CN115917666A - 便于生成可递送治疗放射处理计划的方法和装置 - Google Patents

Abstract

在多标准优化工作空间的上下文中，控制电路向用户提供修改(202)放射处理计划优化目的值的机会，其中优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者。然后，这些教导提供控制电路，该控制电路接收来自用户的输入，该输入包括对这些优化目的值中的至少一者的改变(206)。通过一种方法，控制电路首先访问临床目标的优先级列表，并根据临床目标的优先级列表自动生成优化目的。然后，控制电路根据自动生成的优化目的生成种子优化放射处理计划，并且随后通过改变自动生成的优化目的来生成不同放射处理计划的集合，从而表征用于多标准优化工作空间的折衷探索空间。

Description

便于生成可递送治疗放射处理计划的方法和装置

技术领域

这些教导总体上涉及根据放射处理计划利用放射处理患者的计划靶标体积，并且更具体地涉及生成针对该患者的放射处理计划。

背景技术

使用放射来处理医疗病症包括现有技术努力的已知领域。例如，放射疗法包括用于减少或消除不想要的肿瘤的许多处理计划的重要部件。遗憾的是，施加的放射并不固有地辨别不想要的材料和相邻的组织、器官等，该相邻的组织、器官等对于患者的持续生存是期望的或甚至是关键的。结果，放射一般以小心施用的方式施加，以至少试图将放射约束到给定的靶标体积。所谓的放射处理计划常常用于前述方面。

放射处理计划通常包括在多个顺序场中的每个顺序场期间的多种处理平台参数中的每种处理平台参数的指定值。常常通过所谓的优化过程来生成用于放射处理会话的处理计划。如本文所使用的，“优化”将被理解为是指改进候选处理计划，而不一定确保优化的结果实际上是单一的最佳解决方案。这样的优化常常包括自动调整一个或多个处理参数(常常在观察这些方面的一个或多个对应的限制的同时)，以及在数学上计算可能的对应处理结果以标识给定的一组处理参数，该组处理参数表示期望的治疗结果与避免不期望的附带影响之间的良好妥协。

获得针对给定患者的最优计划可以在很大程度上取决于计划者的专业知识，并且常常需要计划者与肿瘤学家之间的若干迭代交互。为了减少做计划时间和处理计划质量的变化两者，一些现有技术方法寻求使做计划过程的至少一部分自动化。这样的方法已经提高了计划的整体质量，并最终导致更好的患者结果。遗憾的是，这些进步也已经导致处理计划复杂度和制定和/或施用放射处理计划所需的时间的增加。这样的问题可以由于例如在施用放射的同时采用的多叶准直器的复杂和高度动态的机械设置而产生。

多标准优化在本领域中是已知的。多标准优化通过平稳地控制一组所选择的标准(诸如例如，到风险器官(OAR)的平均剂量与用于计划靶标体积的剂量覆盖)，便于针对给定计划的不同临床折衷的相对快速的搜索和考虑。在许多多标准优化工作空间中，用户访问一个或多个滑块等，通过该一个或多个滑块等，用户可以变更对应的目的，并且然后在系统找到其他滑块的最优位置(例如，通过最小化从当前位置的最大滑块位置改变)时观察对应的结果。

申请人已经确定，虽然多标准优化提供了常常有用的工具，但是这些方面的现有方法不一定满足所有需要。例如，申请人已经确定，准许将所得到的计划复杂度和/或所需的计划递送时间包括在折衷探索空间内，可以允许用户潜在地影响可递送的放射处理计划的创建，该可递送的放射处理计划例如是较不复杂的和/或需要较少的递送时间，而不会不适当地损害期望的临床结果，或者该可递送的放射处理计划是稍微较复杂的和/或需要稍微较多的递送时间，但实现显著改善的临床结果。

还可以注意到，一些现有技术方法需要用作种子计划的具有优化目的的初始优化计划。通过在以各种方式自动地收紧或放松初始计划的目的的同时从初始计划继续优化来生成替代计划的集合，创建折衷空间。因此，初始计划的质量对所生成的计划集合的质量有影响。

