专利名称:生成用于实现人体或动物体的放疗中的放射治疗计划的系统和方法生成用于实现人体或动物体的放疗中的放射治疗计划的系统和方法说明本发明涉及生成用于实现人体或动物体的解剖部分的放疗中的放射治疗计划的方法。本发明也涉及用于实现人体或动物体的预选解剖部分的放疗中的放疗治疗计划系统。本发明也涉及放射治疗传输系统。在上面导言中提到的系统,例如,在本申请的申请人名下的欧洲专利申请 no. 1374949中披露。在EP 1374949中,生成了治疗计划,其中,能量发射源移动通过已经植入患者体内的若干导管。通常,为了该目的,具有大约3. 7mm长度的发射源沿导管以大约5mm步幅以逐步方式移动,以便在导管周围实行预定剂量分布。普遍的方式是,计算在导管周围的相对剂量分布,其距离导管中心Icm的距离处规格化。在近距离放疗(brachy therapy)治疗应用中,利用一个或多个中空治疗导管穿通肿瘤可接近的癌组织(例如,男性前列腺、女性乳房或动物体或人体中其它几乎无论何位置)。利用所谓的后装(after-loading)设备,治疗导管连接在患者身体的外侧,该设备具有辐射传输装置,以便使一个或多个能量发射源前进通过所述导管。在治疗之前生成的已知治疗计划解决方案中,能量发射源(或多个发射源)在导管内预定位置(并因此在治疗部位内)停止了预定时间。通常,预定位置称为驻留位置,并且能量发射源在特定驻留位置中停顿的预定时间称为驻留时间。驻留位置和驻留时间在治疗计划单元中通过离散最优化算法计算。认识至IJ,驻留步幅基于3D中剂量谱(曲线)的允许计算时间和期望计算网格之间的折衷来选择。发现大约5_的驻留步幅符合准确性标准和计算速度。进一步发现,驻留步幅相对地独立于发射源的源长度和各向异性。通常,使用具有3. 7mm长度的发射源。然而,一种治疗计划解决方案至少包括一组位于插入的导管中的驻留位置和驻留时间,这提供了离散治疗解决方案。当能量发射源在每个驻留位置停止某个驻留时间时,在该位置传输的辐射剂量呈现了点源状分布,该分布的峰值(或高度)通过在所述驻留位置的驻留时间间隔长度以及其它因素(例如发射源放射性(activity)水平而确定。这样的离散治疗计划解决方案不提供理想治疗计划系统,其中,该系统意图在于,目标位置接收均匀剂量范围(coverage),并且其中,防止围绕目标位置的健康组织接收辐射。一种用来为每个导管确定辐射剂量分布的离散最优化技术在1970年代首先开发。这些技术在依靠植入物治疗乳癌和前列腺癌时利用局部限定的模板网格来确定针对预期治疗该使用的最优解决方案是什么。这些最优化技术良好匹配最早的近距离放疗治疗系统。由于虚拟导管和能量发射源在待治疗的虚拟解剖部分内的位置与这些固定的驻留位置相关并受限于该位置,因此为全部导管使用单一步幅大小限制了该计划的软件。这约束了外部驻留位置在每个导管中相对于目标边界的放置。本发明旨在提供新方法,以便生成用于实现动物体解剖部分的放疗中的放射治疗计划,其中,可由治疗计划系统的虚拟工作空间构成更有效使用,并因此在计划的辐射剂量分布和理想辐射剂量分布谱(曲线)位置之间提供更准确匹配。本发明的进一步目的是提供辐射计划系统,其中,计算的剂量分布的均匀性基本独立于在导管内的发射源的轨迹的长度。