CN102939607A - 针对放射治疗处置规划的同时多模态逆向优化 - Google Patents

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Abstract

在执行多模态放射治疗规划时，优化器（36）同时优化组合的处置规划，该组合的处置规划采用分别生成用于处置患者（34）内的感兴趣体积（18）的光子射束和离子射束的强度调制放射治疗（IMRT）设备（30）和强度调制质子治疗（IMPT）。模拟器（40）根据优化参数迭代地生成模拟模型（44）的多个变型，所述优化器（36）变化所述优化参数，直到所述模拟模型（44）满足用户输入的处置目标标准（48）（例如，最大剂量、剂量布置等）。

Description

针对放射治疗处置规划的同时多模态逆向优化
本申请在多模态放射治疗规划优化过程和系统中尤其有用。然而，将意识到，所描述的（一项或多项）技术也可在其他类型的治疗规划系统中、其他治疗规划系统中和/或其他医学应用中得到应用。
用于外部射束放射治疗的优化算法已存在了一定时间。然而，全世界的癌症治疗中心都在可以提供更多类型的辐射模态时将它们并入到规划过程中。例如，处置场所可以将基于质子和光子的外部射束治疗组合到针对癌症患者的单个处方中。这样的组合治疗针对每一类型的模态使用分别的算法用于优化给予患者的剂量。这些算法固有地确定次优方案，因为该优化方式并不同时包括所有治疗类型。
在传统逆向规划算法中，软件尝试建立一组辐射束形状和权重以满足用户定义的目标。这些目标可包括到达靶癌症位点和/或周围组织的最小剂量、最大剂量、均一剂量等。这些算法一次仅使用一个处置模态，其中光子是最广泛使用的类型。从逆向、强度调制治疗的开始和临床应用起，更多的癌症中心已经开始使用不同处置模态。这些可包括光子治疗、电子治疗、质子治疗、离子治疗等。
目前，已有递送辐射光子的辐射治疗设备和递送离子，例如质子，的其他辐射治疗设备。每个都有其自己的优点和不足。例如，离子可以聚焦到特定深度，具有更高的肿瘤杀伤力并且可以精确地瞄准。光子具有更广的分布并且针对辐照较大区域，例如分布的肿瘤、肿瘤边缘处的外围区域等，特别有价值。尽管针对每种都有剂量优化程序，但是这些程序仅优化这些模态中的一种的剂量。
在便于针对多模态辐射治疗规划等使用单个组合优化技术，从而克服以上提及的不足的系统和方法的领域中，存在一种未解决的需要。
根据一个方面，一种便于优化采用光子射束辐射处置和离子射束辐射处置两者的多模态辐射治疗规划的系统，包括输入图形用户界面（GUI），所述输入图形用户界面包括在其上向用户呈现与一个或多个辐射处置规划模拟模型相关的用户信息的显示器。所述系统还包括优化器，所述优化器通过在模拟期间迭代地调整针对光子治疗设备和离子治疗设备中的每个的多个优化参数，而同时优化一个或多个模拟模型中的来自光子治疗设备和离子治疗设备的剂量递送。额外地，所述系统包括模拟器，所述模拟器根据优化参数生成一个或多个模拟模型。
根据另一方面，一种优化采用光子射束辐射处置和离子射束辐射处置两者的多模态辐射治疗规划的方法，包括通过在模拟期间迭代地调整针对光子治疗设备和离子治疗设备中的每个的多个优化参数，而同时优化一个或多个模拟模型中的来自光子治疗设备和离子治疗设备的剂量递送。所述方法还包括根据优化参数生成一个或多个模拟模型。
根据另一方面，一种便于同时优化多模态治疗处置规划的多个模式的系统，包括生成用于处置患者内的感兴趣体积的第一射束的第一治疗设备，以及生成用于处置患者内的感兴趣体积的第二射束的第二治疗设备。所述系统还包括：优化器，所述优化器评价一个或多个辐射处置目标标准并且调整与第一射束和第二射束相关联的一个或多个优化参数，以实现一个或多个辐射处置目标标准；以及模拟器，其基于所调整的优化参数生成多个模拟模型。所述优化器从所述多个模拟模型中识别最优模拟模型，并且向控制器提供最优模型，以使用所述第一治疗设备和所述第二治疗设备来运行所述最优模型。
