用于在辐射治疗中多患者处置计划访问的自动算法与构架的制作方法
【专利摘要】一种用于审查处置计划的方法，包括显示与处置规划系统相关联的多个选定患者、机构和处置计划中的至少一个的列表，选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个，查询与所选的与一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数，并且生成所查询的处置计划参数的报告文件。
【专利说明】用于在辐射治疗中多患者处置计划访问的自动算法与构架
【技术领域】
[0001]本申请通常涉及辐射治疗。本申请尤其与用于从多个患者计划访问辐射治疗处置计划数据的自动审查程序联合应用。然而，还理解其也应用于其他处置计划审查情境中，并且不必被限制到前述应用。
【背景技术】
[0002]在辐射治疗中，空间上靶向的辐射剂量被应用到患者的目标，例如包含癌性或恶性组织的肿瘤。与正常细胞相比较，生长并快速增殖的癌细胞倾向于对来自辐射的损伤更为敏感，使得通过适当规划施予的剂量优先杀死癌性或恶性组织。当前的外部束辐射治疗(EBRT)涉及遵循初始成像协议的详细的处置规划过程。规划通常涉及单个3D/4D CT图像集的使用，以形成详细的处置计划，包括围绕目标和风险器官(OAR)的轮廓、辐射束方向、能量、剂量约束等。基于该处置计划以每日分数递送处置。通常，在递送处置之后，执行对处置计划中的不同参数的回顾审查。
[0003]回顾审查被用于将处置计划参数与递送结果相关，将特处置计划的特定集合与预定义的机构或实践标准进行比较，以确保计划质量、医师间计划表现研究等。例如，对处置计划的回顾审查可以被用于根据临床正常组织效应定量分析(Quantitative Analysis ofNormal Tissue Effects in the Clinic,QUANTEC)指南，评估由用于调强福射治疗(IMRT)和3D适形辐射治疗中的3D剂量分布对正常组织造成的风险。而且，美国放射学委员会(American Board of Radiology, ABR)要求所有ABR认证的医师每十年执行两次回顾处置计划审查，以维持ABR认证。额外地，其他机构，如医疗保险和医疗补助服务中心(Centersfor Medicare and Medicaid Services, CMS)将医师数据报告积极性与退款动机联系起来。个体医院也可以有其自己的质量保证程序，其要求医师以回顾方式报告来自处置计划的数据，作为对医师质量的周期性验证的度量。因此，对从处置计划的大集合生成审查报告的需要是广泛的。
[0004]然而，由于患者队列通常能够包括几百个患者计划，手动地从处置规划系统(TPS)提取计划数据能够是繁琐且耗时的。而且，生成的数据量能够累积性地变得相当庞大。用于从TPS提取计划数据，并对多个患者执行回顾计划审查而不必须手动打开每个患者的处置计划的自动构架潜在地能够为非常有价值的工具。在自动协议中得到的节省的时间和数据处理的流线化方式将对大型机构和诊所大大有益，所述机构和诊所将需要在常规的基础上执行这样的计划审查。
[0005]本申请提供一种新的且改进的系统和方法，其提供这样的构架，并克服上述问题以及其他问题。
【发明内容】
[0006]根据一个方面，提供一种用于审查处置计划的方法。所述方法包括显示与处置规划系统相关联的多个选定患者、机构和处置计划中的至少一个的列表；选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个；查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数；并且生成所查询的处置计划参数的报告文件。
[0007]根据另一方面，提供一种处置规划系统。所述系统包括:显示器，其显示与处置规划系统相关联的全部患者、机构和处置计划中的至少一个；规划系统，其使得临床医师能够选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个；以及处置报告系统，其查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数，并生成所查询的处置计划参数的报告文件。
[0008]根据另一方面，提供一种处置规划系统。所述系统包括一个或多个处理器，所述一个或多个处理器被编程为:显示与处置规划系统相关联的全部患者、机构和处置计划中的至少一个；选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个；查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数；并且生成所查询的处置计划参数的报告文件。
[0009]一个优点在于对处置计划数据的自动审查。
[0010]另一优点在于与自动处置计划审查相关联的时间和成本节约。
[0011]另一优点在于对处置计划的定制审查。
[0012]本领域技术人员在阅读和理解以下详细描述后，将认识到本发明的进一步的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]本发明可以采取各种部件与部件的布置，以及各个步骤与步骤安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本发明的限制。
