JP2019507650A5 - - Google Patents

Description

図１を参照して、ＩＭＲＴ計画達成可能性推定器５０を含むＩＭＲＴ計画デバイスの概要を提供してきたが、以下、いくつかの適切なＩＭＲＴ計画達成可能性推定のいくつかの実例を提供する。例示のＩＭＲＴ計画達成可能性推定器は、概して、（ｉ）標的ボリュームと交差する少なくとも１つの放射線ビームの利用可能なビームレットの数Ｎ_Ｔと、（ｉｉ）標的ボリューム及びＯＡＲの両方と交差する少なくとも１つの利用可能なビームレットの数ｎとの比較に基づいて動作する。より詳細には、幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックは次式のように定義される。

ここで、Ｖは標的ボリュームの体積（例えば、照射される腫瘍の体積）、Ｎ＝Ｎ_Ｔ／Ｖは標的ボリュームの単位ボリューム当たりの利用可能なビームレットの数である。他の類似のＧＣメトリックを使用することができ、例えば、いくつかの実施形態では、正規化が用いられない（ＧＣ＝（ｎ＋１）／Ｎ_Ｔを与える）ことが認識されるであろう。式（１）の「＋１」は、特定の起こり得るゼロ除算シナリオを低減させるが、概して任意である（例えば、ＧＣ＝ｎ／Ｎが想到される）。

Claims (15)