一个优点是使到达患者的辐射剂量最小化。
另一优点在于改善的剂量递送精度。
本领域普通技术人员通过阅读和理解以下详细描述将要理解本创新的仍进一步优点。
附图仅出于图示各方面的目的并且不应被理解为限制。
图1图示了根据本文中所描述的各方面的便于多模态放射治疗优化的系统。
图2图示了一种被动散射质子递送装置。
图3图示了可以用于IMPT和IMRT剂量递送的点扫描辐射递送装置。
图4图示了根据本文中所描述的一个或多个方面的同时优化多模态放射治疗规划的方法，该多模态放射治疗规划用于使用IMRT和IMPT设备辐照患者内的感兴趣体积。
所描述的创新涉及优化光子和诸如质子的离子的递送的单个优化例程。这便于使用光子和离子的组合的肿瘤处置。所述优化是迭代过程，其中将用于优化光子剂量的各种因素或参数以及用于优化离子剂量的各种因素或参数进行组合，并且具有光子和离子处置的特性和优点的差异。以这种方式，在单个优化过程中生成最优的组合的光子和离子处置规划。
图1图示了根据本文中所描述的各方面的，便于多模态放射治疗优化的系统10。在传统优化技术中，如果用户期望组合治疗，他/她过去必须分别基于每个模态创建规划，并且被迫一次仅优化或者规划仅一个递送选择，与该传统优化技术相比，图1的系统便于同时的优化，其中，用户可以将多个放射治疗模态并入到一个组合的优化问题中。因而，可以在优化一种源递送的剂量期间可以优化和并入另一种源递送的剂量。
因此，系统10包括系统处理器12和系统存储器14，处理器执行且存储器存储，计算机可执行指令，用于执行本文中所描述的各种功能和/或方法。控制程序被存储在非暂时性计算机可读介质或存储器14上，例如磁盘、硬盘驱动等。计算机可读介质的其他常见形式包括，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带或者任何其他磁性存储介质，CD-ROM、DVD或任何其他光学介质，RAM、ROM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、它们的变型，其他存储芯片或盒式磁盘，或者处理器12可以通过其读取和运行的任何其他有形介质。在这一背景下，系统10可以实现在或实现为一个或多个通用计算机、（一个或多个）特殊用途计算机、编程微处理器或微控制器以及外围集成电路元件、ASIC或其他集成电路、数字信号处理器、硬接线电子器件或逻辑电路例如分立元件电路、可编程逻辑设备例如PLD、PLA、FPGA、图形卡CPU（GPU）或PAL等。
系统处理器12被耦合到图形用户界面（GUI）16（例如，工作站等），所述图形用户界面包括：显示器18，在其上将向用户呈现信息；输入设备20（例如，键盘、鼠标、指示笔、麦克风等），通过其用户将信息输入到系统中；本地存储器22（例如，用于缓存经由显示器呈现给用户的数据）以及GUI处理器24（例如，用于经由显示器向用户显示信息，经由输入设备接收输入，与系统处理器通信等）。
系统处理器12也被耦合到控制多模态辐射治疗模块28的控制器26，所述多模态辐射治疗模块28包括用于光子治疗的强度调制放射治疗（IMRT）设备30和用于质子或离子（例如，氢离子、碳离子等）治疗的强度调制质子治疗（IMPT）设备32。所述IMRT在一个实施例中包括具有多叶准直器B和快门C的X射线管A，所述X射线管被装配在能旋转的机架上以从能选择的角度辐照患者34。所述IMPT在一个实施例中包括线性加速器D，所述线性加速器被装配在能旋转的机架上以从能选择的角度辐照患者。在一个实施例中，所述IMRT和所述IMPT共享共用机架E。这使得能够同时地、顺序地或交替地递送所述IMRT和所述IMPT处置。在另一实施例中，所述IMRT和IMPT位于分别的机架上。在其他实施例是利用本文中所描述的组合的规划和优化的分别的系统时，针对顺序的或交替的处置，患者在机架之间运动。在另一实施例中，所述质子处置通过“固定”管口技术等递送。
