JP2019520172A - 治療計画の決定 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2016年7月8日に出願された「治療計画の決定」と題する米国仮出願第62/360227号の優先権の利益を主張する。米国仮出願第62/360227号は、参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、粒子治療システムにおける治療計画の決定に関する。
平板は、粒子ビームの経路内に、または経路の外に物理的に動かされる。例えば、図15に示されるように、平板116aは粒子ビームの経路内の位置と粒子ビームの経路外の位置との間を、矢印117の方向に沿って移動する。平板は、コンピュータ制御される。一般に、粒子ビームの経路内に動かされる平板の数は、照射ターゲットの走査が行われることとなる深さに対応する。例えば、照射ターゲットは、断面または深さ方向の層に分割可能であり、そのそれぞれは照射深さに対応する。飛程変調器の1つまたは複数の平板は、照射ターゲットのこれらの断面または深さ方向の層のそれぞれを照射するのに適したエネルギーを達成できるように、照射ターゲットへのビーム経路内へ、またはその外へ移動可能である。飛程変調器は、粒子ビームの経路内へ、またはその外へ移動する平板を除いて、照射ターゲットの一部(例えばその断面)の走査の間、粒子ビームに対して静止した状態でありうる。代替的に、図14及び15の飛程変調器は、少なくともその時間の一部において、粒子ビームの移動を追跡する飛程変調器と置き換えられてもよく、それによってより小さな平板の使用が可能になる。
2 コイル
10 シンクロサイクロトロン
16 散乱ユニット
40 葉状構造
42 コイルセット
50、52 葉状構造の高さ
53 葉状構造の幅
55 溝特徴体
56 曲面端部
100 ヨーク
103 ディー平板
106 走査システム
108 走査磁石
109 イオンチャンバー
110 エネルギーデグレーダ
111、112 コイル
115 飛程変調器
116 平板
118 電流センサ
138 チャネル
140、142 環状超電導コイル
144、146 磁極面
156 リバースボビン
170 ステンレス鋼低温チャンバー
171、173 支持点
181、183 半分部
184 帰還磁束
190 粒子源
191 磁石システム
192 幾何学的中心
200 プロセス
233 照射ターゲットの層
294 電気ケーブル
390、392 カソード
393 ガスライン
394 チューブ
399 供給源
400 荷電粒子放射線治療システム
402 粒子加速器
404、406 高温−低温支持ストラップ
408、410 脚部
412、414 ベアリング
416 トラス構造
418 処置領域
420 ガントリーの回転範囲
422 床
424 ボールト
430 壁
432 水平回転軸
434 範囲
440 アイソセンター
442 垂直軸
480、482 スパン
500 ディー平板
502 ダミーディー
503、505 半円形表面
507 空間
509 ダクト
514 分離磁気シールド
516 空間
517 強磁性材料の層
525 ビーム形成システム
607、609 ビーム整形要素
622、624 カウンターウェイト
700 適応アパーチャ
701 葉状構造
704 処置領域
706、707 ビームスポットの中心
708 処置境界
711 ビームスポット
713 一次キャリッジ
714、715 二次キャリッジ
717 Z次元
718、719 部材
720 トラック
722、723 棒材
725、726、730 モーター
731 リードねじ
732 筐体
735、736 葉状構造
735a 葉状構造
735b 葉状構造スティック
735c リードねじナット
735d リードねじ
735e スラストベアリングアセンブリ
735f カップリング
750 葉状構造
751 垂直シャフト
771 患者
910 処置システム
912 加速器
914 粒子ビーム
916 走査ユニット
918 監視ユニット
920 エネルギーデグレーダ
922 患者の体
922’ 患者の体の部分
924 ターゲット体積
926 ターゲット体積の層
928 照射方向
930 ターゲット体積
932 コントローラ
1012 磁石システム
1300 内部導体
1302 外部導体
1304 電力結合デバイス
1306、1308 可変リアクティブ素子
1310 ブレード
1312 平板
1400 葉状構造
1401 放射線スポット
1402 放射線スポットの中心
1420 トラック
1421 粒子ビーム
1422 ビーム源
1423 走査のフィールド
1425、1426 ビームの位置
1428、1429 葉状構造
1431 直線端部
1500 スポットの中心
1600 事前トリムされたスポット
1601 元のスポット
1602、1603 弦
1605 事前トリムされたスポットの半径
1606 トリムされていないスポットの中心
1607 スポットが回転される量
1700 照射ターゲット
1701、1702 処置される層
1801、1802 照射ターゲットの層
1804 トリミング曲線
1806 ガウシアンプロット
1807 テールエッジ
1901 照射ターゲットの層
1902から1905 内部トリミング曲線
2201 最大ターゲット線量
2202 最小ターゲット線量
2204 処置領域
2205 処置領域の縁
2206 スポットD
2401 スポット
Claims (54)
- 処置計画プロセスから、照射ターゲットに関する線量分布に基づく情報を受け取る段階と、
前記情報に基づいて適応アパーチャを構成する段階と、を含む、方法。 - 前記情報が前記適応アパーチャの構造を特定し、
