基于血液-组织表面的放射外科肾脏治疗设计的制作方法_4

文档序号:9421378阅读:来源:国知局
可沿着血液/血管边界134纵向和径向变化。预期的治疗形状136a和136b接着可参照表面60进行接收。治疗形状136类似地配置为在邻近神经处提供神经功能改变的辐射剂量,并在血液/组织边界提供安全的腔辐射剂量。
[0069]这些预期的治疗线130可被对齐和延伸在离表面60的外部的偏离距离132处。或者,预期的治疗线136可直接被对齐至表面60的外部并沿着表面60的外部延伸。例如,医生可利用用户接口输入设备80输入预期的治疗形状。在另一个例子中,医生可沿着表面点击,并且预期的治疗形状线可在点击之间延展为直线。在1A的实施例中,预期的治疗线130在离表面预期的偏离距离处延伸。在1B的实施例中,预期的治疗线136沿着表面60的外部延伸。可以启用平滑。如果需要,表面60可在屏幕上被旋转、摇动和缩放,或者改变其俯仰或偏斜程度,以允许医生得到表面的期望视图以合适地定位治疗线130。这种操作特点在现有的三维建模和显示软件中是已知的。
[0070]通过用户接口输入设备80应用治疗线130和136允许专业的设计医生将一系列与三维模型表面60有关的线或曲线作为恰当的治疗形状来输入。治疗线130和136可以以非常细的线的形式来使用,或者也可由系统或用户来定义其厚度。依照实施例,治疗线以一个足够减少跨治疗线中的神经活动的宽度来进行显示。使用这种宽度给系统的用户提供直观的视觉反馈,这样用户就可以对病变形状的位置和宽度有了一个更真实的理解。
[0071 ] 如果需要,在118处,可将治疗线在一个或多个主平面中显示。例如,如图11所示,为其生成了表面60的肾动脉8的主平面示出了交叉线140。交叉线140代表了治疗线130和136在给定主平面处的交叉区域。可以看出,交叉线140偏离血液/组织边界面134 —定的距离132。另外,交叉线140位于肾神经6的区域内。其他主平面可同时在显示器上显示,或者也可在主平面和表面60的视角之间切换。主平面可以代表例如单个CT切片的数据。
[0072]在120处,预期的治疗线130和136被拓展为体积以在邻近神经处提供预期的治疗效益,该治疗体可在显示器上以三维形式可视化,图12A-12B。除非此处另外说明,118可以并且确实发生在120之后,本公开的流程图中解释的各动作不仅限于其在图中显示的顺序。为了将体积以三维形式可视化,治疗线130和136可通过分别生成围绕着治疗线130和136、具有一定半径的圆来被给出三维厚度。由于偏离距离与离血液/血管边界面的距离对应,该半径应当小于偏离距离,以在靶处提供神经功能改变的辐射剂量,并在血液/组织边界处提供安全的腔辐射剂量。该半径可以围绕治疗形状线应用,或者可以使用单独的宽度和长度。例如,体积可利用0.5毫米的半径来生成,但其它半径也是可以使用的。图13中在主平面中绘制了针对体积的扩展的交叉线140(图11)。图13示出了邻近靶神经的血管的主平面。对治疗体的交叉线140 (图11)的扩展构建了在该主平面处指明治疗体交叉的交叉区域141。
[0073]在一个实施例中,该体积包围了邻近血管的部分神经,并以治疗设计目的定义了设计靶体积(PTV)。该PTV代表了期望发生治疗的感兴趣的组织区域。以肾动脉为例,该PTV优选为肾神经丛的部分,并可包括一个或多个环形圆周段。该PTV还应受限于血液/血管边界面134以在血液/组织边界提供安全的腔辐射剂量来抑制增生。
[0074]在122处,该PTV经扫描转换以生成每个主平面中的轮廓。现有的放射外科辐射束计算模块可用于确定产生的辐射轮廓分布。现有的用于识别辐射灵敏结构的放射外科设计方式也可被实现。上述现有计算模块可以需要经由切片的输入,如传统的CT切片。因此,如果使用这种计算模块,CT切片被用于生成实体积(图8),在实体积上形成计划(图9),以及接着每个切片处的计划被送回计算模块以生成轮廓。因此,输出124可以是与每个原始CT切片相关的输出。图14示出了轮廓142在轴向切片的例子。
[0075]或者,可使用心脏和/或呼吸门控4DCT数据组来定义治疗形状线130或136。假设在一段时间内获得了 N(通常N = 10)个体积的CT数据。可由每个CT体积构建血液/血管表面(如表面60),结果构造了 N个这样的表面。将由用户使用每个表面定义一组治疗线,结果产生了 N组这样的治疗线。这种随时间变化的治疗线和随时间变化的CT数据接着将被导入治疗设计站线治疗设计模块中,如MULTIPLAN,用来产生治疗计划。或者,可以生成一个治疗形状线组并用于设计,它的体积将包括根据所有单个治疗形状线的体积。
[0076]依照实施例,在表面上布置治疗形状线可以半自动化或全自动化。可能的治疗形状线的模板可提供给用户,用户接着将选定的模块拖拽放置在表面上的适当位置处。用户可在表面上到处移动该治疗线来修改治疗线。厚度也可被改变。