将要理解，尽管本文中所描述的系统和方法涉及强度调制的光子和离子治疗设备，但是可以结合本文中介绍的各方面和特征而采用其他优化过程。例如，在一个实施例中，离子和光子治疗设备中的一个或两者可以是体积调制的（例如，体积调制弧形治疗或VMAT设备）。
所述IMRT和IMPT被用于使用组合的或双辐射处置规划来处置患者34。为此，优化器模块或算法36被存储在系统存储器14上并被系统处理器12运行以根据一个或多个优化参数38优化IMRT和IMPT两者的剂量。所述优化参数可包括但不限于射束递送参数、射束轨迹、剂量递送、到达患者体内靶体积的距离、射束强度、每单位时间剂量、靶上的射束布置、机器特性、剂量计算算法、感兴趣体积和/或患者的轮廓等等。
在一个实施例中，优化器36采用针对强度调制放射治疗的逆向规划算法，如McNutt等人在美国专利号6,735,277中所描述。在另一实施例中，优化器36采用针对强度调制放射治疗的逆向规划算法，如Luo等人在美国专利号6,882,702中所描述。然而，所述McNutt和Luo的专利仅处理IMRT优化，而所述优化器36执行同时考虑使用IMRT的光子剂量以及使用IMPT的质子或离子剂量两者的逆向优化。也就是，所述优化器考虑与优化IMRT和IMPT两者剂量递送相关联的所有变量和参数，并且在单个优化事件期间同时做这件事而非独立地优化光子治疗和离子治疗。
模拟器模块或算法40存储在系统存储器中并且由系统处理器运行以根据所述优化参数生成模拟数据42，并且模拟数据被用来开发包括多个模拟图像的一个或多个模拟模型44，所述模拟图像可以由用户在显示器18上查看。所述优化器迭代地调整一个或多个优化参数以调整所述模拟，直到识别最优组合治疗。所述最优组合治疗是根据所述最优模拟是否满足用户指定（例如，到患者和/或健康组织的总剂量最小化、时间限制、到达靶的最大剂量递送等）的特定处置目标标准48（例如，靶中心的最大剂量、遍及靶的均一剂量等）来确定的。在另一实施例中，优化器例如根据以下来识别预定处置目标标准：一个或多个患者参数和/或与患者、感兴趣区域相关联的信息等。额外地，也可由系统处理器（例如，通过运行模拟器40）在整个患者以及特定区域生成剂量体积直方图（DVH）49。
在一个实施例中，系统10包括扫描患者以采集患者内的感兴趣区域或靶的扫描数据的CT或其他诊断扫描器50。在另一实施例中，所述扫描器50是磁共振成像（MRI）设备。所采集的数据由重建处理器52重建为存储在系统存储器14中的诊断图像数据54。分割所述诊断图像数据以识别将要被处置的例如肿瘤的（一个或多个）靶、以及将要避开的敏感组织和例如骨的致密组织的定位、尺寸、形状等，该致密组织可能例如通过在辐射或离子到达靶之前吸收辐射或离子而不利地影响剂量递送。基于识别靶或感兴趣区域的所分割的CT图像（或其他诊断图像），用户输入（或者系统确定）处置目标信息48（例如，最小剂量、最大剂量、在给定区域内允许的剂量等）并且在模拟器模拟射束起始点、强度、深度、形状或截面、覆盖区域等以生成处置模拟模型的同时优化器36迭代地调整优化参数。一旦识别了优化的模拟模型（例如，具有最小辐射剂量），经由显示器18将其呈现给用户用于任选地进一步适配和调整（例如，通过手动调整优化参数等）。
根据一个范例，优化器模块36使用试错的方法调整IMRT设备30的覆盖区域、剂量、递送参数等以及IMPT设备32的相似参数和射束穿透深度以满足处置目标标准。给定用户指定的处置目标后，优化器从优化器模块36的运行期间所生成的多个模拟模型中识别最优模拟模型。
例如，可以根据将要处置的靶体积的尺寸、形状和/或位置来针对IMPT剂量而对IMRT剂量进行加权。在一个实施例中，优化器在期望广的但是具有较弱的覆盖的靶区域中选择IMRT处置，而在期望更准确和更强的覆盖处选择IMPT处置。例如，优化器可以建议应用来自IMPT设备的质子或离子射束来辐照患者内的肿瘤，同时应用来自IMRT设备的光子射束来辐照肿瘤附近的扩散。IMRT也辐照肿瘤，导致IMPT剂量被相应地调整。IMPT射束的穿透统计指示其将部分地处置扩散区域的部分，导致IMRT剂量分布被调整。