例如，如果初始优化目的太松，则替代计划也可能在相同的方面不令人满意。在那种情况下，从可能可以减少例如到一些风险器官的剂量而不另外损害计划质量的意义上说，在探索可用的折衷之后产生的最终计划本身可能是次优的。这种传统方法也是非常耗时的，因为它需要从原始临床目标手动生成初始优化目的。

还可以观察到，多标准优化工作空间中的可控标准组基于典型的现有技术应用环境中的初始计划的优化目的的子组。然而，这些标准通常与用户针对计划限定的临床目标无关(即，不直接相关)。尽管当正在探索多标准优化折衷时可以显示临床目标及其实现状态，但是用户通常不具有对临床目标本身的实现的直接控制。(尽管用户在理论上可以将原始优化目的限定为清楚地对应于临床目标，但是这样的方法在技术上不是必需的，并且将仍然需要相当多的技能、经验和洞察力来完成。)

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了如权利要求1所限定的便于生成可递送放射处理计划的方法。根据本发明的第二方面，提供了如权利要求11所限定的便于生成可递送放射处理计划的装置。在从属权利要求中指定了可选特征。

附图说明

特别是当结合附图研究时，通过提供在以下详细描述中描述的便于生成可递送治疗放射处理计划的方法和装置，至少部分地满足以上需要，其中：

图1包括如根据这些教导的各种实施例配置的框图；

图2包括如根据这些教导的各种实施例配置的流程图；

图3包括如根据这些教导的各种实施例配置的示意图；

图4包括如根据这些教导的各种实施例配置的屏幕截图细节图；

图5包括如根据这些教导的各种实施例配置的流程图；

图6包括如根据这些教导的各种实施例配置的流程图；

图7包括如根据这些教导的各种实施例配置的曲线图；

图8包括如根据这些教导的各种实施例配置的曲线图；以及

图9包括如根据这些教导的各种实施例配置的流程图。

附图中的元件是为了简单和清楚而图示的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的元件中的一些元件的尺寸和/或相对定位可以相对于其他元件被夸大，以帮助改进对本教导的各种实施例的理解。而且，在商业上可行的实施例中有用或必要的常见的但很好理解的元件常常不被描绘，以便便于对本教导的这些各种实施例的较少阻碍的查看。某些动作和/或步骤可以以特定的发生顺序来描述或描绘，而本领域技术人员将理解，实际上不要求关于顺序的这样的特定性。本文使用的术语和表达具有如上面阐述的技术领域的技术人员给予这样的术语和表达的普通技术含义，除非本文中已经另外阐述了不同的具体含义。除非另外专门指示，否则词语“或”在本文中使用时应被解读为具有转折词语法结构，而不是连接词语法结构。

具体实施方式

一般而言，这些各种实施例用于便于生成放射处理计划，以经由特定放射处理平台向患者施用治疗放射。通过一种方法，这些教导至少部分地由被配置为多标准优化工作空间的控制电路来实行。

通过一种方法，前述控制电路经由与其可操作地耦合的显示器提供修改优化目的值的用户机会，其中优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者。然后，这些教导提供控制电路，该控制电路接收来自用户的输入，该输入包括对这些优化目的值中的至少一个优化目的值的改变。

通过一种方法，上述优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的两者。

通过一种方法，这些教导支持经由上述显示器提供限定优化目的的用户机会。通过另一种方法，代替前述内容或与其组合，这些教导将支持经由显示器提供选择具有可以由用户修改的目的值的优化目的的用户机会。

通过一种方法，控制电路可以被配置为至少部分地根据放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者来计算放射处理计划集合中的每个放射处理计划的分数，从而提供对应的分数。然后，当用户通过使用上述修改优化目的值的用户机会来探索竞争目的之间的折衷时，控制电路可以利用那些对应的分数。

如上所述，控制电路可以被配置为多标准优化工作空间。通过一种方法，可以通过首先访问临床目标的优先级列表并根据临床目标的优先级列表自动生成优化目的来如此配置控制电路。然后控制电路可以根据自动生成的优化目的生成种子优化放射处理计划，并且然后通过改变自动生成的优化目的来生成不同放射处理计划的集合，从而表征用于多标准优化工作空间的折衷探索空间。

通过一种方法，这些教导提供：通过根据临床目标生成这些计划来生成不同放射处理计划的集合。后者转而可以包括自动地对临床目标的顺序重新进行优先级排序，以生成不同放射处理计划中的至少一些放射处理计划。

