CN101536006A - 用于患者医疗的治疗计划的设备、方法、计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

提供了用于诸如放疗和化疗之类的不同治疗药征的、对于诸如癌症之类的疾病的个体患者治疗计划的设备、方法、系统、计算机可读程序和使用。本发明的一个新方面是患者的骨髓抑制的程度与每次医疗前测量的未成熟血小板数有关。本发明的一些实施例提供如下优点：允许减少骨髓抑制风险预测中的不确定度水平，由此通过增加对个体患者的放射剂量和/或化疗并同时最小化骨髓抑制风险，使得能够安全地改进治疗效果。

Description

用于患者医疗的治疗计划的设备、方法、计算机可读介质
技术领域
本发明总体上涉及治疗计划，并且更具体地，涉及在患者医疗中使用的治疗药剂的服用的剂量和定时的确定。
背景技术
在癌症的放疗和化疗中，治疗对骨髓及其机能的有害副作用构成了剂量限制因素。骨髓在红血球、白血球和血小板的产生中执行至关重要的机能。红血球是运载氧到所有身体器官和组织的细胞。白血球负责抵抗细菌引起的感染。血小板是在血液中形成血凝块以控制流血和淤伤所需的小的盘状细胞。放疗和化疗常常引起白血球数目的减少，增加了人加重感染的风险。同样，血小板的减少可能影响血液凝结和止血。失去骨髓的最小机能，没有患者能活过较长的一段时间。骨髓抑制是不正常的情形，其特征是骨髓不能产生正常数量的白血球、红血球和血小板，并且如上所述，是放疗和化疗中的有害副作用。因此，虽然更高剂量的化学药剂和/或放射通常具有更好的抗肿瘤作用，但维持骨髓机能的强制要求对可施加的剂量带来了限制。剩余骨髓储备，即，骨髓能够继续工作并从例如放疗和化疗造成的损害恢复的程度，在患者之间有很大的不同。此外，它取决于患者的医疗历史。
在目前的治疗药征(modality)中，必须观察例如放射和/或化学药物的抗肿瘤药剂的服用剂量的宽安全裕度，以便确保避免骨髓失效，即使这意味着对于大部分患者而言显著降低了治疗将实现肿瘤控制的可能性也是如此。因此，改进的治疗计划的设备、方法、计算机可读介质和使用将是有利的。
发明内容
因此，本发明优选地寻求单独或组合地减轻、缓和或消除本领域中的上述缺点中的一个或者多个，并通过提供根据所附权利要求的设备、方法、计算机可读介质和使用来至少解决上述问题。
根据本发明的一个方面，提供了用于患者医疗的医学治疗计划的设备。该设备包括：计数单元，用于获得所述患者的未成熟血小板数；第一计算单元，用于基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及第二计算单元，用于基于所计算的患者的合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
根据本发明的另一方面，提供了用于患者的医疗的医学治疗计划的方法。该方法包括：获得所述患者的未成熟血小板数；基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及基于所计算的患者的合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
根据本发明的再一方面，提供了用于患者医疗的医学治疗计划的计算机可读介质，该计算机可读介质上实现了用于由处理器处理的计算机程序。该计算机程序包括：计数代码段，用于获得所述患者的未成熟血小板数；第一计算代码段，用于基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及第二计算代码段，用于基于所计算的患者的合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
在本发明的又一方面中，提供了根据所附权利要求任一项所述的设备、方法和计算机可读介质的使用用于癌症的医疗。
根据一些实施例的本发明的使用允许减少骨髓抑制的风险预测中的不确定度水平，由此通过对个体患者增加发射剂量和/或化学剂量，使得可以安全地改进治疗效果，同时将骨髓抑制的风险保持为最小。