[0014]图1为根据本申请的辐射治疗系统。
[0015]图2为根据本申请的，用于自动多患者处置计划访问的流程图。
[0016]图3为根据本申请的，用于自动多患者处置计划访问的另一流程图。
【具体实施方式】
[0017]参考图1，治疗系统10包括一个或多个成像模态12，以采集患者内的目标和/或风险器官(OAR)的图像。成像模态12适当地包括以下中的一个或多个:计算机断层摄影(CT)扫描器、正电子发射断层摄影(PET)扫描器、磁共振(MR)扫描器、单光子发射计算机断层摄影(SPECT)扫描器、锥形束计算机断层摄影(CBCT)扫描器等。从成像模态12采集的图像被存储在一个或多个图像存储器14中。
[0018]治疗系统10的规划系统16接收患者的目标和/或风险器官的图像，例如三维和/或四维图像集。
[0019]通常，所述图像经由图像存储器14接收自成像模态12，但也预见到其他源。使用这些图像，规划系统16生成和/或更新针对患者的处置计划。所述处置计划包括处置计划参数，例如围绕目标和风险器官(OAR)的轮廓、全局束强度或权重、束方向、楔角、分数排程、能量、剂量约束、目标器官或区域等。为了便于治疗规划，规划系统16包括分割模块18、优化模块20和运动模块22中的一个或多个。分割模块18在所接收的图像中在诸如目标和风险器官的区域之间识别并进行描绘。这样的区域通常通过围绕所述区域的轮廓被描绘。能够手动地、半自动地和/或自动地执行识别和描绘。针对手动方式，分割模块18与用户接口设备24合作，以允许临床医师手动在区域之间识别并进行描绘，或调节机器分割。
[0020]用户接口设备24允许临床医师进行以下至少一项:生成、修改和观看轮廓。在这方面，规划系统16将图像，并且在一些实施例中将对应的轮廓，显示在显示设备26上。临床医师之后能够使用一个或多个用户接口设备24，生成和/或修改图像上的轮廓。例如，临床医师能够采用鼠标和各种缩放工具，以调整轮廓的大小或形状。额外地或备选地，用户接口设备24允许临床医师输入和/或定义计划参数，例如针对划定轮廓的区域的剂量。
[0021]优化模块20至少接收通常由分割模块18和/或用户接口设备24生成的轮廓和处置计划参数作为输入。优化模块20任选地接收其他相关输入，例如指示辐射吸收的衰减图和/或针对目标和/或风险器官的累积运动模式。基于所述输入，优化模块20生成顺应所述处置计划参数及任意其他相关输入的处置计划。所述处置计划适当地包括多个分数，以及要被辐照的规划的处置体积(PTV)。由优化模块20生成的处置计划被适当地存储在一个或多个治疗存储器28中。
[0022]运动模块22在一些实施例中还联合其他模块运行，以便于经运动补偿的处置计划的生成。针对收集的运动数据的每个样本(即,针对每个对形状的确定)，估计刚性运动。刚性运动包括，例如，平移和旋转。在一些实施例中，额外地或备选地采用非刚性运动。所述运动估计被应用于每个目标或风险器官在规划图像中的位置，以获得经运动补偿的位置。通过累积针对每个目标和/或风险器官的经运动补偿的位置，确定针对每个目标和/或风险器官的累积运动模式，例如概率密度函数。收集的样本越多，所述累积运动模式越准确。
[0023]一旦生成所述累积运动模式，则将它们提供到优化模块20，以生成处置计划。例如，优化模块20采用所述累积运动模式，以针对每个处置分数规划经运动补偿的剂量分布。能够通过以对应的累积运动模式卷积规划的剂量分布，生成经运动补偿的剂量分布。例如，将来自要被辐照的目标的针对分数子集的剂量分布与对应于该分数子集的累积运动模式进行卷积。
[0024]之后累积经运动补偿的剂量分布，以得到对被递送给患者的剂量的经运动补偿的估计。预见到能够在处置计划的执行期间或处置计划的执行之后，确定经运动补偿的估计。此外，对被递送给患者的剂量的经运动补偿的估计能够被用于方便对处置计划的更新。例如，经运动补偿的估计能够被传送到优化模块20，以对处置计划进行重新优化。预见到能够在处置分数的执行期间实时地，在处置分数之后，或在处置计划的执行期间的任意其他点，执行更新。
[0025]在针对患者的疗程的排定的日期和时间，治疗递送装置30向患者递送治疗。治疗，例如消融治疗和/或短程放射治疗，能够包括涉及以下中的一个或多个的辐射:χ射线、光子、高强度聚焦超声(HIFU)等。适当地，由治疗控制系统32根据治疗处置计划或更新的处置计划，控制治疗递送装置30。治疗处置计划能够接受自，例如治疗存储器28。
[0026]治疗束被聚焦在目标和/或OAR的规划的位置上。束强度和处置位置被供应到规划系统16的绘图模块34，以计算描绘了在疗程期间实际被递送到目标和/或OAR的辐射剂量的递送剂量图。由绘图模块34生成的递送剂量图被适当地存储在一个或多个治疗存储器28中。递送剂量图也包括处置计划参数，所述处置计划参数包括所递送的剂量、所递送的束强度和权重、所递送的束方向等。通过将实际递送的剂量与所规划的剂量进行比较，规划系统16计算针对后续分数的或相同分数的剩余部分的对所述处置计划的调节。
