JP2017528250A - 放射線治療計画最適化及び視覚化 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (27)
- マルチリーフコリメータが離散フルエンス面を近似するためのリーフ位置の対応するセットを各コントロールポイントが有する、当該コントロールポイントの集まりを含む放射線供給計画を受け取るステップと、
対応する線量ボリュームを伴うフルエンス面値x*の予測セットを計算するステップと、
各潜在的なコントロールポイントについてのリーフ位置の階層グラフ構造における最小コスト経路又は最短経路を介して、予測フルエンスと現在の近似フルエンス面との差x*−xcurrの訂正マッピングによって、リーフ位置の対応するセットを有する付加的なコントロールポイントを決定し、リーフ位置の対応するセットを有する決定された前記コントロールポイントを、前記コントロールポイントの集まりに加えるステップと、
を含む、放射線供給計画の方法。 - 反復の回数及び/又は現在の近似線量と予測線量との差における閾値変更などの所定の停止基準が満たされるまで、前記方法のステップを反復するステップ
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 理想的なフルエンス値x*が、
- 前記x*が、非線形最適化アルゴリズムにより算出される、請求項3に記載の方法。
- 前記非線形最適化アルゴリズムが、省メモリ版を含むブロイデン・フレッチャー・ゴールドファーブ・シャノン・アルゴリズムである、請求項1に記載の方法。
- 前記最短経路が、
- 前記計算するステップが、近似フルエンス及び線量を計算する前に、前記集まりから前記コントロールポイントのうちの1つを除去するステップを含む、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記階層グラフ構造が、除去された前記コントロールポイントの近接範囲内のコントロールポイントを制御するように限定される、請求項7に記載の方法。
- 前記訂正マッピングは、各々がコントロールポイントを生み出す複数の訂正マッピングを含み、
前記加えるステップが、所定の測定基準に従って、前記決定されたコントロールポイントのうちの1つの選択を含む、
請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記階層グラフ構造が、各潜在的なコントロールポイントについてのノードを有する層を含み、各i番目の層は、マルチリーフコリメータ(MLC)のi番目の行におけるリーフ対を表し、層内の前記ノードは、全ての実現可能なリーフ対位置を表し、各ノードは、各ビットが、1の値をコリメートされていない、0の値をコリメートされているとしたピクセル又は開口を表す2進数列を含むベクトルbrによって表され、隣接する層のノードは、第1の重みerと正則化値とが割り当てられるグラフエッジによって接続される、請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記現在の近似フルエンスxcurrが、
- 放射線供給デバイスと、
放射線供給計画に沿って放射線を供給するように前記放射線供給デバイスを制御するコントローラと、
請求項1から11のいずれか一項に記載の方法のステップを実行することによって前記放射線供給計画を決定する1つ又は複数のプロセッサと、
を含む、放射線供給システム。 - 現在の近似線量dcurrとコントロールポイントの集まりとを含む放射線供給計画を受け取るコントロールポイント管理ユニット又はコントロールポイント管理手段であって、各コントロールポイントは、マルチリーフコリメータが離散フルエンス面を近似するためのリーフ位置の対応するセットを有する、コントロールポイント管理ユニット又はコントロールポイント管理手段と、
線量行列dを用いてパラメータ空間にマッピングする予測フルエンスx*を計算する予測ユニット又は予測手段と、
各潜在的なコントロールポイントについてのリーフ位置の階層グラフ構造における最小コスト経路又は最短経路を介して、予測フルエンス値と現在のフルエンス面値との差x*−xcurrの訂正マッピングによって、リーフ位置の対応するセットを有する付加的なコントロールポイントを決定する訂正ユニット又は訂正手段と、
を備え、
前記コントロールポイント管理ユニット又は前記コントロールポイント管理手段は、さらに、リーフ位置の対応するセットを有する決定された前記コントロールポイントを、前記コントロールポイントの集まりに加える、
放射線供給計画のためのシステム。 - 線量空間と、複数の計画オブジェクトパラメータとを含む放射線供給計画の入力デバイスから放射線計画パラメータにおける変更を受け取るステップと、
前記放射線計画パラメータにおける前記変更から、前記線量空間における影響範囲を識別するステップと、
を含む、放射線供給計画の方法。 - 前記線量空間の等線量曲線の表示上に重ね合わせられる前記影響範囲を視覚化するステップと、
前記等線量曲線の表示を前記視覚化された影響範囲と共に表示するステップと、
をさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 関心領域のうちの少なくとも1つに対する前記影響範囲の効果を視覚化するステップと、
前記視覚化された効果を、
前記関心領域のうちの前記少なくとも1つに対する前記影響範囲の効果の容積尺度を含む表形式の表示、又は、
計画画像上に重ね合わせられた前記影響範囲の効果の目立たせられた空間的位置を含む空間的表示
のうちの1つにおいて表示するステップと、
をさらに含む、請求項14又は15に記載の方法。 - 前記放射線計画パラメータθが、オブジェクト関数O(d;θ)に含まれ、ここで、θ0は前記放射線計画パラメータθの現在値であり、前記影響範囲を識別するステップが、関数
- 前記計画オブジェクトが、関心領域、線量レベル、及びオブジェクトの相対的な重みを含み、前記オブジェクト関数が、フルエンス面値又はリーフ位置にわたって最適化される、請求項14乃至17のいずれか一項に記載の方法。
- 前記影響範囲の効果が、数値表現又は目立たせられた空間的位置のうちの1つとして視覚化される、請求項14乃至18のいずれか一項に記載の方法。
- 線量ボクセルdと計画オブジェクトOとを含む放射線供給計画を受け取るステップと、
複数の前記計画オブジェクトを相関させるステップと、
前記計画オブジェクトのうちの少なくとも2つの間の前記相関を視覚化する図を構築するステップと、
構築された前記図を表示デバイス上に表示するステップと、
を含む、放射線供給計画の方法。 - 前記図が、グラフ又は表のうちの少なくとも1つを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記図が、
各計画オブジェクトについての第1のインジケータタイプと、
計画オブジェクト間の各相関を示す第2のインジケータタイプと、
を含む、請求項20又は21に記載の方法。 - 前記第1のインジケータタイプが、オブジェクト値の和に対して各オブジェクトが有する影響に関連した大きさにされたボックスを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記第2のインジケータタイプが、前記第1のインジケータタイプ間を接続し、前記相関の符号及び大きさに関連した大きさ及び形状にされた線を含む、請求項22又は23に記載の方法。
- 前記計画オブジェクトのうちの少なくとも2つが、
線量に関する前記計画オブジェクトの勾配及び関数
最適化問題のパラメータに関する前記計画オブジェクトの勾配及び関数
うちの少なくとも1つによって相関される、請求項20乃至24のいずれか一項に記載の方法。 - 最適化のパラメータが、フルエンス面のピクセルの強度値又は直接機械パラメータのリーフ位置のうちの少なくとも1つを含む、請求項25に記載の方法。
- ソフトウェアを担持する非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、前記ソフトウェアは、1つ又は複数の電子データ処理デバイスを制御して、請求項1乃至11及び請求項14乃至26のいずれか一項に記載の方法を実行させる、非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体。
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