附图说明
根据以下参照附图对本发明实施例的描述，将清楚和理解本发明能够达到的这些和其他方面、特征和优点，附图中：
图1是根据实施例的设备的框图；
图2是根据实施例的方法的框图；以及
图3是根据实施例的计算机可读介质的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的几个实施例，以让本领域技术人员能够执行本发明。然而，本发明可以不同形式实施，而不应理解为限于这里描述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开彻底和完整，并将本发明的范围完整地传达给本领域技术人员。实施例不限制本发明，而本发明仅仅由所附权利要求限制。另外，在附图所示出的特定实施例的详细说明中使用的术语不是要限制本发明。
本发明根据某些实施例提供用于诸如癌症之类的疾病的不同治疗药征(如放疗和化疗)的个体患者治疗计划的设备、方法、系统、计算机可读介质和使用。一些实施例使得提高了医疗功效、灵活性、成本有效性和患者舒适度。
本发明的一个新方面是患者的骨髓抑制程度与每次医疗前测量的未成熟血小板数有关。在骨髓中，形成红和白血球以及血小板。这些血球和血小板具有的寿命是：红细胞大约120天，血小板大约8-10天。由此，对血液中它们的数目进行计数，反映了骨髓在几天或几周前具有的活度。血球和血小板通常在骨髓中成熟，然而，血液中也存在少量的未成熟血小板和血球，而它们的数量反映了具有小得多的延迟的骨髓活性(viability)。因而，与成熟血小板和血球相比，未成熟血小板和血球代表骨髓机能近得多的度量。白血球数随着免疫响应的结果而剧烈变化，而红血球需要7天来生长，此外可能由于海拔或其他因素而引起数目的改变，从而，未成熟血小板成为骨髓活性的最近度量的最佳选项。
本发明的另一新方面是使用未成熟血小板数来计算骨髓抑制的风险，以计算针对最适合的治疗药剂(多个)和治疗药征(多个)的个体患者剂量计划。
本发明的一些实施例通过使得减少骨髓抑制风险预测的不确定度水平，并由此通过增加对个体患者的放射剂量和/或化学剂量并同时将骨髓抑制的风险保持最小，使得有可能安全地改进治疗效果，而提供了优点。
以下描述关注于可应用于医药成像并且尤其可应用于癌症医疗的治疗计划的本发明实施例。然而，应当理解，本发明不限于此应用，而可应用于许多其他疾病，包括例如自身免疫性疾病的治疗中的免疫抑制。
在一实施例中，根据图1，提供了用于治疗中的医药治疗计划的设备10。该设备包括：计数单元11，用于获取(例如，测量)患者的未成熟血小板数；第一计算单元12，用于根据未成熟血小板数来计算作为使用治疗药征的后果的骨髓抑制风险；第二计算单元13，用于基于骨髓抑制风险，计算在所述治疗中使用的治疗药剂的个体患者剂量计划。
在一个实施例中，治疗药剂是carboplatin(卡铂)，治疗药征是化疗。
在一个实施例中，第一计算单元使用诸如(但不限于)体重、身高、血液参数、以及解剖和/或机能成像数据，结合未成熟血小板数，以计算对于特定治疗药征的骨髓抑制风险。可存储和/或从个体患者数据库取得这些参数。个体患者数据库可以是个体患者日志(journal)的一部分，个体患者日志包含患者医疗历史和有关患者状态的其他信息，如药物、以及由保健人员使用的一般患者状态等。
通过计算骨髓抑制风险，第一计算单元事实上检查利用某一(些)治疗药剂和治疗药征进行医疗的合适性。
在一个实施例中，第一计算单元被配置为基于由未成熟血小板数所反映的骨髓机能的当前水平，检查利用各种治疗药剂的医疗的合适性。此实施例的一个优点是可使用该设备来有助于决定可使用那些治疗药剂以及由此的治疗药征而不会带来骨髓抑制的过度风险。
此实施例的另一优点是，在使用几种治疗药剂的治疗药征中，可提供治疗药剂的最有效组合。
在一个实施例中，所计算的个体患者剂量计划包括治疗药剂(多种)的剂量和/或治疗药剂的服用之间的时间。