[0027]为了访问并审查处置计划和/或递送剂量图，治疗系统10包括处置报告系统36。对处置计划和/或递送剂量图的自动访问和审查包括选择层面和规划层面。首先，在选择层面，显示与处置报告系统相关联的全部医疗机构、患者、处置计划、剂量递送图、临床医师等的列表。根据临床医师从全部医疗机构、患者、处置计划、剂量递送图、临床医师等的列表中进行的期望选择，动态地创建要查询的全部患者的处置计划和/或递送剂量图的列表。该过程顺序地逐步通过针对每个患者、每个临床医师或每个机构的处置计划和/或递送剂量图中的每个。在规划层面，打开一个患者的处置计划和/或递送剂量图，或打开特异于两个或更多个患者的处置计划和/或递送剂量图以进行比较。关键处置计划参数(例如针对目标和风险组织两者的每器官剂量)和针对处置计划和/或递送剂量图的其他关键因素被评价并被写入报告。在对患者处置的评价之后，处置报告系统36返回到选择层面，并且针对要被评价的临床医师或机构的下一患者，重复该过程。还预见到处置报告系统36能够以并行方式，评价多个患者以及相关联的处置计划和/或递送剂量图。
[0028]从治疗存储器28和规划系统16向处置报告系统36供应处置计划和/或递送剂量图，以进行自动处置计划审查。所供应的处置计划作为处置计划数据被存储在处置报告系统36内的处置数据库38中。类似地，所供应的递送剂量图作为处置递送数据被存储在处置报告系统36内的处置数据库38中。为了便于对处置计划数据和/或处置递送数据的访问和审查，处置报告系统36包括选择模块40、规划模块42和报告模块44中的一个或多个。
[0029]选择模块38在显示设备46上显示与处置报告系统36相关联的医疗机构、患者、处置计划、剂量递送图、临床医师等。例如，选择模块40显示在处置数据库38中存在的全部机构的列表，以及在每个机构中存在的相关联患者的列表。选择模块40还显示在所述数据库中存在的全部所述临床医师的列表，以及其相关联的患者的列表。选择模块38还显示针对处置计划和/或剂量递送图中的每个的处置计划参数。处置报告系统36还包括用户接口设备48，用户接口设备48使得临床医师能够选择期望的机构、患者、临床医师、处置计划、剂量递送图等。在选择期望的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)临床医师、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图等之后，选择模块40自动地且动态地创建与期望的选择相关联的，需要以自动方式访问的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图、处置计划参数等的选择列表。
[0030]规划模块42从选择模块40接收选择列表，并且包括一个或多个用户定义的选择脚本，所述选择脚本使得能够以顺序或并行的方式，自动地访问来自(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划和(一幅或多幅)剂量递送图的特定组合的处置计划和/或递送计量数据。规划模块42显示已被选择或打开的，与所述特定的(一个或多个)处置计划和/或(一幅或多幅)剂量递送图相关的全部信息和处置计划参数(例如，结构、感兴趣点、束、优化目标、剂量网格、剂量体积直方图(DVH)等)。例如，规划模块42将一个或多个用户定义的选择脚本存储在处置数据库38中，并且利用初始化脚本以执行一个或多个用户定义的选择脚本。所述初始化脚本以个体方式运行每个用户定义的选择脚本。所述用户定义的选择脚本从患者的处置计划和/或递送剂量图，查询期望的处置计划参数。还预见到临床医师创建特定的脚本，以从所选的具体的(一个或多个)处置计划和/或(一幅或多幅)剂量递送图提取数据。例如，临床医师定义的脚本使得临床医师能够创建一组规则，以根据所选的具体的(一个或多个)处置计划和/或(一幅或多幅)剂量递送图确定提取哪些数据。
[0031]报告模块44接收处置计划参数，并将信息存储在例如专用数据库中或报告文件38中。该数据包括处置计划参数(的引用)，并且能够随后被访问并根据需要被输入到其他程序以用于进一步处理。在TPS提供选择特定类型的计划的选项，并且例如包括(自动)例程以创建这种类型的计划的情况中，临床医师能够根据其计划类型快速选择一组计划以用于审查。例如，全部计划的选择是利用以五个外部束处置前列腺的协议创建的。在处置计划特性已被查询并被写入报告文件之后，初始化脚本包含命令以执行下一用户选择脚本，并将该患者的处置计划参数写入报告文件。还预见到规划模块42并行地执行多个用户选择脚本，以便更有效地访问处置计划和/或递送剂量图。