通过一种方法，这些教导提供：经由显示器呈现用户可选择的折衷标准，通过该用户可选择的折衷标准，用户可以探索折衷探索空间。如果需要，并且通过一种方法，这些教导将支持根据前述临床目标中的至少一些临床目标来生成用户可选择的折衷标准。

在对下面的详细描述进行透彻的审视和研究后，这些和其它益处可以变得更加清楚。现在参考附图，并且特别是参考图1，现在将呈现与这些教导中的许多教导兼容的说明性装置100。

在该特定示例中，使能装置100包括控制电路101。作为“电路”，控制电路101因此包括如下结构，该结构包括以有序方式传送电力的至少一个(并且通常是许多个)导电路径(诸如由诸如铜或银的导电金属构成的路径)，该路径通常还将包括对应的电部件(在适当时，无源的(诸如电阻器和电容器)和有源的(诸如多种基于半导体的设备中的任何设备)两者)，以允许电路实现这些教导的控制方面。

这样的控制电路101可以包括固定目的的硬接线硬件平台(包括但不限于专用集成电路(ASIC)(它是针对特定用途而通过设计定制的集成电路，而不旨在用于通用用途)、现场可编程门阵列(FPGA)等))，或者可以包括部分可编程或整体可编程的硬件平台(包括但不限于微控制器、微处理器等)。针对这样的结构的这些架构选项在本领域中是公知的和理解的，并且这里不需要进一步描述。该控制电路101(例如，通过使用如本领域技术人员将很好地理解的对应的编程)被配置为实行本文描述的步骤、动作和/或功能中的一个或多个步骤、动作和/或功能。

控制电路101可操作地耦合到存储器102。根据需要，该存储器102可以集成到控制电路101，或者可以(整体地或部分地)与控制电路101物理上分立。该存储器102还可以相对于控制电路101是本地的(其中，例如，两者共享共同的电路板、底盘、电源和/或外壳)，或者可以相对于控制电路101是部分地或整体地远程的(其中，例如，与控制电路101相比，存储器102物理上位于另一设施、另一城市区域或甚至另一国家中)。

除了优化目的信息、患者几何形状信息、场几何形状信息等之外，该存储器102还可以用于例如非瞬态地存储计算机指令，该计算机指令当由控制电路101执行时，使控制电路101如本文所述的那样表现。(如本文所使用的，这种对“非瞬态”的引用将被理解为是指存储内容的非短暂状态(并且因此排除了当存储内容仅构成信号或波时)而不是存储介质本身的易失性，并且因此包括非易失性存储器(诸如只读存储器(ROM))以及易失性存储器(诸如动态随机存取存储器(DRAM))两者。)

通过一种可选的方法，控制电路101还可操作地耦合到用户接口103。该用户接口103可以包括多种用户输入机构(诸如但不限于键盘和小键盘、光标控制设备、触敏显示器、语音识别接口、姿势识别接口等)和/或用户输出机构(诸如但不限于视觉显示器、音频换能器、打印机等)中的任何机构，以便于接收来自用户的信息和/或指令和/或向用户提供信息。

如果需要，控制电路101还可以可操作地耦合到网络接口(未示出)。如此配置，控制电路101可以经由网络接口与其它元件(在装置100内和在装置100外两者的其它元件)通信。包括无线和非无线平台两者的网络接口在本领域中是很好理解的，并且这里不需要特别阐述。

通过一种方法，如本领域中已知的计算机断层摄影装置106和/或其他成像装置107可以获得任何期望的患者相关的成像信息中的一些或全部。

在该说明性示例中，控制电路101被配置为最终输出优化的放射处理计划113。该放射处理计划113通常包括在多个顺序场中的每个顺序场期间的多种处理平台参数中的每种处理平台参数的指定值。在这种情况下，通过优化过程生成放射处理计划113。在本领域中已知各种自动的优化过程，这些优化过程被专门配置为生成这样的放射处理计划。由于本教导对于这些方面的任何特定选择都不是过度敏感的，因此除了与本说明书的细节特别相关的地方之外，这里不提供这些方面的进一步阐述。

