治疗规划的自动化的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本申请总体上涉及辐射治疗。本申请具体与辐射治疗规划结合应用，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本申请还适用于其他使用场景，而不必限于上述应用。
【背景技术】
[0002]在辐射治疗规划中，创建患者特异性处置计划会是耗时且乏味的任务。步骤中的一些是冗余的并且在不同患者或不同计划之间变化很少。使用宏语言或脚本能够使这些步骤中的一些自动化，但是在没有用于写逻辑表达式、循环和其他常见编程函数的工具的情况下，一些方面是很难的。
[0003]在过去的十年中，技术进步已经提供了在强度调制辐射治疗(MRT)、强度调制质子治疗(IMPT)等领域中的大飞跃，以改进剂量递送。在当前处置规划中很难自动化的一个领域是强度调制辐射治疗(MRT)或体积调制弧形治疗(VMAT)优化。最近，研究兴趣已经转移向使在计划生成中涉及的各个任务自动化以协助并减少对临床用户的工作负担的方法，各个任务从射束布置开始到剂量优化。优化是用户试图以剂量或生物目标的形式指定规划目的以创建至目标结构的理想剂量(通常均衡剂量)并且使到临界结构的剂量最小化的迭代过程。
[0004]计划评估被分类成三个阶段:1、物理评估，2、技术评估，以及3、临床评估。在计划完成之后，一般由技术人员检查计划的物理方面和技术方面。由辐射肿瘤科医师调查计划的临床方面。当前基于覆盖计划的物理方面、技术方面和临床方面的五种类别来评估MRT计划:1、几何分析，2、剂量分布分析，3、剂量体积直方图(DVH)分析，4、参数分析，以及5、递送能力分析。
[0005]几何分析被执行以评估射束布置的最优性。射束布置是非常重要的步骤。最优性的质量主要受射束的数量和其角度的影响。鉴于增加了 MRT计划的最优性和递送能力，已经制定了针对MRT中的最优射束布置的规则。
[0006]剂量分布分析定性地核实在轴向平面、冠状平面和矢状平面中的剂量分布的最优性。该分析能够进一步被拆分成2D分析和3D分析。2D剂量分布分析暗含逐切片地对剂量分布的评估。这种类型的分析被用于评估处方剂量相对于每个切片中的目标体积的一致性。这种类型的分析也能够揭露在目标体积中或周围的冷点或热点的分布。冷点或热点是在接收小于或大于预期剂量的辐射的目标和危及器官内的区。3D分布分析在确定剂量分布与总体目标体积关于一组射束取向的共形性如何中是有用的。
[0007]剂量体积直方图(DVH)是用于评估计划的最优性的有力工具。DVH表示以图形的2维格式的3维剂量分布。针对目标体积的DVH图形地表示在覆盖率、一致性和均匀性方面的剂量分布的质量。危及器官(0AR)的DVH曲线表示在平均剂量和最大剂量方面使0AR幸免的效率。
[0008]参数分析被执行以定量地核实剂量的最优性。在该分析中使用的参数是:(a)针对目标体积和0AR的最小剂量、平均剂量和最大剂量，以及(b)针对目标体积的覆盖率指标、一致性指标和均匀性指标。除了计划评估的物理度量之外，在计划评估中使用多个生物度量。这些生物度量包括等效均匀剂量(EUD)、肿瘤控制概率(TCP)和正常组织并发症概率(NTCP)等。
[0009]递送能力分析被执行以便评估在剂量递送方面计划的鲁棒性如何。该分析涉及对诸如以下的参数的核实:段数、每段的最小监测单位或平均监测单位(MU)、最小段面积(MSA)、总递送时间等。MU是在辐射治疗中对线性加速器的机器输出的测度。递送能力分析揭露计划是否是实际上能递送的。
[0010]用不同技术已经使计划生成的各个阶段自动化。通过使计划生成过程(诸如剂量目标操纵和頂RT/VMAT优化)自动化，这些技术减少了临床用户(即，福射科医师)的负担。然而，这些途径所要求的配置时间仍然是显著的，并且要求各个感兴趣区域(R0I)到问题解决模型的仔细映射和相关联信息。具体而言，R0I的命名约定和将它们正确地映射到问题解决模型对于成功的计划生成是有用的。考虑到涉及辐射治疗处置计划生成的复杂性，用户想要一定数量的手动控制和检查，而在相同的时间其使这些技术从完全自动化中停止是必要的。当前自动规划和分类解决方案提供用户定义技术的一个时间配置，其之后被应用到新的患者用于自动地生成处置计划。然而，关于以下方面对于新的患者计划，用户需要解决差异:1)涉及的R0I的不正确或缺失映射，2)射束布置，3)等中心布置，4)剂量网格布置。