[0077]轮廓142例如可以被存储为DICOM RTSS (辐射治疗结构组)文件。这些文件所输出至的设计工具例如可以是MULTIPLAN。在一个实施例中,使用PTV来进行评估。基于PTV来优化计划是优选的,因为关注的是期望治疗的实际区域。
[0078]在另一个实施例中,替代将治疗形状线以主平面或斜面中的二维轮廓的形式传输给设计模块,治疗形状线可以以三维形状传输给设计模块。
[0079]与输入预期治疗形状62 —起,如图5A示意性所示,设计模块和用户接口将优选地输出与血液/血管表面有关的实际辐射照射的估计,优选地以估计的组织照射144(图15)的形式。估计的照射144可以代表接收了超过坏死阈值的辐射剂量的与表面60有关的部分组织,可选地基于从现有放射外科治疗计划工具输出的辐射剂量和辐射束。备选形状可代表对将接收用于治疗学重构的足够的辐射剂量以减少邻近神经的交感神经活动的组织的估计。用户可基于来自设计治疗模块102的反复的输入和输出来交互地开发计划。
[0080]理想地,剂量云应当与治疗线对应。图16是代表了依照实施例关于已生成的表面60来评估剂量云的方法的流程图。在146中,剂量云被生成,以及在148中剂量云被相对于表面60覆盖。如果需要,在150中相对于表面60显示治疗线130或136。
[0081]如图17所示,关于表面60显示治疗线130和剂量云154允许医生有意地对该剂量云是否覆盖了靶进行视觉检查。为了这一目的,在152中,医生可以视觉地评估剂量云是否覆盖了靶。从图17中可以看出,至少在图中的视角,剂量云154在血液/组织边界提供了安全的辐射腔辐射剂量。为了全面检查剂量范围,表面需要被旋转、摇动或缩放,或者调节其俯仰和/或偏斜程度。
[0082]剂量云154例如可代表所有大于一个特定阈值的剂量值,或者,替换地,代表在一个最小值和最大值范围内的剂量值。如果需要,如图18A-18E所示,可以提供每个主平面的轴向切片,等剂量线156和最内的轮廓142显示在其上。这种表示方式允许医生在血液/血管边界接收安全的腔辐射剂量时,能够查看每个切片来确保剂量充分地覆盖(如包围)了靶。按照从最里到最外的等剂量线顺序开始,在与靶142对应的轮廓之后,在最里的等剂量线156a上的点对应30戈瑞的辐射的吸收剂量,在等剂量线156a内侧的点则至少接收了30戈瑞的辐射的吸收剂量。下一个最里的等剂量线156b上的点对应20戈瑞的辐射的吸收剂量,在等剂量线156b内侧的点则至少接收了 20戈瑞的辐射的吸收剂量。再下一个最内的等剂量线156c上的点对应10戈瑞的辐射的吸收剂量,在等剂量线156c内侧的点则至少接收了 10戈瑞的辐射的吸收剂量。在最外的等剂量线156d上的点对应5戈瑞的辐射的吸收剂量,在等剂量线156d内侧的点则至少接收了 5戈瑞的辐射的吸收剂量。值得注意的是框157内的点接收了少于5戈瑞的辐射。但值得注意的是,给定等剂量线/框157的外部和/或内部可能存在预测的吸收剂量与规定的吸收剂量不同的区域。举例来说,可能在皮肤附近存在区域遭受了辐射剂量的大量爆发,和/或在等剂量线内侧则出现了剂量不足的区域。这些图中的要素的尺寸均以按照平均男性成年人的骨骼进行了缩放。沿着这些线可以看出,本发明的实施例导致了非均匀的辐射递送,其在肾动脉的外壁的4毫米内传送了大约15戈瑞以上。值得注意的是,虽然已经参照图18A-18E描述了单侧的治疗,但参照这些图展示的数据也能够运用在双侧治疗,以及与图中所描述的肾血管结构相对的肾血管结构与图中描述的肾血管结构是大体上对应的。
[0083]图19是代表了依照可选的实施例来判断剂量是否足够的方法的流程图。图19中的方法可在上述视觉检查方法之外使用,或者替换上述视觉检查方法,图19中的方法包括关于表面170 (图20)来修剪(clip)剂量云,该剂量云不只表不为轮廓。在158中,对应于可接受的剂量值的区域被关于表面170而修剪。剂量值可以用等剂量线的样式来表示,其中不同的剂量可用不同的方式显示,如利用不同的颜色。或者,如在之前的实施例中,可以显示超过一个值或在落入一个范围内的所有剂量。
[0084]通过关于表面来修剪剂量值,表面170上的剂量表现为弯曲的表面块172a和172b (图20)。医生可相对于靶组织视觉地评估该表面块172a,来判断在邻近的组织受到了合理的辐射剂量172b照射时,靶组织是否接收到了神经功能改变的辐射剂量。例如,可以对表面块172a进行评估以判断其是否足够宽来减少被治疗组织中的神经活动。
[0085]此外,在160中,医生可评估表面块172a来判断该表面块172a是否在血液/组织边界面处提供了安全的腔辐射剂量。如果在血液/组织边界面存在任何辐射剂量可能促使增生,或在血管壁内存在任何辐射剂量可能在血管中封堵血液,该放射外科治疗将不能降低高血压。为了这一目的,在162中,医生评估表面块172a是否偏离血液/组织边界面足够远的
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