通过一种方法，控制电路101可以可操作地耦合到放射处理平台114，放射处理平台114被配置为根据优化的放射处理计划113向对应的患者104递送治疗放射112。这些教导一般适用于与多种多样的放射处理平台中的任何放射处理平台一起使用。在典型的应用环境中，放射处理平台114将包括放射源115。例如，放射源115可以包括射频(RF)的基于线性粒子加速器(基于linac)的X射线源，诸如瓦里安Linatron M9。linac是一种类型的粒子加速器，其通过使带电粒子经受沿着线性射束线的一系列振荡电势而极大地增加带电亚原子粒子或离子的动能，这可以用于生成电离放射(例如，X射线)116和高能电子。

根据需要，典型的放射处理平台114还可以包括在处理会话期间支撑患者104的一个或多个支撑装置110(诸如卧榻)、一个或多个患者固定装置111、允许放射源115的选择性移动的机架或其它可移动机构、以及提供选择性射束成形和/或射束调制的一个或多个射束成形装置117(诸如狭口、多叶准直器等)。由于前述元件和系统在本领域中是很好理解的，因此除了另外与本说明书相关的地方之外，这里不提供这些方面的进一步阐述。

现在参考图2，现在将呈现例如可以由上述控制电路101实行的过程200。为了说明性示例起见，这里将假定控制电路101被配置为多标准优化工作空间。(多标准优化是本领域中已知的。例如，参见美国专利申请公开号2017/0072221(名称为KNOWLEDGE BASEDMULTI-CRITERIA OPTIMIZATION FOR RADIOTHERAPY TREATMENT PLANNING)，其内容通过此引用全部并入本文中。因而，为了简洁起见，除了适当的地方，这里一般不提供这些方面的进一步细节。)

通过一种可选方法，并且参考框201，控制电路101可以提供种子放射处理计划。该种子计划可以基于自动限定的和/或用户限定的优化目的。生成种子放射处理计划包括现有技术努力的已知领域，并且因此这里不提供进一步阐述。

通过另一种可选方法，代替前述内容或与其组合，在框202处，控制电路101可以提供标识多个优化目的的用户机会。通过一种方法，可以经由包括上述用户接口103的部分的显示器来提供该机会。这些目的是用户将能够修改以探索随后的多标准优化工作空间中的折衷的目的。

并且通过又一可选方法，再次代替前述内容或与其组合，在框203处，控制电路101可以提供不同放射处理计划的集合。通过一种方法，并且如下面更详细地描述的，这可以包括：通过改变自动生成的和/或用户限定的优化目的来生成不同放射处理计划的集合，从而表征用于前述多标准优化工作空间的折衷探索空间。再次由于生成不同放射处理计划的集合以便表征多标准优化工作空间中的折衷探索空间包括现有技术努力的已知领域，因此这里不提供这些方面的进一步阐述。

暂时参考图3，通过一种方法，通过在包括上述用户接口103的部分的显示器301上呈现可以由用户选择用于折衷探索的多个优化目的303，来实现上述用户机会。通过一种方法，所有可选择的优化目的同时呈现在显示器301上。通过另一种方法，仅同时呈现所有可用的可选择的优化目的的子组。在后一种情况下，通过例如滚动通过这样的目的的列表或通过移动通过呈现附加目的的附加窗口，用户可以查看其它可选择的优化目的。

再次参考图2，通过一种方法，在框204处，控制电路101可以至少部分地根据这些优化目的(即，放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的)中的一者或两者来计算放射处理计划集合中的每个放射处理计划的个体分数，从而提供对应的分数。通过一种方法，这些分数被表示为数值度量，但是如果需要，这些教导将适于在这些方面的其他方法。在可选框205处，当用户通过使用前述修改优化目的值的用户机会来探索竞争目的之间的折衷时，控制电路101然后可以使用前述对应的分数。

参考图3，根据需要，这样的分数可以结合剂量体积直方图(DVH)比较304和/或等剂量呈现305在显示器301上以数值方式或以图形方式来表示，和/或这样的分数可以在显示器301上的其它地方单独地和分开地显示。

