JP6865765B2 - 強度変調放射線治療における臨床目標の達成可能性を迅速に予測する事前最適化方法 - Google Patents
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Claims (15)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - (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。
- 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。
- 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。
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