【发明内容】
[0011 ]根据一个实施例，自动处置规划系统包括:规划图像存储器(14)，其存储体积诊断图像;用户接口设备(32)，其被配置用于用户输入定义在所述体积诊断图像内的多个感兴趣区域的数据;R0I映射器(34)，其具有处理器，所述处理器被配置为:接收所述体积诊断图像和在所述体积诊断图像内指示的多个用户定义的感兴趣区域;使用身体图谱(35)将所述体积诊断图像的所述多个感兴趣区域映射到解剖结构；以及，自动规划模块(38)，其被配置为使用映射的多个感兴趣区域来生成处置计划。
[0012]根据本申请的一个优选方法，一种用于使处置规划自动化的方法，包括:接收
(124)包括在图像体积内指示的多个用户定义的感兴趣区域的患者的体积解剖图像;使用身体图谱(35)将所述图像体积的所述多个感兴趣区域映射(126)到解剖结构；以及，使用映射的多个感兴趣区域来生成(138)处置计划。
[0013]根据一个实施例，自动处置规划系统包括:规划图像存储器(14)，其存储体积诊断图像;用户接口设备(32)，其被配置用于用户输入定义在所述体积诊断图像内的多个感兴趣区域的数据;接收在图像体积中的用户定义的感兴趣区域；以及，一个或多个处理器，其被配置为:接收所述体积诊断图像和在所述体积诊断图像内指示的多个用户定义的感兴趣区域;使用身体图谱(35)将所述体积诊断图像的所述多个感兴趣区域映射到解剖结构；以及，使用映射的多个感兴趣区域来生成处置计划。
[0014]一个优点是不要求R0I命名的配置和映射。
[0015]另一优点是对于命名的R0I使初始约束自动化。
[0016]又一优点是减少了IMRT/VMAT规划复杂性。
【附图说明】
[0017]图1描绘了实施用于使计划生成自动化的改进的方法的頂RT规划系统。
[0018]图2描绘了使治疗规划完全自动化的方法。
【具体实施方式】
[0019]参考图1，治疗系统10(诸如强度调制辐射治疗(IMRT)系统或体积调制弧形治疗(VMAT)系统)包括成像系统12来生成患者的感兴趣区域的一个或多个规划图像。图像体积(即，规划图像)是体积的(即，三维的)并且通常被存储在治疗系统10的规划图像存储器14中。感兴趣区域包括一个或多个目标结构，并且通常包括一个或多个临界结构或危及器官(0AR)。目标结构中的每个是要被照射的病变或其他组织区域，诸如肿瘤。临界结构中的每个是在来自旨在用于目标结构的辐射(诸如行进到目标结构的辐射)的存在损伤风险的器官或其他组织区域，所述辐射已经通过目标结构，或其通过紧密邻近目标结构。
[0020]成像系统12使用一个或多个成像模态(诸如，计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层摄影(PET)、磁共振(MR)、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)、锥形射束计算机断层摄影(CBCT)等)来生成规划图像。因此，成像系统12包括对应于成像模态的一个或多个扫描器16，以及将来自扫描器的原始图像数据重建为规划图像的后台系统。如图示的，成像系统12使用例如CT生成规划图像，并且包括CT扫描器16。
[0021]治疗系统10的规划系统18在规划图像上生成针对患者的最优处置规划，通常从规划图像存储器14中接收所述规划图像。最优处置计划适当地包括多个处置分数，每个识别针对目标结构的规划目标体积(PTV )、围绕目标结构的裕量、针对目标结构的剂量曲线，针对临界结构的剂量限制和治疗射束方向和强度，并且通常被存储在治疗系统10的处置计划存储器20中。规划系统18包括至少一个处理器22和至少一个程序存储器24。程序存储器24包括处理器可执行指令，当由处理器22执行所述处理器可执行指令时，其生成最优处置计划。处理