根据另一范例，用户输入总的允许的辐射剂量作为处置目标标准，并且优化器通过优化光子处置计划、从总的或最大允许剂量中减去光子辐射量以确定最大离子辐射剂量、然后优化离子处置规划以符合最大允许离子剂量，来确定在每个被处置区域中将采用的离子与光子辐射的比例。由于同样剂量的离子辐射处置通常比光子处置更具生物有害性，因而可能在计算总剂量的光子和离子组成时可对质子剂量加权（例如，离子剂量可以乘以1.1左右的系数并且加入到光子剂量中以得到生物学等价剂量）。
将要理解，每一放射治疗射束可表示不同的模态或模态的组合。多模态放射治疗优化算法36在一个实施例中还并入辐射类型的相对生物学效率以及例如组织运动、设置错误的不确定性和图像到密度或图像到停止功率转换的不确定性。计算每种射束类型的剂量并在优化过程期间同时将其并入。处置规划系统10因而能够计算使用多个辐射源（例如，光子、电子、近距离放射治疗、质子等）的辐射剂量。由于软件的独特性质，用户能够执行使用传统技术无法完成的治疗优化和模拟。
继续参考图1，图2图示了被动散射质子递送装置100。质子剂量通常是几层质子能量的和，它们均是对辐射设备特性具有特异性的。辐射源102在宽的带内发射质子射束104，并且质子射束穿过补偿器106。经补偿的质子射束108进入患者的身体110中以辐照肿瘤或其他感兴趣组织112。如果存在紧要结构114（例如，器官、骨或要避开的其他组织），那么在补偿器和患者之间定位屏蔽或类似物116以最小化到达紧要结构的辐射剂量。
质子射束被设置在预定深度，通常恰在感兴趣体积112的底部之下。归因于质子射束被动散射递送的性质，在患者表面附近的患者的区域118中收到相对较少的辐射剂量。随着射束穿透更深进入区域120，辐射剂量增加。在逼近质子射束的最大深度的区域122中，辐射剂量是最大的。然而，由于被动散射方法中的质子射束穿过太多的患者组织，因此为了实现靶或感兴趣体积处的期望的最小剂量，可能会递送不希望的高的辐射剂量给患者。因而，可能期望采用更聚焦的离子或质子射束。也就是，尽管被动散射法可以采用补偿器来补偿射束在被辐射的区域的远端处的形状、患者上的进入轮廓的形状以及组织的不均一性，但是它未允许近侧一致性。此外，射束的散射可以导致热点和冷点（高辐射或低辐射区域）。
继续参考图1和图2，图3图示了可用于IMPT和IMRT剂量递送的点扫描辐射递送装置150。针对IMPT剂量递送，处置规划系统10执行优化，该优化与针对光子放射治疗优化的IMRT相似并且与其同时。也就是，优化器36将IMRT和IMPT优化组合为单个更复杂的问题来解决，并且模拟器运行多次模拟直到找到最优方案。所述最优方案根据用户输入的目标（例如，到达周围组织的最小剂量、到达靶的最大剂量、处置的最大持续时间等）来确定。例如，如果肿瘤定位于临近器官或其他紧要结构，那么用户可以指定在器官的1cm内允许最大辐射剂量（例如，50格雷），而在1cm之外允许更高的剂量。在这种情况下，优化器可确定表示最优方案的模拟模型包括在1cm的边界内使用光子射束（或者光子和离子射束剂量的组合）辐照肿瘤，并且使用离子射束（或者与施加到边界内的相比具有较高的离子射束组成的光子和离子射束递送剂量的组合）辐照边界外部的肿瘤。
在图3的这一装置中，辐射源152在IMPT的情况下向在患者160内遍及感兴趣体积158定义的多个预定感兴趣区域156（例如，体素、球体等）递送聚焦离子射束154，或者称为“笔形”射束。在另一实施例中，使用蒙特卡罗模拟技术对所述离子射束（和/或所述光子射束）进行建模或模拟。离子射束以一间隔被重定向，使得所有感兴趣区域被辐照，每次一个分区。最接近患者表面的区域162接收使用被动散射技术将会接收的较少的辐射，而围绕感兴趣体积的区域164接收到足够高的辐射剂量以破坏感兴趣体积内的癌细胞。由于射束是聚焦的，故可以避开任何紧要结构166。以这种方式，去除了补偿散射并且改善了近侧一致性。