根据本发明,提供用于实现人体或动物体的预选解剖部分的放疗中的放疗治疗计划系统,其中,一个或多个导管沿某个定向而插入所述解剖部分,每个导管为至少一个能量发射源限定了轨迹,使得所述能量发射源沿所述轨迹移动通过所述导管,所述放射治疗计划系统包括-治疗计划装置,用于为实现所述放疗而生成放疗计划,所述治疗计划包括的信息至少关于 -在待治疗的所述解剖部分内的所述一个或多个导管的数量、位置和方向;-所述至少一个能量发射源沿为所述导管限定的相应轨迹的默认驻留位置和驻留时间,每个轨迹具有针对所述一个或多个导管中的每个导管的开始位置和结束位置;以及-所述一个或多个导管中的每个导管的辐射剂量分布,所述治疗计划系统包括用于生成治疗计划的装置,所述用于生成治疗计划的装置被布置成确定对应于多个等距隔开的修订驻留位置的修订驻留步幅,所述许多修订驻留位置符合所述开始位置与所述结束位置之间的轨迹,并且其中,所述导管的辐射剂量分布是基于相等数量的所述修订驻留位置而生成的,所述修订驻留步幅基本匹配所述默认驻留步幅。根据本发明的另一方面,提供用于实现动物体的预选解剖部分的放疗中的辐射治疗传输系统,所述放射治疗系统包括-插入装置,用于将一个或多个导管插入所述解剖部分,每个导管为至少一个能量发射源限定至少一个轨迹;-辐射传输装置,用于使用默认驻留步幅沿所述轨迹移动所述至少一个能量发射源使其通过所述一个或多个导管中的每个导管,沿每个轨迹,所述辐射传输装置具有限定的开始位置和结束位置,并移动所述至少一个能量发射源使其通过符合所述开始位置与所述结束位置之间所述轨迹的多个等距隔开的修订驻留位置,其中,基于为所述默认驻留步幅和所述轨迹计算的所述修订驻留步幅而确定所述修订驻留位置,所述修订驻留步幅基本匹配所述默认驻留步幅。根据本发明的另一方面,提供生成用于实现人体或动物体预选解剖部分的放疗中的放射治疗计划的方法,其中,一个或多个导管沿某个定向插入所述解剖部分,每个导管为至少一个能量发射源限定轨迹,以使用辐射传输装置通过所述导管将所述能量发射源定位在沿所述轨迹的一个或多个驻留位置,所述治疗计划包括的信息关于-待治疗的所述解剖部分内的所述一个或多个导管的数量和对应定向;-用于所述至少一个能量发射源的所述一个或多个导管中的每个导管中一个或多个默认驻留位置(通过默认驻留步幅隔开的);-所述驻留位置中的每个驻留位置的一个或多个驻留时间;以及-所述至少一个能量发射源中的每个能量发射源在其沿所述轨迹移动通过所述一个或多个导管期间的辐射剂量分布,所述方法包括如下步骤i)为所述导管中的每个导管限定沿所述轨迹的开始位置和结束位置;ii)限定对应于多个等距隔开的修订驻留步幅的修订驻留位置,所述修订驻留位置符合所述开始位置与所述结束位置之间的所述轨迹,所述修订驻留步幅基本匹配所述默认驻留步幅;以及iii)基于所述多个修订驻留位置为所述导管中的每个导管生成辐射剂量分布。由于根据本发明的方法步骤,辐射剂量计划系统适于限定或重新限定沿每个导管的所述轨迹的开始位置和结束位置,并同样为每个导管限定修订驻留位置,能量发射源将被定位在该修订驻留位置以传输辐射剂量。例如,下面公式可用来为给定轨迹长度和默认驻留位置计算等距隔开的修订驻留位置L = (d+a) Xn, 其中,L-是轨迹长度;d-是默认驻留步幅;η-是覆盖轨迹长度必需的默认驻留步幅的数量;a-是实数,其必须保持最小。例如,对于5_的默认驻留步幅和54_的轨迹长度,修订驻留步幅是5. 4mm,其确保用总数10个等距隔开步幅来准确覆盖该轨迹。发现由于缺少轨迹和发射源的第一或最终驻留位置之间的匹配而能够避免热点,因此用修订驻留步幅和修订驻留位置工作是有利的。因此,可使虚拟工作空间更有效适应解剖部分(的边界)或目标(例如男性前列腺或女性乳房),并获得提供剂量分布谱的辐射剂量计划解决方案,期望该剂量分布谱更准确匹配期望的理想辐射剂量分布谱位置。对于解剖部位的更准确且理想的剂量覆盖,所述导管中的每个导管的所述开始位置直接涉及所述导管进入所述解剖部分的位置,并且所述导管中的每个导管的所述结束位置直接涉及所述导管离开所述解剖部分的位置。作为正常临床实践,主要为了避免对目标体积外的区域的损伤并避免对皮肤的损伤,开始点和结束点正常位于距离目标位置的边界的大约3mm处。