在一个实施例中，第二计算单元所计算的个体患者剂量计划还包括有关估计的未成熟血小板数的信息，作为使用该剂量的医疗之后的时间和在剂量计划中计算的治疗药剂的服用间隔时间的函数。
在一个实施例中，该设备还包括重计划单元14，其能够对个体患者剂量计划进行重计划。重计划单元可考虑所计算的个体患者剂量计划的历史。在实践中，这意味着该设备首先计算包含剂量和服用间隔时间的个体患者剂量计划。接着，在服用之间，计数单元获得患者在特定时间点处的未成熟血小板数的新测值。然后，将这个特定时间点处测得的未成熟血小板数与同一时间点处的估算的血小板数进行比较，其中该估算的血小板数包括在个体患者剂量计划中。在一个实施例中，重计划单元考虑两个接连计算的个体患者剂量计划，以修正当前的个体患者剂量计划。
在一个实施例中，除了诸如作为指导医疗的医师的附加信息的标准血液参数的其他监视数据之外，重计划单元还考虑未成熟血小板数的新测值。
在一个实施例中，第一计算单元计算个体患者未成熟血小板数cind与没有骨髓损伤的患者的标准值cst之间的比值re1。然后，比值re1与特定治疗药征的最小可接受值re1，min(x，y)进行比较。如果re1超过re1，min(x，y)，则预测该特定治疗导致的骨髓抑制不危急。具有不同治疗药剂y的不同治疗药征x具有不同的最小比值re1，min(x，y)。此外，较低的比值re1将转换为较低的剂量和较长的服用间隔时间，由此降低骨髓承受的压力并允许较长的恢复时间。例如，如果具有正常血小板前体(precursor)数cst的患者的标准剂量是dst，且标准服用间隔时间是tst，则在re1大于预定阈值re1，min(x，y)的情况下，具有血小板数cind＝re1*cst的个体患者将被认为适合于特定治疗药剂y和治疗药征x。re1，min(x，y)对于每个治疗药征都是特定的。低于re1，min(x，y)的re1意味着与正常健康人相比，骨髓机能降低到使得完全不应施加治疗药征x和药剂y的组合的低水平。这样，合适性检查的一个实现方式是检验re1≥re1，min。如果re1在re1，min(x，y)和1之间，以及扩展到大于1的值，可使用第二计算单元来调整剂量和/或服用间隔时间。
在典型实施例中，在0(针对re1＝re1，min(x，y))和标准剂量(针对re1＝1)之间对剂量进行线性插值。同样地，可在无穷(针对re1＝re1，min(x，y)，表示不再重复服用剂量)和标准间隔(针对re1＝1)之间以逆线性方式来对服用间隔时间进行插值。还可组合剂量和服用间隔时间的修正。此外，应理解，re1表示特定于患者的测值，并且re1＝re1，min(x，y)是特定于治疗的极限。以此方式，第一计算单元可检查几种不同治疗药剂和治疗药征对于每个个体患者的合适性。
在一个实施例中，第一计算单元被配置为对于个体患者，选择具有与re1，min(x，y)相比最高的比值re1的治疗药剂和治疗药征。
然后，第二计算单元利用有关选定治疗药剂和/或治疗药征的信息来计算针对选定治疗药剂的剂量计划。例如，将剂量dind计算为dind＝dst*re1，并将服用间隔时间计算为tind＝tst/re1，，其中tst是标准的剂量服用间隔时间。
在一个实施例中，重计划单元被配置为更新由第二计算单元所使用的规则，以基于作为前一医疗周期的结果的新的未成熟血小板数来计算新的患者剂量计划。此实施例使得设备能够使用基于试验的规则变化，来修改对于新个体患者剂量计划的计算算法。计算个体患者剂量计划的一种方式是基于如下假设：骨髓抑制程度在骨髓健康和骨髓抑制的个体之间具有连续性(continuum)，以及这样的骨髓抑制程度由通过将个体患者的未成熟血小板数除以骨髓健康的人的未成熟血小板数而获得的比值re1来表征。因此，实现由第二计算单元使用的所述规则的一种方式是在re1＝1和参数re1的特定治疗药征的最小可接受水平re1，min之间的范围中，与re1成线性或逆线性地对剂量/服用间隔时间进行插值。实现基于试验的规则变化的一种方式可以是偏离剂量/服用间隔时间的所述线性/逆线性插值。