可以聚焦光子射束或为其确定形状以辐照通过对象的选定路径。通过从不同方向辐照靶，递送到靶的累积剂量相对较高并且递送到其他组织的剂量相对较低。
在一个实施例中，将预定量的IMPT剂量递送到内部感兴趣区域并且较小量的IMPT剂量递送到表面感兴趣区域，并且随后或者在其之前为通过靶且紧邻组织的IMRT剂量。
在另一实施例中，运行图1的优化器36以根据由用户输入的辐射治疗目标同时优化IMRT和IMPT剂量、递送持续时间、射束深度、射束宽度或截面、（一个或多个）射束靶（例如，将要被IMRT和IMPT射束中的一个或两者瞄准的感兴趣区域156）等。例如，优化器36尝试调整单个剂量“点”（即，感兴趣区域156）的权重和位置以实现用户输入的期望结果。
例如，用户可能希望定义到达靶的均一剂量并定义到达正常组织的最大允许剂量。优化器36确定机器可以怎样以及在何处将剂量布置在患者内的感兴趣区域（例如，体素），剂量以何种分辨率被从所有方向递送到那些分区，以及每一分区的权重，以实现期望的结果。
在另一范例中，可以针对例如脊柱或前列腺的特定组织使用IMPT，因为它的深度比光子射束容易控制得多。然后可以为深度控制不那么重要或者期望较少辐射剂量的邻近或周围组织使用IMRT。
IMRT和IMPT的原理是类似的，但是递送各自的光子和离子剂量的方法可能不同。因而，针对每一递送类型的剂量计算和优化的优化算法考虑每一模态的固有限制和特性。优化器36因而考虑来自光子设备和质子设备的所有可能的递送限制，并且因而精确地表示现实世界中的问题。用户可以实时地调整他们想要满足的目标的重要性、类型及数量。在一些情况下，用户可能希望有分配给不同模态的不同目标，例如，用户希望利用一种模态来辐照一个靶优于另一个靶的情况。用户能够经由剂量显示（例如，在显示器18上）实时地可视化优化过程的结果。
质子每行进一厘米比光子递送更多的能量，并且这一能量损失在整个质子射束的范围内不是恒定的。因此，优化器在相对生物学有效性（RBE）中考虑这种变化。从质子射束递送的剂量可能小于光子射束并且仍提供相同的破坏结果。例如，如果确定可以通过光子以相当于100格雷的剂量杀死肿瘤，那么通过质子射束使用90格雷的剂量就可获得相同的结果。
此外，考虑到在患者的设置中的不确定性和可能出现在质子射束路径内的组织的变化，质子射束倾向于较大的误差范围。优化器也考虑这些因素。目前，使用点扫描技术来完成IMPT，该点扫描技术以类似于阴极射线管电视工作的方式扫描剂量。在一个实施例中，质子剂量通过使用多叶准直器或类似物来调制，类似于当今光子调制的方式，并且在IMRT和IMPT剂量递送的组合优化期间优化器考虑准直。
图4图示了根据本文中所描述的一个或多个方面的同时优化多模态放射治疗规划的方法，该多模态放射治疗规划使用IMRT和IMPT设备辐照患者内的感兴趣体积。在200，接收辐射处置目标标准（例如，最大剂量、最小剂量等）。在202，通过迭代地调整多个优化参数（例如，射束强度、射束截面、射束深度、处置持续时间等）同时优化离子和光子辐射处置规划，以实现指定目标标准。在一个实施例中，为组合处置规划的光子（IMRT）和质子（IMPT）辐射组成分配不同的目标标准。在204，模拟处置规划的多个版本。任选地，将所模拟的规划在显示器上呈现给用户。在206，模拟最优组合处置规划（例如，以最小剂量满足目标标准等）。
已参考几个实施例描述了本创新。他人通过阅读和理解先前的详细描述可以进行修改和变更。目的是，本创新被理解为包括所有这样的修改和变更，只要它们落在所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (24)

1.一种便于对采用光子射束辐射处置和离子射束辐射处置两者的多模态辐射治疗规划进行优化的系统（10），包括：
