JP5411418B2 - 4次元イメージングデータを用いた放射線治療計画 - Google Patents
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Description
Claims (37)
- 4次元診断用イメージングデータを受け取るステップと、
4次元診断用イメージングデータを用いて放射線治療計画を作成するステップと、
を有し、
前記放射線治療計画を作成するステップは、
描画されたターゲット領域情報を受信するステップと、
動きモデルへの入力データとして前記4次元診断用イメージングデータを用いて、動きサイクルにわたった前記ターゲット領域の動きを記述している動きモデルを定義するステップと、
前記動きを考慮した前記動きモデルを用いて、複数の治療ビームから前記ターゲット領域への線量分布を計算するステップと、そして
前記計算された線量分布を用いて前記放射線治療計画を最適化するステップと、
をさらに有し、
前記最適化するステップは、1またはそれ以上の治療ビームパラメータによって生じる計算された線量分布が、前記ターゲット領域への最小線量と最大線量、および健康な組織への最大線量であるユーザ指定線量拘束値のセットを最適化するように前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータを決定するステップを含み、前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータは、各ビームの位置と配向、各ビームの照射野寸法と形状、各ビームの放射線の相対量または絶対量である
ことを特徴とする方法。 - 前記4次元診断用イメージングデータは4次元コンピュータ断層撮影(CT)データであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記4次元CTデータは複数の3次元画像を含み、前記複数の3次元画像の各々は動きサイクルにおける異なる点を表現していることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 1つまたは2つ以上の前記複数の3次元画像は、それに解剖学的構造が描画されていることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記放射線治療計画はコンフォーマル計画を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記ターゲット領域の前記動きは、呼吸の動きに起因する変形であり、前記動きサイクルは呼吸サイクルであり、前記動きモデルは変形モデルである
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記4次元診断用イメージングデータは複数の3次元画像を含み、前記複数の3次元画像の各々は前記動きサイクルでの異なるポイントを表しており、
前記ターゲット領域は前記描画情報中の前記複数の3次元画像のうちの少なくとも1個に描画されている
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記ターゲット領域は患者が息をこらえる間に取得されたCT画像に描画されていることを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 前記線量分布は、前記動きモデルを用いて前記複数の3次元画像のうちの1個である参照CT画像に参照されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 前記動きモデルを定義するステップは、前記複数の3次元画像のノンリジッドレジストレーションを実行するステップを有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記4次元診断用イメージングデータは、各々が前記動きサイクルでの異なるポイントを表している複数の3次元画像を含み、
前記方法は、さらに、
前記複数の3次元画像から導出されたベクトルの集合を用いて、前記ターゲット領域の変形照射野の集合を取得するステップと、
前記複数の画像の各々について前記複数の治療ビームの中心軸に沿って実効深さベクトルを導出するステップと、
前記動きを考慮した線量推定値を生成するために前記ターゲット領域が前記動きサイクルの各部分で費やす時間の分量の推定値に従って前記複数の3次元画像の各々に重みを割り当てるステップと、
をさらに有し、
前記ターゲット領域への線量分布は前記変形照射野の集合、前記複数の画像の各々についての前記実効深さベクトルと前記複数の3次元画像の各々の重みを用いてさらに計算される
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 前記重みは、表または定式を用いて計算されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記重みは、患者について測定された演繹的な動きデータから導出されることを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記線量分布を最適化するステップをさらに含むことを特徴とする請求項11に記載の方法。
- 前記最適化するステップは、前記動きモデルを用いて前記複数の治療ビームの各々の線量マスクを構成するステップことを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 前記最適化するステップは、参照画像を用いて標準の線量マスクを計算するステップを含むことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 呼吸の動きの影響を考慮した線量分布と影響を無視した別の線量分布とを比較するために、最適化後に前記治療計画の再検討を実行するステップをさらに有することを特徴とする請求項14に記載の方法。
- ディジタル処理装置によって実行された時にディジタル処理装置に次の方法を実行させる命令を有する機械可読媒体において、前記方法は、
4次元診断用イメージングデータを受け取るステップと、
4次元診断用イメージングデータを用いて放射線治療計画を少なくとも部分的に作成するステップと
を含み、
前記放射線治療計画を少なくとも部分的に作成するステップは、
前記ターゲット領域を描画する情報を受け取るステップと、
前記4次元CTデータを用いて、前記動きサイクルにわたるターゲット領域の動きを記述している動きモデルを、変形モデルへの入力データとして定義するステップと、
前記動きを考慮する動きモデルを用いて、複数の治療ビームから前記ターゲット領域への線量分布を計算するステップと、そして
前記動きモデルを用いて前記放射線治療計画を最適化するステップと
を含み、
前記最適化するステップは、1またはそれ以上の治療ビームパラメータによって生じる計算された線量分布が、前記ターゲット領域への最小線量と最大線量、および健康な組織への最大線量であるユーザ指定線量拘束値のセットを最適化するように前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータを決定するステップを含み、前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータは、各ビームの位置と配向、各ビームの照射野寸法と形状、各ビームの放射線の相対量または絶対量である