前記適応アパーチャを構成する段階が、トリミング曲線を生成するために前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報がトリミング曲線の特性を特定し、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記トリミング曲線を生成するために前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報が、事前トリムされたスポットの特性を特定し、前記特性がコンピュータメモリ内のライブラリに保存され、
前記適応アパーチャを構成する段階が、粒子ビームのスポットが前記事前トリムされたスポットを近似するように、前記粒子ビームのスポットをトリムするために前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報が、スポットが前記照射ターゲットに形成される場所を示し、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記スポットが前記照射ターゲットに形成される場所に基づいて、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報がスポットの特性を特定し、
前記適応アパーチャを構成する段階が、スポットごとに、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記適応アパーチャを構成する段階が、少なくとも2つの連続するスポットが異なる大きさまたは異なる形状の少なくとも1つを有するように、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項6に記載の方法。
- 前記情報が、前記照射ターゲットに関連付けられた放射線フィールドに関するトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記トリミング曲線を生成するように前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記仕様が、既知の点に対する前記トリミング曲線の形状または前記トリミング曲線の位置の少なくとも1つを特定する、請求項8に記載の方法。
- 前記情報が、前記照射ターゲットの異なる層について区別されるトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記層のそれぞれについての仕様に基づいて、前記照射ターゲットの層のそれぞれについてトリミング曲線を生成するために、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報が、前記照射ターゲットと関連付けられた放射線フィールドに関する単一のトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記単一のトリミング曲線を生成するために、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含み、前記単一のトリミング曲線が、前記照射ターゲットの複数の層について放射線フィールドをトリムするために使用される、請求項1に記載の方法。 - 前記情報が、前記照射ターゲットの放射線フィールドに関する前記適応アパーチャの構成についての仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記適応アパーチャの構成についての仕様に基づいて、前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記情報が、前記照射ターゲットの異なる層についての前記適応アパーチャの構成の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記情報に基づいて前記照射ターゲットの前記異なる層について前記適応アパーチャの構造を動かす段階を含む、請求項12に記載の方法。 - 前記適応アパーチャが、
処置領域の部分をトリムするための形状を生成するために、前記照射ターゲットに対して移動可能である構造と、
前記照射ターゲットに対して第1の次元で前記照射ターゲットに対して前記構造を動かすための、前記構造に結合された一次キャリッジと、を含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記構造内の構造または前記一次キャリッジの少なくとも1つを動かす段階を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記適応アパーチャが、前記照射ターゲットに対して第2の次元で前記構造を動かすための、前記一次キャリッジ及び前記構造に結合された二次キャリッジを含み、
前記適応アパーチャを構成する段階が、前記二次キャリッジの少なくとも1つを動かす段階を含む、請求項14に記載の方法。 - 前記第2の次元が、前記処置領域内への、または前記処置領域外への移動を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記二次キャリッジの少なくとも1つを動かす段階が、前記二次キャリッジの少なくとも1つを回転させる段階を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記構造が、粒子ビームに対して伸長可能かつ引き込み可能である葉状構造を含む、請求項14に記載の方法。
- 前記適応アパーチャを構成する段階が、前記適応アパーチャの全てまたは一部を回転させる段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 処置計画プロセスから、照射ターゲットに関する線量分布に基づく情報を受け取る段階と、
以下の動作、
粒子ビームのスポットが、事前トリムされたスポットについての特性が受け取った前記情報に基づいて得られる、事前トリムされたスポットを近似するように、前記粒子ビームのスポットをトリムするために構造を動かす段階、
