用于管理放射治疗的方法、装置和计算机可读介质与流程

本发明的实施例涉及放射治疗，具体地，本发明的实施例涉及用于管理放射治疗的方法、装置和计算机可读介质。

背景技术：

1、放射治疗用于治疗哺乳动物(例如人和动物)组织中的癌症和其它疾病。在这样的治疗中，通过电离辐射(例如高能x射线、电子、α粒子等)来照射形成肿瘤一部分的细胞，以便破坏或损坏细胞。为了将规定剂量的电离辐射施加到靶位置或靶区域(例如肿瘤)，通常电离辐射也将穿过人体或动物体的健康组织。因此，尽管放射治疗具有照射和损坏靶区域的期望结果，但是也可能具有照射和损坏健康组织的不期望结果。

2、现代放射治疗使用一些技术来减少对健康组织的辐射剂量，从而提供安全的治疗。例如，一种使靶区域周围的健康组织所接收的辐射剂量最小化的方法是从多个不同角度将辐射引向靶区域，例如通过使用旋转台架围绕患者旋转辐射源。在这种治疗模式中，定义了多个束，各个束指向靶区域，但是从台架的不同旋转角度生成。因此，辐射剂量在靶区域中累积，但是在周围的健康组织中不累积到这种程度。应当准确地控制各个辐射束的方向和形状以确保肿瘤接收规定的辐射，并且束的放置应当使到周围健康组织尤其是到关键器官的剂量最小化。

3、治疗计划可以用于控制辐射束参数。传统上，对于各个患者，可以基于临床和剂量测定目标和约束使用优化技术来创建放射治疗计划(“治疗计划”)。例如，肿瘤学家可以定义要施加到靶区域的最小剂量(即，“施加到靶区域的至少剂量x”)以及要施加到健康关键器官和其他周围组织的最大剂量(即，“到该关键器官的至多剂量y”)。另一种剂量测定目标通常可以是使到健康组织的剂量最小化。然后在靶区域及其周围区域的三维图像上运行优化算法，以找到实现剂量测定和临床目标的一组辐射束参数。

4、优化算法的输出、治疗计划定义了一个或多个辐射束及其关联参数。例如，各个辐射束可以由以下参数(除了其他的以外)中的一者或多者定义：

5、-可旋转台架的起始角度，在该起始角度发起辐射束。

6、-可旋转台架的停止角度，在该停止角度停止辐射束。

7、-由一个或多个准直元件限定的辐射束的截面形状。

8、-辐射束的能量。

9、注意，特定辐射束的起始角度和停止角度可以相同或不同。在前一种情况下，辐射束可以被称为“停止和发射”，即，当台架静止时，从单个角度递送辐射束。在后一种情况下，在台架从起始角度旋转到停止角度时递送辐射束，从而限定弧形。在这种情况下，辐射束的截面形状在整个弧形上可以是相同的，或者其可以随着台架旋转而改变，例如，以从不同角度对应于靶区域的截面。

10、治疗计划被输出到放射治疗系统以便递送到患者。典型地，各个治疗计划将定义从台架的不同旋转角度递送的多个束。这些束以治疗计划所定义的顺序来顺序地递送。

技术实现思路

1、放射治疗系统和放射治疗的一个关键性能指示通常是在给定时间段内可以有效治疗的患者的数量。这种功效有两个互补的方面。一个方面是治疗本身的功效。如果放射治疗在所有病例中100％成功，负面副作用为零，则这显然是支持使用这种治疗的有力因素。另一方面是各个治疗所花费的时间量。如果给定的治疗可以相对快速地完成，则可以治疗更多的患者并且接受放射治疗的益处。本发明的实施例寻求解决后一方面，并且特别地提供减少向患者实施给定治疗所花费的时间量的方法、系统和计算机可读介质。

2、根据第一方面，提供了一种由用于放射治疗系统的管理装置执行的方法，该放射治疗系统包括安装在可旋转台架上的治疗辐射源。该方法包括：从治疗计划装置接收用于由放射治疗系统递送的治疗计划，治疗计划指定要由治疗辐射源生成的多个束，其中，各个束与可旋转台架的第一角度和第二角度相关联，其中，束以第一角度和第二角度中的一者发起，并且以第一角度和第二角度中的另一者终止；将优化算法应用于多个束，优化算法将多个束布置为使得在递送治疗计划时可旋转台架在束之间的旋转的总量被最小化的顺序；以及将顺序化的多个束输出到放射治疗系统以便实施。