1. 表示デバイスを含むコンピュータと、
   動作を実施するのに前記コンピュータによって読取り可能及び実行可能な命令を格納する、少なくとも１つの非一時的記憶媒体とを備える、放射線治療計画デバイスであって、前記動作が、
   強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）幾何学形状に関する達成可能性推定値を計算することであって、前記達成可能性推定値は、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対してＩＭＲＴ計画を生成することができる可能性の推定値を提供し、前記ＩＭＲＴ幾何学形状は、照射される標的ボリューム、望ましくない放射線暴露による損傷のリスク臓器（ＯＡＲ）、及び少なくとも１つの放射線ビームを含み、前記達成可能性推定値は、前記標的ボリューム、前記ＯＡＲ、及び前記少なくとも１つの放射線ビームの相対的空間配置に基づいて計算される、計算することと、
   前記達成可能性推定値又は前記達成可能性推定値に基づいて生成された情報を、前記表示デバイスに表示することとを含み、
   前記達成可能性推定値は、（ｉ）前記標的ボリュームを照射するために前記ＩＭＲＴ幾何学形状において利用可能な前記少なくとも１つの放射線ビームのうち、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、（ｉｉ）前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとを比較する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックに基づいて計算され、ｎはＮＴ未満であり、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとの比較は、ＮＴに対するｎの比を含み、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対して前記ＩＭＲＴ計画を生成することができる前記可能性は、ｎがＮＴに近付くほど減少する、放射線治療計画デバイス。
2. 表示デバイスを含むコンピュータと、
   動作を実施するのに前記コンピュータによって読取り可能及び実行可能な命令を格納する、少なくとも１つの非一時的記憶媒体とを備える、放射線治療計画デバイスであって、前記動作が、
   強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）幾何学形状に関する達成可能性推定値を計算することであって、前記達成可能性推定値は、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対してＩＭＲＴ計画を生成することができる可能性の推定値を提供し、前記ＩＭＲＴ幾何学形状は、照射される標的ボリューム、望ましくない放射線暴露による損傷のリスク臓器（ＯＡＲ）、及び少なくとも１つの放射線ビームを含み、前記達成可能性推定値は、前記標的ボリューム、前記ＯＡＲ、及び前記少なくとも１つの放射線ビームの相対的空間配置に基づいて計算される、計算することと、
   前記達成可能性推定値又は前記達成可能性推定値に基づいて生成された情報を、前記表示デバイスに表示することとを含み、
   前記達成可能性推定値は、（ｉ）前記標的ボリュームを照射するために前記ＩＭＲＴ幾何学形状において利用可能な前記少なくとも１つの放射線ビームのうち、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、（ｉｉ）前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとを比較する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックに基づいて計算され、ｎはＮＴ未満であり、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとの比較は、前記標的ボリュームの単位体積当たりのＮＴに対するｎ又はｎ＋１の比を含み、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対して前記ＩＭＲＴ計画を生成することができる前記可能性は、ｎがＮＴに近付くほど減少する、放射線治療計画デバイス。
3. 前記達成可能性推定値が、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＧＣメトリックと基準ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＧＣメトリックとの比を含む、請求項２に記載の放射線治療計画デバイス。
4. 前記動作が、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＧＣメトリックと、基準ＩＭＲＴ計画データベースに格納されたＩＭＲＴ計画に関して計算されたＧＣメトリックとを比較することにより、少なくとも１つの基準ＩＭＲＴ計画を選択することを更に含み、
   前記表示することが、前記少なくとも１つのＩＭＲＴ計画の少なくとも線量目標を含む、選択された前記少なくとも１つの基準ＩＭＲＴ計画に関する情報を表示することを含む、請求項１又は２に記載の放射線治療計画デバイス。
5. 前記達成可能性推定値を計算することが、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する前記ＧＣメトリックに少なくとも基づいて、文字による達成可能性推定値を決定することを更に含み、前記表示することが、前記文字による達成可能性推定値を前記表示デバイスに表示することを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイス。
6. 前記達成可能性推定値が、線量目標に基づいてではなく、前記標的ボリューム、前記ＯＡＲ、及び前記少なくとも１つの放射線ビームの相対的空間配置に基づいて計算される、請求項１から５のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイス。
7. 前記少なくとも１つの非一時的記憶媒体が、前記少なくとも１つの放射線ビームのビームレットを変調する少なくとも１つのマルチリーフコリメータ構成を選択して、前記ＩＭＲＴ幾何学形状を使用して事前定義された線量目標を達成するように、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＩＭＲＴ計画の最適化を実施するために、前記コンピュータによって読取り可能及び実行可能な命令を更に格納し、前記事前定義された線量目標は、前記標的ボリュームに関する線量目標及び前記ＯＡＲに関する最大の許容可能な線量目標を少なくとも含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイス。
8. 前記動作が、
   同じ標的ボリューム及び同じ少なくとも１つの放射線ビームをそれぞれ含むが、異なるＯＡＲをそれぞれ含む、ＩＭＲＴ幾何学形状に対して計算された、達成可能性推定値の重み付き和を含むオブジェクト関数を最適化することと、
   前記オブジェクト関数を最適化するために、前記少なくとも１つの放射線ビームの１つ以上の幾何学的パラメータを調節することとを更に含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイス。
9. 放射線治療計画方法を実施するためにコンピュータによって読取り可能及び実行可能な命令を格納する、非一時的記憶媒体であって、前記放射線治療計画方法は、