ことを特徴とする機械可読媒体。 - 前記4次元診断用イメージングデータは、各々が前記動きサイクルでの異なるポイントを表している複数の3次元画像を含み、
前記方法は、
前記複数の3次元画像から導出されたベクトルの集合を用いてターゲット領域の変形照射野の集合を取得するステップと、
前記複数の画像の各々について複数の治療ビームの中心軸に沿って実効深さベクトルを導出するステップと、そして
前記動きを考慮した線量推定値を生成するために、前記ターゲット領域が前記動きサイクルの各部分で費やす時間の分量の推定値に従って前記複数の3次元画像の各々に重みを割り当てるステップであって、前記ターゲット領域への線量分布は、変形照射野の集合と、前記複数の画像の各々についての前記実効深さベクトルと複数の3次元画像の各々の重みとを用いてさらに計算されるステップと
を、さらに含む
ことを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。 - 前記重みは、表または定式を用いて計算されることを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。
- 前記重みは患者について測定された演繹的な動きデータから導出されることを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。
- 前記方法は、前記4次元診断用イメージングデータを用いて前記線量分布を最適化するステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。 - 前記最適化するステップは、前記動きモデルを用いて前記複数の治療ビームの各々の線量マスクを構成するステップを含む
ことを特徴とする請求項22に記載の機械可読媒体。 - 前記最適化するステップは、前記参照画像を用いて標準の線量マスクを計算するステップを含む
ことを特徴とする請求項22に記載の機械可読媒体。 - 前記方法は、前記ターゲット領域の動きを考慮していない別の線量分布を生成するステップをさらに有する
ことを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。 - 前記最適化するステップは、前記線量分布を最適化するステップを有する
ことを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。 - 前記4次元診断用イメージングデータは、4次元コンピュータ断層撮影(CT)データである
ことを特徴とする請求項18に記載の機械可読媒体。 - 4次元診断用イメージングデータを記憶する記憶装置と、そして
前記記憶装置に結合され、前記4次元診断用イメージングデータを用いて放射線治療計画を作成するためのプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記放射線治療計画を作成する際に、
ターゲット領域を描画する情報を受け取るステップと、
動きモデルへの入力データとして4次元診断用イメージングデータを用いて、動きサイクルにわたった前記ターゲット領域の動きを記述している動きモデルを、定義するステップと、そして
前記ターゲットの前記動きを考慮する前記動きモデルを用いて、複数の治療ビームから前記ターゲット領域への線量分布を計算するステップと
を実行し、
前記動きモデルを用いて、前記放射線治療計画を最適化するステップを実行するように構成され、
前記最適化するステップは、1またはそれ以上の治療ビームパラメータによって生じる計算された線量分布が、前記ターゲット領域への最小線量と最大線量、および健康な組織への最大線量であるユーザ指定線量拘束値のセットを最適化するように前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータを決定するステップを含み、前記1またはそれ以上の治療ビームパラメータは、各ビームの位置と配向、各ビームの照射野寸法と形状、各ビームの放射線の相対量または絶対量である
ことを特徴とする装置。 - 前記4次元診断用イメージングデータは4次元コンピュータ断層撮影(CT)データであることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記4次元CTデータを生成する4次元CTイメージングシステムをさらに備え、前記プロセッサは前記4次元CTイメージングシステムから前記4次元CTデータを受け取るために有効に結合されていることを特徴とする請求項29に記載の装置。
- 前記放射線治療計画に従って、放射線治療をターゲット領域に送る放射線源をさらに備えることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記4次元CTデータは複数の3次元画像を含み、前記複数の3次元画像の各々は動きサイクルにおける異なる点を表現していることを特徴とする請求項28に記載の装置。
- 前記4次元診断用イメージングデータは、各々が前記動きサイクルでの異なるポイントを表している複数の3次元画像を含み、
前記放射線治療計画を作成するとき、前記プロセッサは、さらに
前記複数の3次元画像から導出されたベクトルの集合を用いてターゲット領域の変形照射野の集合を取得するステップと、
前記複数の画像の各々について前記複数の治療ビームの中心軸に沿って実効深さベクトルを導出するステップと、そして
前記動きを考慮した線量推定値を生成するために、前記ターゲット領域が前記動きサイクルの各部分で費やす時間の分量の推定値に従って、前記複数の3次元画像の各々に重みを割り当てるステップであって、前記ターゲット領域への前記線量分布は前記変形照射野の集合、複数の画像の各々についての前記実効深さベクトル、および前記複数の3次元画像の各々の重みを用いてさらに計算される、ステップと
を実行する
ことを特徴とする請求項28に記載の装置。 - 前記放射線治療計画を送る間、前記放射線源によって生成される放射線ビーム経路に対する前記ターゲット領域の実際の位置を追跡する医療実施用イメージングシステムをさらに備えることを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記放射線源はロボットアームに取り付けられた直線加速器(LINAC)を有することを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記放射線源はガントリに取り付けられた直線加速器(LINAC)を有することを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記LINACはジンバル式ヘッドアセンブリに取り付けられていることを特徴とする請求項36に記載の装置。
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