再次参考图2，在框206处，控制电路101经由上述显示器301提供修改优化目的值中的至少一些优化目的值的用户机会，优化目的值包括用户先前针对如上所述的可控变化已经选择的优化目的的值。再次参考图3，这些可变优化目的值可以显示在显示器301的专用部分302中，在专用部分302处，提供便于探索多标准优化工作空间中的折衷的工具。

继续参考图2，并且现在也参考图4，在该说明性示例中，被呈现用于选择性变化的优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者。在许多应用环境中，包括这两个优化目的以及一个或多个其它选择性可变优化目的将是有益的。

在该示例中，每个可变优化目的被呈现为线和指针。沿线移动指针将改变对应优化目的的值。在该说明性示例中，对应于复杂度分数优化目的的指针401可以向右移动以利于/允许放射处理计划的更大复杂度，并且可以向左移动以实现相反的结果。类似地，用于递送时间分数优化目的的指针402可以向右移动以利于/允许增加向患者递送放射处理所需的时间，并且可以向左移动以利于/允许减少该时间。

在图2的框207处，控制电路101(例如，通过检测用户对前述指针之一的移动)接收来自用户的输入，该输入包括对放射处理计划复杂度优化目的值和放射处理递送时间优化目的值中的至少一者的改变。在该说明性示例中，在探索多标准优化工作空间内的相应优化目的值之间的折衷的上下文中接收该输入。

该检测到的输入允许用户探索这些特定优化目的中的一者或两者与(例如，与针对计划处理体积和/或一个或多个风险器官的剂量限制有关的)一个或多个其他优化目的之间的折衷。特别地，用户可以确定是否可以经由放射处理计划实现可接受的剂量结果，该放射处理计划利用较少的递送时间(即，每个计划的实际开始和完成针对患者的放射处理的较少时间)和/或需要较不复杂的递送参数组(例如，与机架位置、多叶准直器设置(包括例如由每个控制点处的叶位置限定的孔径形状或控制点之间的孔径的变化)、准直器狭口设置、准直器角度、卧榻角度、剂量率等有关)。

现在参考图5，将提供这些方面的特定说明性示例。将理解，该示例的具体细节旨在用于说明性目的，并且不旨在暗示关于这些教导的任何特定限制。

在框501处，用户创建用于特定患者的所选择的放射处理机器的场几何形状。在框502处，用户然后进入优化工作空间，限定优化目的，并优化初始放射处理计划。

在框503处，用户然后进入多标准优化(MCO)工作空间，并选择可用于折衷探索的优化目的。在该示例中，计划复杂度和/或递送时间被包括作为可选择的目的。

在框504处，系统优化用于多标准优化工作空间的计划集合。这包括其中计划复杂度和/或递送时间以受控方式变化的计划(假定选择这样的目的作为折衷目的)。

在框505处，系统然后针对每个所选择的折衷目的计算上述计划集合中的每个计划的分数。在该示例中，具体地针对计划复杂度优化目的和/或递送时间优化目的(再次假定选择这样的目的作为折衷目的)计算分数。

在框506处，用户现在根据很好理解的现有技术探索帕累托表面(Pareto-surface)，以选择竞争目的之间的最佳折衷。在框507处，系统基于多标准优化滑块位置创建可递送计划。当可递送计划是体积调制弧形疗法(VMAT)计划时，可以基于导航三维剂量以及对应于导航计划的复杂度和/或递送时间来执行可递送计划优化。并且在框508处，用户计算用于可递送计划的剂量，评估该计划，并且批准该计划用于处理。

如此配置，自动优化器可以基于具有给定对应优先级顺序的给定临床目标在内部创建优化目的。在自动优化完成之后，在优化结束时的内部目的可以用作多标准优化计划生成的起点，而不是要求用户自己创建目的。

如果需要，可以使用相同的方法在自动优化过程已经完成之后手动地继续优化过程。例如，内部优化目的可以用作传统手动优化过程的起点，其中用户调整目的以细调结果。

通过一种方法，这些教导将适于在变更不同计划中的临床目标的优先级/顺序的同时，利用自动的基于临床目标的优化器来创建替代计划。使用这种方法，将不一定向用户显示优化目的。代替地，在多标准优化工作空间中采用的折衷标准可以直接从临床目标生成。使用这种方法，用户将直接控制他们特别感兴趣的临床目标。

