂量(mono-fraction))或在治疗计划期间确定的少量疗程(低剂量 (hypo-fractionation))来传递。在一个实施方式中，通过放射治疗传递系统 100，放射线束可以根据所述治疗计划被传递而不需要将患者固定到刚性的 外部支架上以便在手术前的治疗计划阶段中将目标体积的内部手术位置与 目标体积的位置相配准。
成像系统3020 (参见图7)可以被表示为图8中的成像源120A和120B 以及检测器(图像仪)115A禾tl 115B。在一个实施方式中，成像源120A和 120B为X射线源。在一个实施方式中，例如，两个成像源120A和120B可 以为被象征性地排列以便从两个不同角度位置(例如，相差90度、45度等 等)发射穿过患者的成像X射线束，并且透过治疗床110上的患者瞄向对应 的检测器115A和115B。在另一个实施方式中，可以使用单个大型图像仪， 该单个大型图像仪将被各个X-射线成像源照射。可选择地，还可以使用其 他数量和配置的成像源和检测器。
数字处理系统3030可以执行算法以将从成像系统3020获得的图像与手 术前的治疗计划图像相配准，从而将治疗床110上的患者对准到放射治疗传 递系统100内，并且根据目标体积来精确地定位所述放射源105。
在所述的实施方式中，治疗床110可以被连接到具有多个(例如，5个 或者更多个)自由度的机械床臂3013上。该机械床臂3013可以具有5个旋 转自由度以及一个基本垂直的线性自由度。可选择地，所述机械床臂3013 可以具有6个旋转自由度以及一个基本垂直的线性自由度或者至少4个旋转 自由度。所述机械床臂3013可以被垂直装配到柱体或壁上，或者被水平装配到基座、地板或者天花板上。可选择地，所述治疗床110可以为具有其《也 机械结构的元件，例如，由加利福尼亚的艾可瑞(Accumy)公司开发的阿 克苏姆(Axum )治疗床，或者为本领域的普通技术人员公知的其他类型的 传统治疗台。所述机械床臂3013和治疗床110可以被称作为患者的定位系 统。
可选择地，放射治疗传递系统100可以为其他类型的治疗传递系统，例 如，基于台架(等中心的)的强度调控放射治疗("IMRT")系统。在基于 台架的系统中，治疗放射源(例如，LINAC)被以一定的方式安装在所述台 架上，该一定的方式为使治疗放射源在与患者轴向切片对应的平面上旋转。 然后放射线被从旋转的圆形平面上的多个位置传递。在IMRT中，所述放射 线束的形状可以通过多叶准直器来定义，该多叶准直器可以封锁部分线束， 以便剩下的入射到患者身上的线束具有预定的形状。所导致的系统产生在等 中心处两两相交的任意形状的放射线束以传递剂量分布到所述目标。在 IMRT计划中，最优化算法选择主要线束中的子集并确定患者暴露在所述各 个子集下的时间量，以便最大限度地满足处方剂量约束。
应该注意的是这里描述的方法和装置不仅仅限于使用在医疗诊断成像 和治疗中。在可选择的实施方式中，这里所述的方法和装置可以被用在医学 技术领域以外的应用中，例如，工业成像和物质的无损测试(例如，汽车工 业中的电机组、航空工业中的机身、建筑行业中的焊接以及石油工业中的岩 芯)以及地震勘测。在这样的应用中，例如，"治疗"可以泛指放射线束的 应用。
所示出的本发明实施方式的上述描述，包括在摘要中描述的内容，并非 用于排除其它的内容或者将本发明限定为所公开的确切形式。虽然在此出于 说明的目的描述了本发明的具体实施方式
和实施例，但如相关领域技术人员 将意识到的，在本发明的范围内的各种修改都是可以的。鉴于上述详细描述，可以对本发明作出所述修改。所附权利要求中所{吏 用的术语不应被解释为将本发明限制为说明书中所公开的特定实施方式。更 确切地，本发明的范围完全由所附权利要求来确定，该权利要求应该根据已 公开的权利要求解释原则而被解释。
权利要求
1、 一种方法，该方法包括生成被最优化的治疗计划，该治疗计划用于在一定剂量的放射线的传递 期间，使用对治疗计划参数所作的更少的变化来传递所述剂量的放射线到患 者的感兴趣体积，之后所述被最优化的治疗计划能用于放射治疗传递系统， 该被最优化的治疗计划用于限制所述剂量的放射线的传递期间的所述治疗 计划参数的调整次数；以及分析所述被最优化的治疗计划以确定该被最优化的治疗计划的质量是 否是可接受的。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中所述被最优化的治疗计划包括部 分节点治疗计划，该部分节点治疗计划用于通过使用可用空间节点的子集来 传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，所述空间节点用于定位所述放射 治疗传递系统的放射源，所述部分节点治疗计划用于限制所述放射源在所述 剂量的放射线的传递期间仅访问所述可用空间节点的子集。