[0032]报告模块44还使得临床医师能够选择将哪些处置计划参数写入到报告文件。例如，临床医师利用用户接口设备48，以选择哪些期望的处置计划参数应被写入到报告。能够以各种方式处理从不同处置计划和/或递送剂量图访问的处置计划参数，所述各种方式包括(但不限于)累积地将数据写入文件，将数据写入多个文件，以及在浏览器窗口或多个浏览器窗口中显示数据等。(一个或多个)输出文件可以被输入到查看/处理软件中，以用于后处理和/或报告生成。所述处置规划系统中的高级编程功能也能够被用于生成任意期望格式的报告。例如，(一个或多个)输出文件被馈送到推荐器，所述推荐器分析所述(一个或多个)报告文件并建议改进与自动处置计划审查与处置相关联的效率的方法。所述处置规划系统中的所述高级编程功能也能够被用于生成任意期望格式的报告。例如，出于特定机构的目的格式化报告，以便改进确定证书的流程、未来退款速率等。还应认识到，报告模块44允许临床医师选择期望的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)临床医师、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图等作为喜欢的参数。例如，报告模块44使得临床医师能够观看他们个人喜欢的参数。还预见到报告模块44使用全部或选定的喜欢的参数，书写报告模块。
[0033]规划系统16、治疗控制系统32和处置报告系统36包括一个或多个存储器50和一个或多个处理器52。存储器50存储可执行指令，以执行与规划系统16和治疗控制系统32以及处置报告系统36相关联的功能，包括与分割模块18、绘图模块34、优化模块20、运动模块22、选择模块40、规划模块42和报告模块44相关联的那些功能。处理器52执行被存储在存储器50上的可执彳丁指令。在特定实施例中，规划系统16和/或治疗控制系统62包括通信单元54，以经由通信网络和/或数据总线(例如局域网或因特网)，例如与彼此、图像存储器14、治疗存储器28等进行通信。
[0034]参考图2，图示了用于从包括大量患者102的当前机构100进行的自动多患者处置计划访问的流程图。所述流程图包括选择层面102和规划层面104。在选择层面102，启动108处置规划系统。所述处置规划系统为临床医师提供针对每个患者的(一个或多个)临床医师、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图等的列表，以由所述临床医师进行选择。在对期望的(一个或多个)患者、(一个或多个)临床医师、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图等的选择之后，所述处置规划系统创建与需要以自动方式访问的期望选择相关联的(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图、处置计划参数等的选择列表。在规划层面104，从所述患者的处置计划和/或递送剂量图，查询110针对所述期望选择的处置计划参数。规划层面104还向报告文件112写入/附加所查询的处置计划参数。在书写报告文件之后，退出114所述处置规划系统。
[0035]参考图3，图示了用于自动多患者处置计划访问的流程图。在步骤200中，打开选择层面操作。在选择层面操作期间，显示全部机构、患者、处置计划、递送剂量图等的列表。临床医师选择期望的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)临床医师、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图等，并创建对应于每个患者/计划的一个或多个自动审查脚本。在步骤202中，执行所述自动审查脚本。在步骤204中，针对当前患者、机构、计划等，访问所述规划层面。在步骤206中，执行用户定义的审查脚本，并向报告文件写入/附加处置计划参数。在步骤206期间，从患者的处置计划和/或递送剂量图，查询针对期望选择的处置计划参数。在步骤208中，确定是否完成全部所选的患者/计划。如果没有完成全部所选的患者/计划，则在步骤210中系统返回到选择层面操作。还预见到返回到选择层面操作为任选的。所选的患者/计划能够照原样被处理或者能够从额外的选择被整理。在步骤212中，选择下一选定的患者/计划，并且该过程以下一选定的患者/计划返回到步骤204。如果确定全部所选的患者/计划完成，则在步骤214中定稿并存储报告。
[0036]已参考优选的实施例描述了本发明。他人在阅读和理解前文的详细描述后，可以想到做出修改和变化。本发明旨在包括所有这样的修改和变化，只要它们落入权利要求书或其等价要件的范围内。
【权利要求】
1.一种用于审查处置计划的方法，所述方法包括: 显示与处置规划系统相关联的多个选定患者、机构和处置计划中的至少一个的列表； 选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个； 查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数；并且 生成所查询的处置计划参数的报告文件。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括: 创建与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图、处置计划参数等的选择列表。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，还包括: 创建针对与所述选择列表相关联的每个患者的选择脚本，所述选择脚本从所述患者的处置计划和/或递送剂量图 查询处置计划参数。