如果新患者要接受使用根据本发明一些实施例的设备的医疗，第二计算单元将使用包括初始适合于大多数患者的参数估值的参考模型以及患者的未成熟血小板数，以用于计算第一个体患者剂量计划。
在一个实施例中，基于针对特定治疗的测得的未成熟血小板数和预测的未成熟血小板数的比较，更新参考模型中的初始估计参数。更新的参考模型的参数估值更好地描述了平均化的患者，并使得对于特定治疗，为新患者计算更准确的第一个体患者剂量计划。
如果患者已经接受了使用由根据一些实施例的设备所计算的个体患者剂量计划的医疗，则将使用新的未成熟血小板数来更新已有的个体患者剂量计划。
在一个实施例中，治疗药征是非霍奇金淋巴瘤的针对性治疗。
在一个实施例中，第一计算单元被配置为基于个体患者的未成熟血小板数，计算几种治疗药征的骨髓抑制风险，以找到对于个体患者最有效的治疗药征。
在一个实施例中，治疗药剂是
Figure A200780041925D00091
包括冷和热抗CD20针对性治疗药剂。
Figure A200780041925D00092
 and 
Figure A200780041925D00093
二者都是针对于B细胞的CD20受体的单克隆抗体。
Figure A200780041925D00094
简单地通过附连到B细胞的CD20受体而自己激活，而
Figure A200780041925D00101
不仅附连到受体，还携带通过发出beta粒子而提供附加破坏性动作的放射性标记(90Y)。在
Figure A200780041925D00102
治疗中，在
Figure A200780041925D00103
之前适当服用
Figure A200780041925D00104
以便使得非特定绑定位置饱和，并且改善(例如使得更特定)
Figure A200780041925D00105
药剂自身的生物分布。
在此情况下，在实践的实现方式中，基于个体患者的未成熟血小板数的测值，为非霍奇金淋巴瘤的针对性治疗预测非危急的骨髓抑制。然后，第二计算单元计算对于
Figure A200780041925D00106
治疗的个体患者剂量计划，给出服用
Figure A200780041925D00107
和
Figure A200780041925D00108
抗CD20抗体两者的推荐。
在一个实施例中，其中治疗药征x是支气管癌的化疗，治疗药剂y是卡铂，re1，min(x，y)是0.3。由此，如果测得的个体患者血小板数除以正常患者的标准未成熟血小板数高于此值，则个体患者适合于该治疗药征和治疗药剂。
在一个实施例中，其中治疗药征x是非霍奇金淋巴瘤的针对性治疗，治疗药剂y是
Figure A200780041925D00109
re1，min(x，y)是0.5。
在另一实施例中，其中治疗药征是外部放疗，通过引入医疗计划优化中的要求(与骨髓健康的对象的相应剂量限制相关，通过乘以re1减少对于包含非目标区的骨髓的最大允许剂量)，使得剂量计划的优化适应于个体患者的骨髓状态。
在一个实施例中，第一计算单元被配置为选择与re1，min(x，y)相比符合re1的要求的几种治疗药剂和/或治疗药征。组合医疗在某些情况下比仅使用一种治疗药剂的医疗更有效。在此实施例中，第二计算单元可被配置为通过相对于所有使用的治疗药剂的剂量的总效应而对每个治疗药剂加权，来计算每个所使用的治疗药剂的剂量计划。
在一个实施例中，所计算的剂量计划包括有关通过比较而选择的治疗的推荐，以及要服用的总剂量、配比方案和服用的准确方式(如外部放疗的空间分布以及针对性放疗和化疗的服用途径(pathway))的计划。