3、 根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括生成全部节点治疗计划，该全部节点治疗计划用于通过使用全部所述可 用空间节点来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，从而使所述放射源 在所述剂量的放射线的传递期间访问所有的所述可用空间节点；比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量；以及 确定所述部分节点治疗计划相对于所述全部节点治疗计划的预计时间 节省量。
4、 根据权利要求3所述的方法，其中比较所述部分节点治疗计划和所 述全部节点治疗计划之间的度量包括-对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣 体积的所述剂量的放射线的适形度进行比较；对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣体积的所述剂量的放射线的均匀度进行比较；以及对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划使患者在所述剂量 的放射线的传递期间所承受的并发症风险进行比较。
5、 根据权利要求3所述的方法，该方法进一步包括至少部分基于所述 度量和所述预计时间节省量的比较，确定使用所述部分节点治疗计划或所述 全部节点治疗计划来传递所述剂量的放射线。
6、 根据权利要求5所述的方法，该方法进一步包括 如果所述度量和所述预计时间节省量的比较指示所述部分节点治疗计划优于所述全部节点治疗计划，则使用所述部分节点治疗计划来向患者传递 所述剂量的放射线；否则如果所述度量和所述预计时间节省量的比较指示所述部分节点治疗计 划并不优于所述全部节点治疗计划，则使用所述全部节点治疗计划来向患者 传递所述剂量的放射线。
7、 根据权利要求2所述的方法，其中分析所述部分节点治疗计划以确 定该部分节点治疗计划的质量是否是可接受的包括确定使用所述部分节点治疗计划而被传递到所述感兴趣体积的所述剂 量的放射线的适形度是否落入了可接受的适形度偏差内；确定使用所述部分节点治疗计划而被传递到所述感兴趣体积的所述剂 量的放射线的均匀度是否落入了可接受的均匀度偏差内。
8、 根据权利要求7所述的方法，其中分析所述部分节点治疗计划以确 定该部分节点治疗计划的质量是否是可接受的进一步包括确定使用所述部 分节点治疗计划的患者所承受的并发症风险是否是可接受的。
9、 根据权利要求8所述的方法，其中确定使用所述部分节点治疗计划 的患者所承受的并发症风险是否是可接受的包括分析在患者体内穿过关键 结构而传递到所述感兴趣体积的所述剂量的放射线的放射线束间的接近度。
10、 根据权利要求2所述的方法，该方法进一步包括 搜索节点子集数据库以生成部分节点治疗计划，各个所述节点子集具有所述可用空间节点的不同子集，所述空间节点用于在患者治疗期间定位所述 放射源；以及分析所述节点子集以确定是否有任何的所述节点子集成为生成所述部 分节点治疗计划的候选子集。
11、 根据权利要求10所述的方法，其中所述节点子集数据库包括至少 一部分以组织特征为索引的所述节点子集。
12、 根据权利要求11所述的方法，其中所述数据库节点子集包括适用 于生成用于治疗脊柱病变、前列腺病变以及肺脏病变中的至少一者的部分节 点治疗计划的所述节点子集的一部分。
13、 根据权利要求10所述的方法，其中所述节点子集包括所述可用空 间节点的部分集合以及连接该可用空间节点的部分集合的已知安全路径，从 而沿着该己知安全路径移动所述放射源。
14、 根据权利要求1所述的方法，其中由所述被最优化的治疗计划所限 制的对所述治疗计划参数的调整次数包括第一数量的调整，并且还包括生成完整治疗计划，该完整治疗计划用于通过对所述剂量的放射线的传 递期间的治疗计划参数进行第二数量的调整来传递所述剂量的放射线到所 述感兴趣体积，所述第二数量的调整大于所述第一数量的调整；比较所述被最优化的治疗计划和所述完整治疗计划之间的度量； 确定所述被最优化的治疗计划相对于所述完整治疗计划的预计时间节