输入图形用户界面（GUI）（16），包括：
显示器（18），在其上向用户呈现与一个或多个辐射处置规划模拟
模型（44）相关的信息；
优化器（36），其通过在模拟期间迭代地调整针对光子治疗设备（30）和离子治疗设备（32）中的每个的多个优化参数（38），而同时优化一个或多个模拟模型（44）中的来自所述光子治疗设备（30）和所述离子治疗设备（32）的剂量递送；以及
模拟器（40），其根据所述优化参数（38）生成所述一个或多个模拟模型（44）。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述优化器（36）识别满足预定义辐射处置目标标准（48）的最优模拟模型（44）。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的系统，还包括：
诊断扫描器，其采集将要使用组合的光子和离子辐射处置进行处置的患者（34）内的感兴趣体积（112）的图像数据；以及
重建处理器（52），其将所采集的图像数据重建为一个或多个图像（54），所述模拟器（40）使用所述一个或多个图像来识别所述患者（34）的轮廓和将要处置的所述感兴趣体积（158）。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其中，所述离子治疗设备发射氢离子射束、质子射束、碳离子射束或其他离子射束中的一种。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中，所述最优模拟模型（44）表示破坏所述感兴趣体积（158）且相对于其他模拟模型具有所述感兴趣体积外的最小组合辐射剂量的组合的光子和离子处置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中，所述最优模拟模型在所述显示器上呈现给所述用户。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，还包括系统处理器（12），所述系统处理器生成在所述显示器（18）上呈现给所述用户的一个或多个剂量体积直方图（DVH）（49）。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其中，所述光子射束和所述离子射束是笔形射束和蒙特卡罗建模射束中的一个，并且其中，所述一个或多个模拟模型（44）包括覆盖整个感兴趣体积（158）的多个感兴趣区域（156）。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其中，所述优化参数包括以下中的一个或多个：
射束轨迹；
剂量递送；
到所述感兴趣体积的距离；
射束强度；
每单位时间的剂量；
所述感兴趣体积上或其内的射束布置；
机器特性；
生物学效率；以及
所述感兴趣体积或患者的轮廓。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的系统，还包括输入设备（20），用户经由所述输入设备输入针对辐射处置规划的辐射处置目标标准（48）。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的系统，其中，符合以下中的至少一项：
所述光子治疗设备是强度调制放射治疗（IMRT）设备并且所述离子治疗设备是体积调制弧形治疗（VMAT）设备；
所述光子治疗设备是VMAT设备并且所述离子治疗设备是强度调制质子治疗（IMPT）设备；
所述光子治疗设备是IMRT设备并且所述离子治疗设备是IMPT设备；以及
所述光子治疗设备是用于光子治疗的VMAT设备并且所述离子治疗设备是用于离子治疗的VMAT设备。
12.一种对采用光子射束辐射处置和离子射束辐射处置两者的多模态辐射治疗规划进行优化的方法，包括：
