JP2019510585A - 放射線治療計画を最適化するための方法、コンピュータプログラム、及びシステム - Google Patents
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Abstract
Description
・治療準備の不確かさ。これは、例えば、不正確な描写、画像収集中の不正確な患者の位置決め、及びCT−ハンスフィールドユニットのプロトン阻止能への変換における不正確さに起因する不確かさを含む場合がある。
・治療実行の不確かさ。これらの不確かさは、患者のセットアップ、臓器運動、及び呼吸運動における不確かさなどの、1つの治療フラクション内の変数に関係する場合がある。他の治療実行の不確かさは、腫瘍の縮小又は患者の全身体重減少を含む経時的変化によって生じる。
・放射線生物学モデルパラメータの推定における又は処方線量における不確かさなどの、パラメータの不確かさ。
a.治療計画を最適化するための入力データを提供するステップと、
b.第1のシナリオに関する第1の最適化関数を定義するステップと、
c.第1の最適化関数とは異なる第2のシナリオに関する第2の最適化関数を定義するステップと、
d.第1のシナリオの下で第1の最適化関数及び第2のシナリオの下で第2の最適化関数を適用し、これにより、第1の最適化された放射線治療計画を取得する、放射線治療計画を最適化するステップと、
を含む、方法に関する。
・治療期間中に一定のままであるかもしれないが多くの場合に減少する、患者の体重
・腫瘍の縮小
・患者の位置
・放射線生物学モデルパラメータなどの治療パラメータ
・1つの治療マシンから別の治療マシンへの、又は1つのビーム構成から別のビーム構成への変換
・配信方法の物理的制限に準拠する治療計画への理想的な線量の変換
・例えば標的のカバー率及び均質性を維持しながら積分線量を最小化する、或るタイプの線量低下を防ぐ制約条件の対象となる最適化。
・フォトン療法計画のプロトン療法計画への変換。プロトン療法計画では、不確かさが考慮されなければならず、一方、フォトン療法計画では、標的の周りにマージンを適用することで一般に十分である。フォトン計画が幾何学的マージンを用いて生成された場合、マージンは静的線量クラウド近似を暗黙的にとるので、静的線量クラウド近似を用いてフォトン計画に関するシナリオ線量を抽出することができる。これは、誤差が、厳正に誤差に影響されない線量分布内での患者又は解剖学的構造の動きとみなされることを意味する。次いで、正確なシナリオ線量についての最適化によりプロトン療法計画を生成することができる。
・セットアップ誤差
・範囲誤差
・臓器の運動
・患者の運動
Claims (12)
- 少なくとも第1及び第2のシナリオに基づく最適化を行うべくシナリオに基づく最適化関数を用いて放射線治療計画を最適化するための方法であって、各シナリオは少なくとも1つの不確かさの実現を表し、
a.治療計画を最適化するための入力データを提供するステップと、
b.第1のシナリオに関する第1の最適化関数を定義するステップと、
c.前記第1の最適化関数とは異なる第2のシナリオに関する第2の最適化関数を定義するステップと、
d.前記第1のシナリオの下で前記第1の最適化関数及び前記第2のシナリオの下で前記第2の最適化関数を適用し、これにより、第1の最適化された放射線治療計画を取得する、放射線治療計画を最適化するステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の最適化関数及び/又は前記第2の最適化関数が制約条件として前記最適化に含まれる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の最適化関数及び/又は前記第2の最適化関数が目的関数構成要素として前記最適化に含まれる、請求項1又は請求項2に記載の方法。
- 前記入力データが、前記治療計画に従って治療されるべき患者の領域の3D画像を含む患者データを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記入力データが最初の治療計画を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記第1及び第2のシナリオに関する最初の計画を評価するステップと、前記評価に基づいて第1及び第2の目標を選択するステップと、前記第1及び第2の目標をそれぞれ前記第1及び第2の最適化関数に基づかせるステップとをさらに含む、請求項5に記載の方法。
- 前記最適化が、例えば最初の計画を別のタイプの放射線又は別のビーム構成に合うように変換する際の模擬線量に関係する、請求項5又は請求項6に記載の方法。
- 少なくとも第1のさらなる目標が前記第1又は第2のシナリオに関して設定され、前記第1のさらなる目標は前記第1の目標よりも重要度が低く、前記方法が、前記ステップdに係る放射線治療計画の最適化後に、更新された第1の最適化問題を作成するべく最適化された計画に基づく少なくとも1つの制約条件を前記最適化問題に追加し、次いで、前記更新された第1の最適化問題及び前記第1のさらなる目標に基づいて前記ステップb〜dを再び行い、これにより、第2の最適化された放射線治療計画を取得するステップをさらに含む、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の方法。
- 前記更新された第1の最適化問題を作成するステップが、前記目的関数から前記第1の目標を省き、前記目的関数に前記第1のさらなる目標を追加し、前記第1の最適化された放射線治療計画に従って前記第1の目標がどのくらい良好に満たされたに関係する制約条件を追加することを含む、請求項8に記載の方法。
- 少なくとも1つの治療フラクションの送達後に行われる、更新された入力データを取得し、前記更新された入力データに基づいて前記方法を行うステップをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
- プロセッサで実行されるときに前記プロセッサに前記請求項のいずれか一項に記載の方法を行わせることになるコンピュータ可読コード手段を備えるコンピュータプログラム製品。
- 放射線療法に関する線量計算を行うためのコンピュータシステム(51)であって、処理手段(53)を備え、コンピュータプログラム製品が実行時に前記処理手段(53)を制御することになるような様態で請求項11に記載のコンピュータプログラム製品が格納されたプログラムメモリ(55)を有する、コンピュータシステム。
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