15、 根据权利要求14所述的方法，其中所述放射治疗传递系统包括图 像引导放射治疗传递系统，其中所述治疗计划参数包括所述图像引导放射治 疗传递系统的成像中心的位置，并且其中所述被最优化的治疗计划使用比所 述完整治疗计划更少的成像中心来传递所述剂量的放射线。
16、 根据权利要求14所述的方法，其中所述治疗计划参数包括所述放 射治疗传递系统的治疗床的位置，并且其中所述被最优化的治疗计划使用比 所述完整治疗计划更少的治疗床的位置来传递所述剂量的放射线。
17、 根据权利要求14所述的方法，其中所述治疗计划参数包括所述放 射治疗传递系统的源轴距，并且其中在所述剂量的放射线的传递期间，所述 被最优化的治疗计划使用比所述完整治疗计划更少的源轴距变化。
18、 一种机器可访问介质，该介质提供指令，如果该指令被机器执行， 则促使该机器执行操作，该操作包括生成被最优化的治疗计划，该治疗计划用于在一定剂量的放射线的传递期间，使用对治疗计划参数所作的更少的变化来传递所述剂量的放射线到患 者的感兴趣体积，之后所述被最优化的治疗计划可用于放射治疗传递系统， 该被最优化的治疗计划用于限制所述剂量的放射线的传递期间的所述治疗计划参数的调整次数；以及分析所述被最优化的治疗计划以确定该被最优化的治疗计划的质量是 否是可接受的。
19、 根据权利要求18所述的机器可访问介质，其中所述被最优化的治 疗计划包括部分节点治疗计划，该部分节点治疗计划用于使用可用空间节点 的子集来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，所述可用空间节点用于 定位所述放射治疗传递系统的放射源，所述部分节点治疗计划用于限制所述 放射源在所述剂量的放射线传递期间仅访问所述可用空间节点的所述子集。
20、 根据权利要求19所述的机器可访问介质，该机器可访问介质进一 步提供指令，如果该指令被所述机器执行，则将促使该机器执行进一步的操 作，该进一步的操作包括生成全部节点治疗计划，该全部节点治疗计划用于使用全部所述可用空 间节点来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，从而使所述放射源在所 述剂量的放射线的传递期间访问所有的所述可用空间节点；比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量；以及 确定所述部分节点治疗计划相对于所述全部节点治疗计划的预计时间 节省量。
21、 根据权利要求20所述的机器可访问介质，其中比较所述部分节点 治疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量包括对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣体积的所述剂量的放射线的适形度进行比较；对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣 体积的所述剂量的放射线的均匀度进行比较；以及对所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划使患者在所述剂量 的放射线的传递期间承受的并发症风险进行比较。
22、 根据权利要求20所述的机器可访问介质，该机器可访问介质进一 步提供指令，如果该指令被所述机器执行，则将促使该机器执行进一步的操 作，该进一步的操作包括至少部分基于所述度量和所述预计时间节省量的比较，确定使用所述部 分节点治疗计划或所述全部节点治疗计划来传递所述剂量的放射线。
23、 根据权利要求19所述的机器可访问介质，该机器可访问介质进一 步提供指令，如果该指令被所述机器执行，则将促使该机器执行进一步的操 作，该操作包括搜索节点子集数据库以生成部分节点治疗计划，各个所述节点子集具有 所述可用空间节点的不同子集，所述空间节点用于在患者治疗期间定位所述 放射源；以及分析所述节点子集以确定是否有任何所述节点子集成为生成所述部分 节点治疗计划的候选子集。
24、 根据权利要求23所述的机器可访问介质，其中所述节点子集数据 库包括至少一部分以组织特征为索引的所述节点子集。