已证明,在开始位置和结束位置可自由定位在距离解剖部分(目标体积)的边缘或边界的Imm至7mm处时,治疗结果是有益的。根据该方法的另一方面,包括下面步骤-限定对应于符合一个驻留位置的多个驻留子位置的驻留子步幅;以及-基于所述多个驻留子位置为所述导管中的每个导管生成辐射剂量分布。该方法的进一步实施例包括下面步骤-将每个驻留子位置的驻留时间转换为速度谱,以便沿所述轨迹的所述驻留子位置而连续移动能量发射源。认识到,速度谱(曲线)可从驻留时间谱获得,如参考图5a所述。由于该特征,能量发射源不必需在若干驻留位置之间以不连续运动而移动,但可沿导管轨迹以基本连续的运动而移动,经过多个驻留位置(但不必需在该多个驻留位置停止)。能量发射源通过导管的连续运动可从具有1_(或更短)驻留步幅的近连续运动获得。更特别地,在能量发射源连续移动时的辐射治疗计划可用本发明生成,在改善实施例中,该方法的进一步特征在于以下步骤-修改驻留步幅的长度;-对应于驻留位置的数量而重新限定,以及-重新计算在这些驻留位置的驻留时间,以便将产生的剂量分布保持在原始剂量分布不改变,以及-基于所述重新限定数量的驻留位置而为所述导管中的每个导管生成辐射剂量分布。 这允许修改驻留步长,通常基于修改的驻留步长而确定了每个导管的辐射剂量分布,修改成更小甚至最小的驻留步长。该沿轨迹将驻留步长减少到最小间隔距离(近似甚至小于Imm),将导致能量发射源的连续移动,该能量发射源不在驻留位置之间停止。在根据本发明的系统的可替换实施例中,设置成计算轨迹的用于发射源的连续移动的第一部分以及轨迹的具有至少一个驻留位置的第二部分。在速度谱中预期具有突变时,这样的实施例可以是有利的。同样,放疗治疗计划系统根据本发明的特性在于,所述治疗计划装置生成了治疗计划,其中,对于所述导管中的每个导管,为每个个别导管限定开始位置和结束位置。放疗治疗计划系统确定符合所述开始位置和所述结束位置之间的各自限定轨迹的合适驻留步幅,并且其中,所述导管的辐射剂量分配基于所述驻留位置生成。驻留步长进一步减少到大约Imm(利用驻留时间对应重计算)导致能量发射源的连续移动,同时保持产生的剂量分布不变。进一步的有益实施例在从属权利要求中描述。本发明的这些和其它方面参考附图讨论,其中,相似标记指代相似元素。认识到,附图仅为参考目的讨论,并且不可用于限制所附权利要求的范围。现在参考在下面图中示出的附图更详细描述本发明,其中示出图I示出了根据现有技术的放疗治疗传输系统;图2a_图2b示出基于能量发射源的驻留位置和驻留时间的离散辐射剂量分布;图3示意示出了根据现有技术和本发明的治疗计划原理的能量发射源沿轨迹的可能驻留位置;图4a示出用根据现有技术的治疗计划原理的驻留位置组而生成的辐射剂量分布谱;图4a示出用根据本发明的治疗计划原理限定的子驻留位置组而生成的辐射剂量分布谱;图5a示出关于根据本发明的治疗计划原理限定的子驻留位置组的驻留时间谱;图5b示出关于如根据本发明的治疗计划原理限定的图5a的子驻留位置组的发射源速度谱。本发明涉及一种生成用于实现人体或动物体的解剖部分的放疗中的放射治疗计划的方法。本发明还涉及放疗传输系统。本发明旨在提供新方法,以便生成用于实现人体和动物体解剖部分放疗中的放射治疗计划,其中,可由治疗计划系统的虚拟工作空间形成更有效使用,并因此在计划的辐射剂量分布和理想辐射剂量分布谱位置之间提供更准确匹配。这通过沿所述轨迹为所述导管的每个导管限定开始位置和结束位置,并通过限定对应符合所述开始位置和所述结束位置之间轨迹的相等数量驻留位置的驻留步幅,然后基于所述相等数量驻留位置为所述导管的每个导管确定辐射剂量分布来实现。
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