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，还包括: 以顺序方式处理针对与所述选择列表相关联的每个患者的所述选择脚本，直到全部的所述选择脚本均被处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括: 以并行方式处理针对与所述选择列表相关联的每个患者的所述选择脚本，直到全部的所述选择脚本均被处理。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，生成报告文件的所述步骤包括以下中的至少一项:累积地将数据写入文件，将所述数据写入多个文件，并且在浏览器窗口或多个浏览器窗口中显示所述数据。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括: 选择要被包括在所述报告中的期望的处置计划参数。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所选的处置计划参数包括递送剂量分布。
9.一种承载软件的非暂态计算机可读介质，所述软件控制一个或多个处理器以执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法。
10.一种处置规划系统，所述系统包括: 显示器，其显示与处置规划系统相关联的全部患者、机构和处置计划中的至少一个； 规划系统，其使得临床医师能够选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个；以及 处置报告系统，其查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数，并生成所查询的处置计划参数的报告文件。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述规划系统创建与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图、处置计划参数等的选择列表。
12.根据权利要求10和11中任一项所述的系统，其中，所述处置报告系统创建针对与所述选择列表相关联的每个患者的选择脚本，所述选择脚本从所述患者的处置计划和/或递送剂量图查询处置计划参数，并处理针对与所述选择列表相关联的每个患者的所述选择脚本，直到全部的所述选择脚本均被处理。
13.一种处置规划系统，所述系统包括: 一个或多个处理器，其被编程为: 显示与处置规划系统相关联的全部患者、机构和处置计划中的至少一个； 选择一个或多个患者、机构和处置计划中的至少一个； 查询与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的处置计划参数；并且 生成所查询的处置计划参数的报告文件。
14.根据权利要求13所述的处置规划系统，其中，所述一个或多个处理器还被编程为: 创建与所选的一个或多个患者、机构和处置计划相关联的(一个或多个)机构、(一个或多个)患者、(一个或多个)处置计划、(一幅或多幅)剂量递送图、处置计划参数等的选择列表。
15.根据权利要求13和14中任一项所述的处置规划系统，其中，所述一个或多个处理器还被编程为: 创建针对与所述选择列表相关联的每个患者的选择脚本，所述选择脚本从所述患者的处置计划和/或递送剂量图查询处置计划参数。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的处置规划系统，其中，所述一个或多个处理器还被编程为: 以顺序方式，处理针对与所述选择列表相关联的每个患者的所述选择脚本，直到全部的所述选择脚本均被处理。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的处置规划系统，其中，所述一个或多个处理器还被编程为: 以并行方式，处理针对与所述选择列表相关联的每个患者的所述选择脚本，直到全部的所述选择脚本均被处理。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的处置规划系统，其中，生成报告文件的所述步骤包括以下中的至少一项:累积地将数据写入文件，将所述数据写入多个文件，并且在浏览器窗口或多个浏览器窗口中显示所述数据。
19.根据权利要求13至18中任一项所述的处置规划系统，还包括: 显示器，其显示与所述处置规划系统相关联的全部患者、机构和处置计划中的至少一个以及所述报告文件。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的处置规划系统，还包括: 一个或多个数据库，其存储所述处置计划参数和所述报告文件。
【文档编号】G06F19/00GK103959294SQ201280058697
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月30日 优先权日:2011年11月30日
【发明者】S·巴拉特, M·F·巴尔, P·J·帕里克, K·L·穆尔 申请人:皇家飞利浦有限公司, 圣路易斯华盛顿大学