受け取った前記情報内に含まれる照射ターゲットの層についてのトリミング曲線の仕様に基づいて、前記照射ターゲットの層についてのトリミング曲線を生成するように構造を動かす段階、
受け取った前記情報に含まれる単一のトリミング曲線の仕様に基づいて、照射ターゲットの全ての放射線フィールドについて単一のトリミング曲線を生成するように構造を動かす段階、または
受け取った前記情報内の構造についての構成情報に基づいて構造を動かす段階、
のうち少なくとも1つを実行する段階と、を含む、方法。 - 前記構造が適応アパーチャの一部であり、前記粒子ビームによって処置される領域内に、または領域の外に移動可能である葉状構造を含む、請求項20に記載の方法。
- 照射ターゲットに印加するための粒子ビームを出力するための粒子加速器と、
前記粒子加速器と前記照射ターゲットとの間の適応アパーチャであって、前記粒子ビームの経路内に、及び経路外に移動可能である構造を含む適応アパーチャと、
処置計画プロセスから、前記照射ターゲットに関する線量分布に基づく情報を受け取る動作、及び
前記情報に基づいて前記適応アパーチャを構成する動作
を含む動作を実行するように構成された1つまたは複数の処理デバイスを含む制御システムと、
を含む、粒子治療システム。 - 前記情報が、事前トリムされたスポットの特性を特定し、前記特性が、コンピュータメモリ内のライブラリに保存され、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記粒子ビームのスポットが前記事前トリムされたスポットを近似するように、粒子ビームのスポットをトリムするために前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記情報が、前記事前トリムされたスポットが前記照射ターゲット上で形成される場所を示し、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記事前トリムされたスポットが前記照射ターゲット上で形成される場所に基づいて、前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項23に記載の粒子治療システム。 - 特性が1つまたは複数のパラメータを含み、前記1つまたは複数のパラメータが、スポットに関連付けられた半径またはスポットの回転角度の少なくとも1つを含む、請求項22に記載の粒子治療システム。
- 前記情報がスポットの特性を特定し、
前記適応アパーチャを構成する動作が、スポットごとに前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記適応アパーチャを構成する動作が、少なくとも2つの連続するスポットが異なる大きさまたは異なる形状の少なくとも1つを有するように、前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項26に記載の粒子治療システム。
- 前記適応アパーチャを構成する動作が、少なくとも2つの連続するスポットが、同じ大きさまたは同じ形状の少なくとも1つを有するように、前記適応アパーチャの構造を維持する動作を含む、請求項26に記載の粒子治療システム。
- 前記情報が、前記照射ターゲットに関連付けられた放射線フィールドについてのトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記トリミング曲線を生成するために前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記仕様が、既知の点に対する前記トリミング曲線の形状または前記トリミング曲線の位置の少なくとも1つを特定する、請求項29に記載の粒子治療システム。
- 前記情報が、前記照射ターゲットの異なる層についてのトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記照射ターゲットの各層についての仕様に基づいて、前記照射ターゲットの各層についてのトリミング曲線を生成するために、前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記情報が、前記照射ターゲットに関連付けられた放射線フィールドについての単一のトリミング曲線の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記単一のトリミング曲線を生成するために前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含み、前記単一のトリミング曲線が、前記照射ターゲットの複数の層についての放射線フィールドをトリムするために使用される、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記情報が、前記照射ターゲットの放射線フィールドに関する前記適応アパーチャの構成についての仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記適応アパーチャの構成に関する仕様に基づいて、前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記情報が前記照射ターゲットの異なる層についての前記適応アパーチャの構成の仕様を含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記情報に基づいて前記照射ターゲットの異なる層について前記適応アパーチャの構造を動かす動作を含む、請求項33に記載の粒子治療システム。 - 前記適応アパーチャが、前記照射ターゲットに対して第1の次元で前記照射ターゲットに対して前記構造を動かすために、前記構造に結合された一次キャリッジを含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記構造の構造のうちの構造または前記一次キャリッジの少なくとも1つを動かす動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。 - 前記適応アパーチャが、前記照射ターゲットに対して第2の次元で前記構造を動かすように、前記一次キャリッジ及び前記構造に結合された二次キャリッジを含み、