第一计算单元、第二计算单元和重计划单元可以是正常用来执行所涉及的任务的任何单元，例如硬件，如具有存储器的处理器。处理器可以是任何类型的处理器，如Intel或AMD处理器、CPU、微处理器、可编程智能计算机(PIC)微控制器、数字信号处理器(DSP)等。然而，本发明的范围不限于这些特定处理器。存储器可以是能够存储信息的任何存储器，如随机存取存储器(RAM)，诸如双倍密度RAM(DDR、DDR2)、单倍密度RAM(SDRAM)、静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、视频RAM(VRAM)等。存储器还可以是FLASH存储器，如USB、紧致闪存、智能卡、MMC存储器、记忆棒、SD卡、MiniSD、MicroSD、xD卡、Trans Flash和MicroDrive存储器等。然而，本发明的范围不限于这些特定存储器。
在一个实施例中，第一计算单元是具有软件的计算机，该软件实现根据未成熟血小板数的骨髓抑制风险的模型。
在一个实施例中，设备包括用于执行根据一些实施例的方法的单元。
在一个实施例中，设备包含在如计算断层成像(CT)系统、磁共振成像(MRI)系统、超声成像(US)系统、放疗系统或化疗系统之类的医学工作站或医学系统中。
在一个实施例中，根据图2，提供了用于患者医疗的医学治疗计划的方法。该方法包括：对所述患者的未成熟血小板进行计数21；基于所述未成熟血小板数，计算22所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及基于所计算的患者合适性，计算23至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
在一个实施例中，该方法还包括：通过将新的未成熟血小板数与所述个体患者剂量计划中所包括的估算的未成熟血小板数相比较，重计划24所述个体剂量计划。
在一个实施例中，该方法还包括：基于所述新的未成熟血小板数与所估算的未成熟血小板数的比较，为新患者更新25所述计算个体患者剂量计划。
在一个实施例中，根据图3，提供了用于患者医疗中的医学治疗计划的计算机可读介质30，该计算机可读介质上实现了用于由处理器处理的计算机程序。该计算机程序包括：计数代码段31，用于获得所述患者的未成熟血小板数；第一计算代码段32，用于基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及第二计算代码段33，用于基于所计算的患者合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
在一个实施例中，计算机可读介质还包括重计划代码段34，用于通过将新的未成熟血小板数与所述个体患者剂量计划中所包括的估算的未成熟血小板数相比较，重计划所述个体剂量计划。
在一个实施例中，计算机可读介质还包括更新代码段35，用于基于所述新的未成熟血小板数与所估算的未成熟血小板数的比较，为新患者更新对所述个体患者剂量计划的计算。
在一个实施例中，使用根据任一实施例的设备、方法和计算机可读介质用于癌症医疗。
在一个实施例中，计算机可读介质包括被布置为在由具有计算机处理性能的设备运行时用于执行在一些实施例中定义的所有方法步骤的代码段。
根据本发明的上述实施例的应用和使用是各种各样的，并包括诸如放疗计划的示例领域。然而，本发明的应用清楚地从放疗扩展到化疗和组合治疗。
本发明可按任何适当的形式实现，这些形式包括硬件、软件、固件或它们的任何组合。然而，优选地，本发明实现为在一个或多个数据处理器和/或数字信号处理器上运行的计算机软件。本发明实施例中的元件和部件可按任何适当的方式物理地、功能性地和逻辑地实现。事实上，可以单个单元、多个单元或作为其他功能单元的一部分来实现功能性。这样，本发明可在单个单元中实现，或者可物理地和功能性地分布在不同单元和处理器上。
尽管上文已经参照特定实施例描述了本发明，不是要将本发明限于在此描述的特定形式。相反，本发明仅仅由所附权利要求所限，并且除了上述以外的其他实施例在这些所附权利要求的范围内也是等价可能的，例如，除了上述以外的不同疾病，如自体免疫疾病。