如此配置，这些教导准许在多标准优化折衷分析中采用计划复杂度和/或计划递送时间，以及针对计划处理体积和风险器官的其他目的，诸如剂量体积直方图目的。简单地说，该方法不仅准许分析这样的体积的剂量之间的折衷，而且准许分析例如体积剂量与计划复杂度或用于施用处理的时间要求之间的折衷，以及关于例如体积剂量与计划复杂度或用于施用处理的时间要求的折衷。

结果，给定放射处理平台可以用于以期望的功效水平，但是以需要比现有技术方法否则可能需要的更少的机械复杂度和/或更少的总体处理时间的方式，或者在替代方案中，通过准许稍高的计划复杂度或稍微增加的总体处理时间而对放射处理计划产生显著的剂量测定改进的方法，来递送特定放射处理。

现在参考图6，将描述将前述控制电路101配置为多标准优化工作空间的方法。该方法可以与前述方法结合使用或代替前述方法。并且再次，将理解，本说明书的细节并不旨在暗示关于这些教导的任何特定限制。

在框601处，控制电路101访问临床目标的优先级列表，并且根据临床目标的该优先级列表自动生成优化目的。临床目标可以涉及例如针对患者靶标体积和/或一个或多个风险器官的最小和/或最大剂量要求。作为这些方面的一个说明性示例，具体临床目标可以是：计划处理体积的至少98％的体积的剂量是至少60Gy，而接收超过50Gy的风险器官体积的剂量小于10cm³，其中后一目标具有比前一目标更低的优先级。

在框602处，控制电路101然后根据前述自动生成的优化目的生成所谓的种子优化放射处理计划。如此配置，基于用户限定的临床目标自动创建初始计划，而用户不必自己创建初始优化计划。

在框603处，控制电路101然后通过改变自动生成的优化目的来生成不同放射处理计划的集合，从而表征用于多标准优化工作空间的折衷探索空间。通过一种方法，该活动包括根据前述临床目标生成不同放射处理计划的集合。更具体地，当生成不同放射处理计划中的至少一些放射处理计划时，通过自动地对临床目标的顺序重新进行优先级排序，可以根据临床目标生成不同放射处理计划的集合。

通过一种可选方法，在框604处，控制电路101根据前述临床目标中的至少一些临床目标生成用户可选择的折衷标准。通过另一可选方法，代替前述内容或与其组合，在框605处，控制电路101经由前述显示器301呈现用户可选择的折衷标准，通过该用户可选择的折衷标准，用户可以探索折衷探索空间。

作为这些方面的一个说明性示例，图7呈现了剂量体积直方图700，其特征在于：A－针对计划靶标体积(PTV)的下优化目的，其中体积等于100％并且剂量等于60Gy；B－针对风险器官的上优化目的，其中体积等于50％并且剂量等于40Gy；和C－针对风险器官的上优化目的，其中体积等于35％并且剂量等于25Gy。(剂量体积直方图在本领域中是已知的，并且通常以图形二维格式表示三维剂量分布(例如，在基于X射线计算机断层摄影扫描和研究的三维重建的计算机化放射处理计划系统中创建三维剂量分布)。在DVH分析中提及的“体积”可以是例如放射处理靶标、位于这样的靶标附近的健康器官、任意结构等。)

在该示例中，显示器提供当优化器采用目的A和B时产生的第一曲线701和当优化器采用目的A和C时产生的第二曲线702。该图示出了当优化目的要放松时可能出现的问题。这里，代替使用作为特征目的B的针对风险器官的放松上目的，可以使用作为特征目的C的更严格的上目的，以获得针对计划靶标体积的类似优化结果，但是现在具有改进的风险器官剂量。

作为这些方面的另一说明性示例，图8呈现了帕累托表面的曲线图800，帕累托表面对应于：针对计划处理体积的折衷目的值相对于针对一个或多个风险器官的折衷目的值。该曲线图800包括第一曲线801和第二曲线802，第一曲线801描绘当在初始计划中使用针对风险器官的放松优化目的时产生的帕累托表面，第二曲线802描绘当自动优化初始计划时产生的帕累托表面。该曲线图还描绘了第一曲线801上的第一点803和第二曲线802上的第二点804，第一点803表示该帕累托表面上的所选择的折衷计划，第二点804表示该帕累托表面上的所选择的折衷计划。