前記適応アパーチャを構成する動作が、前記二次キャリッジの少なくとも1つを動かす動作を含む、請求項35に記載の粒子治療システム。 - 前記第2の次元が、処置領域内への、及び処置領域外への動きを含む、請求項36に記載の粒子治療システム。
- 前記二次キャリッジの少なくとも1つを動かす動作が、前記二次キャリッジの少なくとも1つを回転させる動作を含む、請求項36に記載の粒子治療システム。
- 前記構造が、前記粒子ビームに対して伸長可能であり、かつ引き込み可能である葉状構造を含む、請求項35に記載の粒子治療システム。
- 前記適応アパーチャを構成する動作が、前記適応アパーチャの全てまたは一部を回転させる動作を含む、請求項22に記載の粒子治療システム。
- 照射ターゲットに印加するための粒子ビームを出力するための粒子加速器と、
処置計画プロセスから、前記照射ターゲットに関する線量分布に基づいた情報を受け取る動作、及び、
以下の、
前記粒子ビームのスポットが、事前トリムされたスポットについての特性が受け取った前記情報に基づいて得られる、事前トリムされたスポットを近似するように、前記粒子ビームのスポットをトリムするために構造を動かす動作、
受け取った前記情報に含まれる照射ターゲットの層についてのトリミング曲線の仕様に基づいて、前記照射ターゲットの層についてのトリミング曲線を生成するために、構造を動かす動作、
受け取った前記情報に含まれる単一のトリミング曲線の仕様に基づいて、照射ターゲットの全ての放射線フィールドについての単一のトリミング曲線を生成するために、構造を動かす動作、または
受け取った前記情報内の前記構造についての構成情報に基づいて、構造を動かす動作、
のうちの少なくとも1つを実行する動作、
を実行するように構成された1つまたは複数の処理デバイスを含む制御システムと、
を含む、粒子治療システム。 - 前記構造が適応アパーチャの一部であり、前記粒子ビームによって処置される領域内へ、または領域外へ移動可能である葉状構造を含む、請求項41に記載の粒子治療システム。
- 処置領域についてのターゲット線量分布を得る段階と、
前記ターゲット線量分布の1つまたは複数の点を最もよく近似する、事前トリムされたスポットのライブラリの中から1つまたは複数の事前トリムされたスポットを特定する段階と、
前記1つまたは複数の事前トリムされたスポットを特定する情報を出力する段階と、を含む、方法。 - 前記ターゲット線量分布を近似する粗いスポットのセットを得る段階と、
処置領域の一部についての最大許容可能線量に基づいて、前記粗いセットのうち1つまたは複数のスポットの強度を変更する段階と、
前記処置領域の遷移領域内にある前記粗いスポットのうちの1つのスポットを特定する段階と、をさらに含み、
前記特定する段階が、前記1つまたは複数の事前トリムされたスポットを特定された前記スポットの代わりにする段階を含む、請求項43に記載の方法。 - 前記処置領域の一部について最小許容可能線量を得る段階をさらに含み、
前記粗いスポットのセットが、前記最小許容可能線量に基づいて選択される、請求項44に記載の方法。 - 前記情報が、前記ターゲット線量分布を近似する処置の間の線量分布を達成するように適応アパーチャを構成するために使用可能である、請求項43に記載の方法。
- 処置領域に関するターゲット線量分布を得る動作と、
前記ターゲット線量分布の1つまたは複数の点を最もよく近似する事前トリムされたスポットのライブラリの中から1つまたは複数の事前トリムされたスポットを特定する動作と、
前記1つまたは複数の事前トリムされたスポットを特定する情報を出力する動作と、
を含む動作を実施するために実行可能な命令を保存する、1つまたは複数の非一時機械可読保存媒体。 - 前記動作が、
前記ターゲット線量分布を近似する粗いスポットのセットを得る動作と、
処置領域の一部についての最大許容可能線量に基づいて、前記粗いセットのうち1つまたは複数のスポットの強度を変更する動作と、
処置領域の遷移領域内である前記粗いスポットから1つのスポットを特定する動作と、
前記1つまたは複数の事前トリムされたスポットを、前記遷移領域内のスポットの代わりにする動作と、を含む、請求項47に記載の1つまたは複数の非一時機械可読保存媒体。 - 前記動作が、前記処置領域の一部について最小許容可能線量を得る動作を含み、
前記粗いスポットのセットが、前記最小許容可能線量に基づいて選択される、請求項48に記載の1つまたは複数の非一時機械可読保存媒体。 - 前記情報が、前記ターゲット線量分布を近似する処置の間の線量分布を達成するように、適応アパーチャを構成するのに使用可能である、請求項47に記載の1つまたは複数の非一時機械可読保存媒体。
- 処置計画情報を得る段階と、
前記処置計画情報に基づいて、放射線の前回の印加から照射ターゲットが動いたことを判断する段階と、
更新された処置計画情報を生成するために、前記照射ターゲットの動きに基づいて、前記処置計画情報を修正する段階と、
前記更新された処置計画情報に基づいて、前記照射ターゲットに放射線を印加する段階と、を含む、方法。 - 前記処置計画情報を修正する段階が、粒子治療システムの計算システムによって実行される、請求項51に記載の方法。
- 前記照射ターゲットが動いたことを判断する段階が、時間的に2点の間で取得された前記照射ターゲットの画像の比較に基づく、請求項51に記載の方法。
- 前記処置計画情報が、動きに続く前記照射ターゲットの位置に基づいて、放射線のスポットが前記照射ターゲットに印加される位置を変更することによって修正される、請求項51に記載の方法。
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