在权利要求中，术语“包括”不排除其他元件或步骤的存在。另外，尽管单独列出，但可通过例如单个单元或处理器来实现多个部件、元件或方法步骤。此外，尽管各个步骤可被包括在不同权利要求中，但有可能有利地组合它们，并且被包括在不同权利要求中不意味着特征的组合是不可行和/或有利的。此外，单数不排除多个。术语“一”、“一种”、“第一”、“第二”等不排除多个。权利要求中的附图标记仅仅被提供来解释例子，而不应被理解为以任何方式限制本发明的范围。

Claims (16)

1、一种用于患者医疗的医学治疗计划的设备(10)，所述设备包括：
计数单元(11)，用于获得所述患者的未成熟血小板数；
第一计算单元(12)，用于基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及
第二计算单元(13)，用于基于所计算的患者合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
2、根据权利要求1的设备，其中所述用于计算所述患者合适性的第一计算单元被布置为基于所述患者的未成熟血小板数与先前获得的、没有骨髓抑制的健康人的未成熟血小板数的比值，来计算所述合适性。
3、根据权利要求1的设备，其中所计算的个体患者剂量计划包括：
所述至少一个治疗药剂的剂量；以及
所述至少一个治疗药剂的服用间隔时间。
4、根据权利要求1或权利要求3的设备，其中所述第二计算单元还被布置为根据所述个体患者剂量计划，估算作为所述患者进行医疗的时间的函数的未成熟血小板数。
5、根据权利要求4的设备，还包括：
重计划单元(14)，被配置为通过比较新的未成熟血小板数与所估算的未成熟血小板，重计划所述个体患者剂量计划。
6、根据权利要求5的设备，其中如果所述新未成熟血小板数高于所估算的未成熟血小板数，则增加所述剂量或减少所述服用间隔时间，反之亦然。
7、根据权利要求5的设备，其中所述重计划单元被配置为基于新未成熟血小板数与所估算的未成熟血小板的比较，更新由所述第二计算单元执行的新个体患者剂量计划的计算。
8、根据权利要求1的设备，其中所述至少一个治疗药征是非霍奇金淋巴瘤的针对性治疗，所述至少一个治疗药剂是Rituximab/90Y-
Figure A200780041925C00021
9、根据权利要求1的设备，其中所述至少一个药征是化疗，所述至少一个治疗药剂是卡铂。
10、根据权利要求1的设备，其中所述第一计算单元被配置为基于所述未成熟血小板数来计算多个治疗药征的骨髓抑制风险，以及基于所计算的风险从所述多个治疗药征中选择治疗药征。
11、根据权利要求1的设备，包括在医学工作站或医学系统中。
12、一种用于患者医疗的医学治疗计划的方法，所述方法包括：
获得所述患者的未成熟血小板数；
基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及
基于所计算的患者合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
13、根据权利要求12的方法，还包括：通过新的未成熟血小板数与所述个体患者剂量计划中所包括的估算的未成熟血小板数相比较，重计划所述个体剂量计划。
14、根据权利要求13的方法，还包括：基于所述新未成熟血小板数与所估算的未成熟血小板数的所述比较，为新患者更新包括适合于计算第一个体患者剂量计划的参数估值的参考模型。
15、一种用于患者医疗的医学治疗计划的计算机可读介质(30)，所述计算机可读介质上实现了用于由处理器处理的计算机程序，所述计算机程序包括：
计数代码段(31)，用于获得所述患者的未成熟血小板数；
第一计算代码段(32)，用于基于所述未成熟血小板数，计算所述患者对于至少一个特定治疗药征的合适性；以及
第二计算代码段(33)，用于基于所计算的患者合适性，计算至少一个治疗药剂的个体患者剂量计划。
16、根据前述权利要求中的任一个的设备、方法和计算机可读介质用于癌症医疗计划的使用。
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