通过在模拟期间迭代地调整针对光子治疗设备（30）和离子治疗设备（32）中的每个的多个优化参数（38），而同时优化一个或多个模拟模型（44）中的来自所述光子治疗设备（30）和所述离子治疗设备（32）的剂量递送；以及
根据所述优化参数（38）生成所述一个或多个模拟模型（44）。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：
识别满足预定义辐射处置目标标准（48）的最优模拟模型（44）。
14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，还包括：
经由断层摄影扫描器和磁共振扫描器中的至少一个，采集将要使用组合的光子和离子辐射处置进行处置的患者（14）内的感兴趣体积（112）的图像数据；以及
将所采集的图像数据重建为一个或多个体积图像（54），在生成所述模拟模型（44）期间采用所述一个或多个体积图像（54）来识别所述患者（34）的轮廓和将要处置的所述感兴趣体积（158）。
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其中，所述离子治疗设备发射氢离子射束、质子射束、碳离子射束或其他离子射束中的一种。
16.根据权利要求12-15中任一项所述的方法，其中，所述最优模拟模型（44）表示辐照所述感兴趣体积（158）且相对于其他模拟模型具有对所述感兴趣体积外的组织的最小组合辐射剂量的组合的光子和离子处置。
17.根据权利要求12-16中任一项所述的方法，还包括生成在所述显示器（18）上呈现给所述用户的一个或多个剂量体积直方图（DVH）（49）。
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个模拟模型（44）包括覆盖整个感兴趣体积（158）的多个感兴趣区域（156）。
19.根据权利要求12-18中任一项所述的方法，其中，所述优化参数包括以下中的一个或多个：
射束轨迹；
剂量递送；
到所述感兴趣体积的距离；
射束强度；
每单位时间的剂量；
所述感兴趣体积上或其内的射束布置；
机器特性；
生物学效率；以及
所述感兴趣体积或患者的轮廓。
20.一种被配置为运行用于执行根据权利要求12-19中任一项所述的方法的计算机可执行指令的处理器（12）。
21.一种计算机可读介质，其承载控制处理器以执行根据权利要求12-20中任一项所述的方法的计算机指令。
22.根据权利要求13-21所述的方法，还包括接收描述针对辐射处置规划的预定义辐射处置目标标准（48）的用户输入。
23.根据权利要求12-22中任一项所述的方法，其中，符合以下的至少一项：
所述光子治疗设备是强度调制放射治疗（IMRT）设备并且所述离子治疗设备是用于离子治疗的体积调制弧形治疗（VMAT）设备；
所述光子治疗设备是用于光子治疗的VMAT设备并且所述离子治疗设备是强度调制质子治疗（IMPT）设备；
所述光子治疗设备是IMRT设备并且所述离子治疗设备是IMPT设备；以及
所述光子治疗设备是用于光子治疗的VMAT设备并且所述离子治疗设备是用于离子治疗的VMAT设备。
24.一种用于同时优化多模态治疗处置规划的多种模式的系统，包括：
第一治疗设备（30），其生成用于处置患者（34）内的感兴趣体积（18）的第一治疗射束；
第二治疗设备（32），其生成用于处置所述患者（34）内的所述感兴趣体积（18）第二射束；
优化器（36），其评价一个或多个辐射处置目标标准（48）并且调整与第一射束和第二射束相关联的一个或多个优化参数以实现所述一个或多个辐射处置目标标准（48）；
模拟器（40），其基于所调整的优化参数生成多个模拟模型（44）；
其中，所述优化器从所述多个模拟模型（44）中识别最优模拟模型并且向控制器（26）提供所述最优模型以用于使用所述第一治疗设备（30）和所述第二治疗设备（32）来运行。
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