25、 根据权利要求24所述的机器可访问介质，其中所述数据库节点子 集包括适用于生成用于治疗脊柱病变、前列腺病变以及肺脏病变中的至少一 者的部分节点治疗计划的所述节点子集的一部分。
26、 根据权利要求18所述的机器可访问介质，其中由所述被最优化的 治疗计划所限制的对所述治疗计划参数的调整次数包括第一数量的调整，并 且还包括生成完整治疗计划，该完整治疗计划用于通过对所述剂量的放射线的传 递期间的治疗计划参数进行第二数量的调整来传递所述剂量的放射线到所 述感兴趣体积，所述第二数量的调整大于所述第一数量的调整；比较所述被最优化的治疗计划和所述完整治疗计划之间的度量； 确定所述被最优化的治疗计划相对于所述完整治疗计划的预计时间节
27、 根据权利要求26所述的机器可访问介质，其中所述放射治疗传递 系统包括图像引导放射治疗传递系统，其中所述治疗计划参数包括所述图像 引导放射治疗传递系统的成像中心的位置，并且其中所述被最优化的治疗计 划使用比所述完整治疗计划更少的成像中心来传递所述剂量的放射线。
28、 根据权利要求26所述的机器可访问介质，其中所述治疗计划参数 包括所述放射治疗传递系统的治疗床的位置，并且其中所述被最优化的治疗 计划使用比所述完整治疗计划更少的治疗床位置来传递所述剂量的放射线。
29、 根据权利要求26所述的机器可访问介质，其中所述治疗计划参数 包括所述放射治疗传递系统的源轴距，并且其中在所述剂量的放射线的传递期间，所述被最优化的治疗计划使用比所述完整治疗计划更少的源轴距变 化。
30、 一种系统，该系统包括-数据库，该数据库存储有节点子集库，所述节点子集用于生成部分节点 治疗计划以传递一定剂量的放射线到患者的感兴趣体积，各个所述节点子集 具有可用空间节点的不同子集，该可用空间节点用于在所述剂量的放射线的 传递期间定位放射源；处理器，该处理器被连接到所述数据库，以访问所述节点子集库并且产 生所述部分节点治疗计划，所述处理器被进一步连接以分析所述部分节点治 疗计划，从而确定各个所述部分节点治疗计划的质量是否是可接受的。
31、 根据权利要求30所述的系统，其中所述数据库包括全部节点组， 该全部节点组用于生成全部节点治疗计划，以在所述剂量的放射线的传递期 间通过移动所述放射源经过所有的所述可用空间节点而使用所述全部节点 组来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，并且其中所述处理器被进一 步配置以生成所述全部节点治疗计划。
32、 根据权利要求31所述的系统，其中所述处理器被进一步配置以比 较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量，并确定每个 所述部分节点治疗计划相对于所述全部节点治疗计划的预计时间节省量。
33、 根据权利要求32所述的系统，其中所述处理器被配置以比较所述 部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣体积的所述 剂量的放射线的适形度，比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述感兴趣体积的所述剂量的放射线的均匀度，以及比较所述部分 节点治疗计划和所述全部节点治疗计划使患者在所述剂量的放射线的传递 期间承受的并发症风险。
34、 根据权利要求30所述的系统，其中所述数据库存储至少一部分以 组织疾病的治疗为索引的节点子集。
35、 根据权利要求34所述的系统，其中至少一部分所述节点子集被用 于生成适用于治疗脊柱病变、前列腺病变以及肺脏病变中的至少一者的部分 节点治疗计划。
36、 一种设备，该设备包括用于生成被最优化的治疗计划的装置，所述被最优化的治疗计划用于在 一定剂量的放射线的传递期间，使用对治疗计划参数所作的更少的变化来传 递所述剂量的放射线到患者的感兴趣体积，之后所述被最优化的治疗计划可 用于放射治疗传递系统，该被最优化的治疗计划用于限制对所述剂量的放射 线传递期间的所述治疗计划参数的调整次数；以及用于分析所述被最优化的治疗计划以确定该被最优化的治疗计划的质 量是否可被接受的装置。