图8具体示出了：基于用户创建的初始计划在多标准优化工作空间中创建的帕累托表面(该用户创建的初始计划采用放松的优化目的)，相对于基于自动优化的初始计划而创建的帕累托表面。在该示例中，当在X轴上向右移动时，计划关于风险器官改进，并且当在Y轴上向上移动时，计划关于计划处理体积改进。使用自动创建的初始计划，所得到的帕累托表面可以包含如下点，在该点处，折衷目的值对于风险器官更好，并且针对计划处理体积获得的折衷目的值基本上保持相同。

现在参考图9，将描述这些方面的特定说明性示例。再次，该示例的具体细节并不旨在暗示关于这些教导的任何特定限制。

根据该过程900，在框901处，该过程限定处理技术、场几何形状、临床设置和临床目标。在框902处，过程900然后优化初始计划。

在框903处，过程900提供选择要用于折衷探索的目的，并且在框904处，过程900生成用于该折衷探索的替代计划。

在框905处，该过程900提供沿所得到的帕累托表面导航并且选择最佳折衷结果，随后在框906处，过程900将该所选择的结果转换成机器可递送的放射处理计划。最后，在框907处，该过程900提供对该最终计划的评估并且批准该计划以用于利用对应的放射处理计划来处理该特定患者。当然，这些教导然后将适于使用对应的放射处理平台向患者实际施用所计划的放射处理。

通过一种方法，产生上述种子放射处理计划的自动优化器仅基于临床目标的优先级列表来优化该计划。一般而言，优化过程寻求最大化总计划质量。该质量可以在内部根据临床目标的优先级列表来限定。本领域技术人员将认识到，这构成了与典型的现有技术优化器采用的方法不同的方法。特别地，现有技术方法通常寻求最小化总成本函数，该总成本函数是具有预设位置(通常关于剂量和体积)和对应加权因子的优化目的的总和。

也就是说，这里描述的自动优化器可以在优化过程期间生成一组目的(例如，关于位置和优先级)，并且该组目的可以在以后用来从头生成相同或相似的剂量分布。

多标准优化工作空间可以以各种方式采用这样的信息。例如，多标准优化工作空间可以从基于临床目标的优化来获得种子计划和对应的目的以及关于它们如何链接到原始目标计划的信息。然后，多标准优化工作空间可以创建更多的计划，该更多的计划设置对应的帕累托表面，然后在该帕累托表面处，用户可以进行标准的折衷搜索。

作为另一示例，多标准优化工作空间可以从设置帕累托表面的基于临床目标的优化中获得多个计划。

作为又一示例，多标准优化工作空间可以获得各自表示不同目标顺序的两个或更多个种子计划。这可以在目标之间存在冲突时是有用的。如果目标的一个顺序导致临床目标A成功而导致临床目标B不成功，则反转它们相应的顺序可以导致目标A不成功而允许目标B成功。在这样的环境中可以采用多标准优化工作空间，以允许搜索表示这两个看上去相反的情况之间的平衡的计划。

并且作为又一示例，多标准优化过程的输出可以通过修改原始目标的值位置而被视为中间目标列表。例如，如果第一体积的第一目标指明期望剂量为至少100Gy，并且第二体积的第二目标指明期望剂量不超过50Gy，则中间目标可以指定第一体积接收至少98Gy，而第二体积接收不超过55Gy。然后，该新的中间目标可以被反馈到自动优化器以用于在基于该新的中间目标创建新的计划中使用。

本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对上述实施例进行多种多样的修改、变更和组合，并且这样的修改、变更和组合要被视为在本发明构思的范围内。

Claims (20)

1.一种便于生成可递送放射处理计划的方法，所述方法包括：

由被配置为多标准优化工作空间的控制电路：

经由可操作地耦合到所述控制电路的显示器提供修改优化目的的值的用户机会，其中所述优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者；

接收来自所述用户的输入，所述输入包括对所述放射处理计划复杂度优化目的值和所述放射处理递送时间优化目的值中的至少一者的改变。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述优化目的包括所述放射处理计划复杂度优化目的和所述放射处理递送时间优化目的中的两者。