3、还提供了一种用于执行根据第一方面的方法的装置。例如，本发明提供了一种管理装置，其被配置为执行根据第一方面的方法。在另一示例中，管理装置包括处理电路和存储指令的非瞬态计算机可读介质，指令在由处理电路执行时使得管理装置：从治疗计划装置接收用于由包括安装在可旋转台架上的治疗辐射源的放射治疗系统递送的治疗计划，治疗计划指定要由治疗辐射源生成的多个束，其中，各个束与可旋转台架的第一角度和第二角度相关联，其中，束以第一角度和第二角度中的一者发起，并且以第一角度和第二角度中的另一者终止；将优化算法应用于多个束，优化算法将多个束布置为使得在递送治疗计划时可旋转台架在束之间的旋转的总量被最小化的顺序；以及将顺序化的多个束输出到放射治疗系统以便实施。

4、在另一方面，一种非瞬态计算机可读介质存储指令，指令在由处理电路执行时使得处理电路：从治疗计划装置接收用于由包括安装在可旋转台架上的治疗辐射源的放射治疗系统递送的治疗计划，治疗计划指定要由治疗辐射源生成的多个束，其中，各个束与可旋转台架的第一角度和第二角度相关联，其中，束以第一角度和第二角度中的一者发起，并且以第一角度和第二角度中的另一者终止；将优化算法应用于多个束，优化算法将多个束布置为使得在递送治疗计划时可旋转台架在束之间的旋转的总量被最小化的顺序；以及将顺序化的多个束输出到放射治疗系统以便实施。

技术特征：

1.一种由用于放射治疗系统的管理装置执行的方法，所述放射治疗系统包括安装在可旋转台架上的治疗辐射源，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述优化算法还指定针对各个束的所述第一角度与所述第二角度之间的旋转方向。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个束以一定顺序布置，在所述一定顺序中，考虑到来自由所述放射治疗装置递送的紧接的前一治疗计划的所述可旋转台架的最终旋转角度，减少在递送所述治疗计划时所述可旋转台架在束之间旋转的总量。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述优化算法包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述步骤b包括对于所述中间顺序中的各个可能位置处的所述后续束计算所述可旋转台架的旋转总量，并且将所述后续束放置在所述中间顺序中的具有所述可旋转台架在根据所述中间顺序的束之间的最小旋转总量的位置处。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，所述步骤b包括对于放置在所述中间顺序中的各个可能位置以及所述第一角度与所述第二角度之间的各个方向上的所述后续束计算所述可旋转台架的旋转总量，并且将所述后续束放置在具有所述可旋转台架在根据所述中间顺序的束之间的最小旋转总量的所述中间顺序中的位置处和旋转方向上。

7.根据从属于权利要求2的权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述步骤b包括将来自所述多个束中的剩余束的后续束放置到所述中间顺序中，使得考虑到来自由所述放射治疗装置递送的紧接的前一治疗期的所述可旋转台架的最终旋转角度，所述可旋转台架在所述中间顺序中的束之间的所述旋转总量被最小化。

8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法，其中，所述步骤b包括将来自所述多个束中的剩余束的后续束放置到所述中间顺序中，使得考虑到所述可旋转台架的成像位置，所述可旋转台架在所述中间顺序中的束之间的所述旋转总量被最小化。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述优化算法包括针对所述多个束的各个可能顺序计算所述可旋转台架在束之间的旋转总量，并且选择具有所述可旋转台架在束之间的最小旋转总量的顺序。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，针对所述多个束中的第一束的所述第一角度不同于所述第一束的所述第二角度。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，针对所述多个束中的各个束的相应的第一角度不同于相应的第二角度。

12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，所述多个束中的第二束的所述第一角度与所述第二束的所述第二角度相同。

13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法是在所述放射治疗系统对所述治疗计划的运行时执行的。

14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述治疗计划装置与所述管理装置协同定位。

15.一种用于放射治疗系统的管理装置，包括处理电路和存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令在由所述处理电路执行时使得所述管理装置：

16.一种存储指令的非瞬态计算机可读介质，所述指令在由处理电路执行时，使得所述处理电路：

技术总结
公开了一种由用于放射治疗系统的管理装置执行的方法，该放射治疗系统包括安装在可旋转台架上的治疗辐射源。该方法包括：从治疗计划装置接收用于由放射治疗系统递送的治疗计划，治疗计划指定要由治疗辐射源生成的多个束，其中，各个束与可旋转台架的第一角度和第二角度相关联，其中，束以第一角度和第二角度中的一者发起，并且以第一角度和第二角度中的另一者终止；将优化算法应用于多个束，优化算法将多个束布置为使得在递送治疗计划时可旋转台架在束之间的旋转的总量被最小化的顺序；以及将顺序化的多个束输出到放射治疗系统以便实施。

技术研发人员：卡特琳·霍尔姆斯,盖瑞·克拉克
受保护的技术使用者：伊利克塔有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14