   強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）幾何学形状に関する達成可能性推定値を計算するステップであって、前記達成可能性推定値は、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対してＩＭＲＴ計画を生成することができる可能性の推定値を提供し、前記ＩＭＲＴ幾何学形状は、照射される標的ボリューム、望ましくない放射線暴露による損傷のリスク臓器（ＯＡＲ）、及び少なくとも１つの放射線ビームを含み、前記達成可能性推定値は、前記標的ボリュームと交差する前記少なくとも１つの放射線ビームの利用可能なビームレットの数ＮＴと、前記標的ボリューム及び前記ＯＡＲの両方と交差する前記少なくとも１つの放射線ビームの利用可能なビームレットの数ｎとの比較に基づいて計算される、計算するステップと、
   前記達成可能性推定値又は前記達成可能性推定値に基づいて生成された情報を、前記コンピュータのディスプレイ又は前記コンピュータに動作可能に接続されたディスプレイに表示するステップとを有し、
   前記達成可能性推定値は、（ｉ）前記標的ボリュームを照射するために前記ＩＭＲＴ幾何学形状において利用可能な前記少なくとも１つの放射線ビームのうち、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、（ｉｉ）前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとを比較する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックに基づいて計算され、ｎはＮＴ未満であり、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとの比較は、ＮＴに対するｎの比を含み、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対して前記ＩＭＲＴ計画を生成することができる前記可能性は、ｎがＮＴに近付くほど減少する、非一時的記憶媒体。
10. 放射線治療計画方法を実施するためにコンピュータによって読取り可能及び実行可能な命令を格納する、非一時的記憶媒体であって、前記放射線治療計画方法は、
    強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）幾何学形状に関する達成可能性推定値を計算するステップであって、前記達成可能性推定値は、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対してＩＭＲＴ計画を生成することができる可能性の推定値を提供し、前記ＩＭＲＴ幾何学形状は、照射される標的ボリューム、望ましくない放射線暴露による損傷のリスク臓器（ＯＡＲ）、及び少なくとも１つの放射線ビームを含み、前記達成可能性推定値は、前記標的ボリュームと交差する前記少なくとも１つの放射線ビームの利用可能なビームレットの数ＮＴと、前記標的ボリューム及び前記ＯＡＲの両方と交差する前記少なくとも１つの放射線ビームの利用可能なビームレットの数ｎとの比較に基づいて計算される、計算するステップと、
    前記達成可能性推定値又は前記達成可能性推定値に基づいて生成された情報を、前記コンピュータのディスプレイ又は前記コンピュータに動作可能に接続されたディスプレイに表示するステップとを有し、
    前記達成可能性推定値は、（ｉ）前記標的ボリュームを照射するために前記ＩＭＲＴ幾何学形状において利用可能な前記少なくとも１つの放射線ビームのうち、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、（ｉｉ）前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとを比較する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックに基づいて計算され、ｎはＮＴ未満であり、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとの比較は、前記標的ボリュームの単位体積当たりのＮＴに対するｎ又はｎ＋１の比を含み、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対して前記ＩＭＲＴ計画を生成することができる前記可能性は、ｎがＮＴに近付くほど減少する、非一時的記憶媒体。
11. 前記達成可能性推定値が線量目標に基づいて計算されるのではない、請求項９又は１０に記載の非一時的記憶媒体。
12. 放射線治療計画方法であって、前記放射線治療計画方法は、
    コンピュータを使用して、強度変調放射線治療（ＩＭＲＴ）幾何学形状に関する達成可能性推定値を計算するステップを含み、前記達成可能性推定値は、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対してＩＭＲＴ計画を生成することができる可能性の推定値を提供し、前記ＩＭＲＴ幾何学形状は、照射される標的ボリューム、望ましくない放射線暴露による損傷のリスク臓器（ＯＡＲ）、及び少なくとも１つの放射線ビームを含み、前記計算するステップが、
    前記標的ボリュームを照射するために前記ＩＭＲＴ幾何学形状において利用可能な前記少なくとも１つの放射線ビームのうち、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとを比較する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関する幾何学的複雑さ（ＧＣ）メトリックを計算するステップであって、ｎはＮＴ未満であり、前記標的ボリュームと交差するビームレットの数ＮＴと、前記ＮＴ個のビームレットのうち、前記標的ボリュームと交差し、且つ、前記ＯＡＲとも交差するビームレットの数ｎとの比較は、ＮＴに対するｎの比を含み、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に対して前記ＩＭＲＴ計画を生成することができる前記可能性は、ｎがＮＴに近付くほど減少する、計算するステップを有し、前記放射線治療計画方法が、
    前記達成可能性推定値をコンピュータディスプレイに表示するステップを有する、放射線治療計画方法。
13. （ｉ）前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＧＣメトリックと、（ｉｉ）ＩＭＲＴ計画が達成可能であることが分かっている基準ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＧＣメトリックとのＧＣメトリック比を計算するステップを更に有する、請求項１２に記載の放射線治療計画方法。
14. 前記標的ボリュームに関する線量目標及び前記ＯＡＲに関する最大の許容可能な線量目標を達成するために、前記ＩＭＲＴ幾何学形状における前記少なくとも１つの放射線ビームの前記ビームレットを変調する少なくとも１つのマルチリーフコリメータ構成を決定する、前記ＩＭＲＴ幾何学形状に関するＩＭＲＴ計画の最適化を実施するステップを更に有し、オプションで、前記コンピュータディスプレイへの前記達成可能性推定値の前記表示するステップの後まで、前記最適化が開始されない、請求項１２又は１３に記載の放射線治療計画方法。
15. 同じ標的ボリューム及び同じ少なくとも１つの放射線ビームをそれぞれ含むが、異なるＯＡＲをそれぞれ含む、複数のＩＭＲＴ幾何学形状に対して、前記達成可能性推定値を計算するステップを繰り返すステップと、
    前記達成可能性推定値の重み付き和を含むオブジェクト関数を最適化するために、前記少なくとも１つの放射線ビームの１つ以上の幾何学的パラメータを調節するステップとを更に有する、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の放射線治療計画方法。