3.如权利要求1或2所述的方法，还包括：

经由所述显示器提供限定所述优化目的的用户机会。

4.如权利要求1、2或3所述的方法，还包括：

经由所述显示器提供选择所述优化目的的用户机会，所述优化目的的目的值能够由所述用户修改。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：

由所述控制电路：

至少部分地根据所述放射处理计划复杂度优化目的和所述放射处理递送时间优化目的中的至少一者，计算放射处理计划集合中的每个放射处理计划的分数，以提供对应的分数；以及

当所述用户通过使用修改优化目的值的所述用户机会来探索竞争目的之间的折衷时，使用所述对应的分数。

6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，还包括至少部分地通过以下方式来将所述控制电路配置为所述多标准优化工作空间：

访问临床目标的优先级列表并且根据临床目标的所述优先级列表自动生成优化目的；

根据自动生成的所述优化目的生成种子优化放射处理计划；

通过改变自动生成的所述优化目的来生成不同放射处理计划的集合，以表征用于所述多标准优化工作空间的折衷探索空间。

7.如权利要求6所述的方法，其中生成不同放射处理计划的所述集合包括：根据所述临床目标生成不同放射处理计划的所述集合。

8.如权利要求7所述的方法，其中根据所述临床目标生成不同放射处理计划的所述集合包括：自动地对所述临床目标的顺序重新进行优先级排序，以生成所述不同放射处理计划中的至少一些放射处理计划。

9.如权利要求8所述的方法，还包括：

经由可操作地耦合到所述控制电路的显示器呈现用户可选择的折衷标准，通过所述用户可选择的折衷标准，用户能够探索所述折衷探索空间。

10.如权利要求9所述的方法，还包括：

根据所述临床目标中的至少一些临床目标生成所述用户可选择的折衷标准。

11.一种便于生成可递送放射处理计划的装置，所述装置包括：

终端用户接口；

控制电路，所述控制电路可操作地耦合到所述终端用户接口并且被配置为多标准优化工作空间，其中所述控制电路被配置为：

经由所述终端用户接口提供修改优化目的的值的用户机会，其中所述优化目的包括放射处理计划复杂度优化目的和放射处理递送时间优化目的中的至少一者；

接收来自所述用户的输入，所述输入包括对所述放射处理计划复杂度优化目的值和所述放射处理递送时间优化目的值中的至少一者的改变。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述优化目的包括所述放射处理计划复杂度优化目的和所述放射处理递送时间优化目的中的两者。

13.如权利要求11或12所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

经由所述终端用户接口提供限定所述优化目的的用户机会。

14.如权利要求11、12或13所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

经由所述终端用户接口提供选择所述优化目的的用户机会，所述优化目的的目的值能够由所述用户修改。

15.如权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

至少部分地根据所述放射处理计划复杂度优化目的和所述放射处理递送时间优化目的中的至少一者，计算放射处理计划集合中的每个放射处理计划的分数，以提供对应的分数；以及

当所述用户通过使用修改优化目的值的所述用户机会来探索竞争目的之间的折衷时，使用所述对应的分数。

16.如权利要求11至15中任一项所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

访问临床目标的优先级列表并且根据临床目标的所述优先级列表自动生成优化目的；

根据自动生成的所述优化目的生成种子优化放射处理计划；以及

通过改变自动生成的所述优化目的来生成不同放射处理计划的集合，以表征用于所述多标准优化工作空间的折衷探索空间。

17.如权利要求16所述的装置，其中所述控制电路被配置为：至少部分地通过根据所述临床目标生成不同放射处理计划的所述集合，生成不同放射处理计划的所述集合。

18.如权利要求17所述的装置，其中所述控制电路被配置为通过以下方式来生成不同放射处理计划的所述集合：根据自动地对所述临床目标的顺序重新进行优先级排序以生成所述不同放射处理计划中的至少一些放射处理计划，来生成不同放射处理计划的所述集合。

19.如权利要求18所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

经由所述终端用户接口呈现用户可选择的折衷标准，通过所述用户可选择的折衷标准，用户能够探索所述折衷探索空间。

20.如权利要求19所述的装置，其中所述控制电路还被配置为：

根据所述临床目标中的至少一些临床目标生成所述用户可选择的折衷标准。

Images