37、 根据权利要求36所述的设备，其中所述被最优化的治疗计划包括 部分节点治疗计划，该部分节点治疗计划用于通过使用可用空间节点的子集 来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，所述可用空间节点用于定位所 述放射治疗传递系统的放射源，所述部分节点治疗计划用于限制所述放射源 在所述剂量的放射线的传递期间仅访问所述可用空间节点的所述子集。
38、 根据权利要求37所述的设备，该设备进一步包括-用于生成全部节点治疗计划的装置，该全部节点治疗计划用于通过使用全部所述可用空间节点来传递所述剂量的放射线到所述感兴趣体积，从而使 所述放射源在所述剂量的放射线的传递期间访问所有的所述可用空间节点；用于比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量 的装置；以及用于确定所述部分节点治疗计划相对于所述全部节点治疗计划的预计 时间节省量的装置。
39、 根据权利要求38所述的设备，其中所述用于比较所述部分节点治 疗计划和所述全部节点治疗计划之间的度量的装置包括用于比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述 感兴趣体积的所述剂量的放射线的适形度的装置；用于比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划传递到所述 感兴趣体积的所述剂量的放射线的均匀度的装置；以及用于比较所述部分节点治疗计划和所述全部节点治疗计划使患者在所 述剂量的放射线的传递期间所承受的并发症风险的装置。
40、 根据权利要求37所述的设备，该设备进一步包括 用于搜索节点子集数据库以生成部分节点治疗计划的装置，各个所述节点子集具有所述可用空间节点的不同子集，所述可用空间节点用于在患者治 疗期间定位所述放射源；以及用于分析所述节点子集的装置，该分析用以确定是否有任何所述节点子 集成为生成所述部分节点治疗计划的候选子集。
41、 根据权利要求40所述的设备，其中所述节点子集数据库包括至少 一部分以组织结构为索引的节点子集。
42、 根据权利要求41所述的设备，其中所述数据库节点子集包括适用 于生成用于治疗脊柱病变、前列腺病变以及肺脏病变中的至少一者的部分节 点治疗计划的节点子集的 一部分。
43、 根据权利要求36所述的设备，其中由所述被最优化的治疗计划所 限制的对所述治疗计划参数的调整次数包括第一数量的调整，并且所述的设 备还包括用于生成完整治疗计划的装置，该完整治疗计划用于通过对所述剂量的 放射线的传递期间的治疗计划参数进行第二数量的调整来传递所述剂量的 放射线到所述感兴趣体积，所述第二数量的调整大于所述第一数量的调整；用于比较所述被最优化的治疗计划和所述完整治疗计划之间的度量的 装置；以及用于确定所述被最优化的治疗计划相对于所述完整治疗计划的预计时 间节省量的装置。
44、 根据权利要求43所述的设备，其中所述放射治疗传递系统包括图 像引导放射治疗传递系统，其中所述治疗计划参数包括所述图像引导放射治 疗传递系统的成像中心的位置，并且其中所述被最优化的治疗计划使用比所 述完整治疗计划更少的成像中心来传递所述剂量的放射线。
45、 根据权利要求43所述的设备，其中所述治疗计划参数包括所述放 射治疗传递系统的治疗床的位置，并且其中所述被最优化的治疗计划使用比所述完整治疗计划更少的治疗床的位置来传递所述剂量的放射线。
46、根据权利要求43所述的设备，其中所述治疗计划参数包括所述放 射治疗传递系统的源轴距，并且其中在所述剂量的放射线的传递期间，所述 被最优化的治疗计划使用比所述完整治疗计划更少的源轴距变化。
全文摘要
一种用于最优化放射治疗传递系统的工作空间的设备和方法。生成被最优化的治疗计划，以在一定剂量的放射线的传递期间，使用对治疗计划参数所作的更少的变化来传递所述剂量的放射线到患者的感兴趣体积(“VOI”)，之后所述被最优化的治疗计划可用于放射治疗传递系统，该被最优化的治疗计划限制对所述剂量的放射线的传递期间的所述治疗计划参数的调整次数。在进行传递之前，分析所述被最优化的治疗计划以确定该被最优化的治疗计划的质量是否是可接受的。
文档编号A61N5/10GK101312765SQ200680043996
公开日2008年11月26日 申请日期2006年9月18日 优先权日2005年9月28日
发明者D·奥伦德尔, G·库杜瓦利, J·B·韦斯特, J·R·杜利, J·W·J·王, J·阿莉森, M·萨拉森, W·基尔比 申请人:艾可瑞公司