标志适配的正常组织并发症概率制作方法_C·M·里宾专利（适配,并发症,概率）-早鸽网

标志适配的正常组织并发症概率制作方法

专利名称

标志适配的正常组织并发症概率制作方法
发明者

C·M·里宾, J·C·格奥尔基, M·韦布瑞切
公开日

2012年2月29日
申请日期

2010年2月18日
优先权日

2009年3月27日
申请人

皇家飞利浦电子股份有限公司
文档编号

A61N5/10GK102365111SQ201080013838
关键字

适配并发症概率标志正常组织
权利要求

1.一种用于产生患者特异性治疗计划的方法，包括(a)产生初始治疗计划；(b)基于所述初始治疗计划施予治疗；其中，所述初始治疗计划基于所述患者的至少一个生物标志的值2.根据权利要求1所述的方法，还包括(c)基于实测生物标志的更新值产生修订的治疗计划；(d)基于所述修订的治疗计划施予治疗；其中，所述初始治疗计划和所述修订的治疗计划中的至少一个基于所述患者的至少一个生物标志的值或更新值3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述患者特异性生物标志与健康组织和癌变组织对所述治疗的灵敏度中的至少一个相关联，并且该方法还包括将值与所述患者特异性生物标志相关联4.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中，所述患者特异性生物标志是从体外试验值、质谱仪蛋白质标签、既往病史数据和患者历史中选择的5.根据权利要求4所述的方法，其中，执行体外试验以确定细胞来源、蛋白质组来源或遗传来源的体外试验值，所述体外试验包括细胞计数、Hb、CRP、PSA、TNF-a、铁蛋白、铁传递蛋白、LDH、IL-6、铁调素、肌酸酐、葡萄糖、HbAlc, DNA末端结合复合物(DNA-EBC)、HIF-I α、半乳糖凝集素-1、CAP43和NDRGl 和/或端粒长度6.根据权利要求4所述的方法，其中，既往病史数据和患者历史生物标志包括肿瘤类型、肿瘤等级、肿瘤阶段、原发肿瘤部位、格里森分数、克隆原化验、先前处置、先前的腹部手术、激素药物处理、抗凝血药物处理、糖尿病、年龄和/或与肿瘤生长相关的测量7.根据权利要求2-6中的任一项所述的方法，其中，基于正常组织并发症概率(NTCP) 模型产生所述治疗计划，该模型是依据等价均勻剂量(EUD)函数表示的，并且步骤(d)还包括利用标量值修改所述EUD函数8.根据权利要求2-7中的任一项所述的方法，其中，基于肿瘤控制概率(TCP)模型产生所述治疗计划，该模型是依据等价均勻剂量(EUD)函数表示的，并且步骤(d)还包括利用标量值修改所述EUD函数9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述标量值是剂量修正因子，并且所述方法还包括在处置之前初始设置所述剂量修正因子；以及基于在步骤(a)和(c)中产生的所述生物标志的值之间的数学关系修改所述剂量修正因子10.根据权利要求9所述的方法，其中，通过下式确定第二NTCP模型11.根据权利要求9所述的方法，其中，通过下式确定第二TCP模型12.根据权利要求2-11中的任一项所述的方法，还包括采集所述目标区域的图像；分割所述目标区域；确定第一 NTCP模型；确定第一 TCP模型；将诊断图像中的所述目标区域配准到治疗递送系统；执行步骤(a)-(d)；重新配准所述目标区域；以及重复步骤(c)-(d)13.根据权利要求1-12中的任一项所述的方法，还包括在产生所述初始治疗计划之前，确定一组患者特异性生物标志并基于所述组生物标志确定所述目标区域的正常组织并发症概率(NTCP)模型；以及在多个后续的治疗疗程中，利用基于所述NTCP模型的规程向所述目标区域施予治疗14.根据权利要求1-12中的任一项所述的方法，还包括在产生所述初始治疗计划之前，确定一组患者特异性生物标志并基于所述组生物标志确定所述目标区域的肿瘤控制概率(TCP)模型；以及在多个后续的治疗疗程中，利用基于所述TCP模型的规程向所述目标区域施予治疗15.根据权利要求2-14中的任一项所述的方法，还包括(a)在产生所述初始治疗计划之前，确定第一正常组织并发症概率(NTCP)模型和第一肿瘤控制概率(TCP)模型；(b)利用基于所述第一NTCP模型和所述第一TCP模型的规程向所述目标区域施予第一治疗；(c)确定或更新一组患者特异性生物标志；(d)基于所述组生物标志确定所述目标区域的更新的NTCP模型和更新的TCP模型；(e)基于所述更新的NTCP模型和所述更新的TCP模型向所述目标区域施予第二治疗；以及(f)重复所述步骤(c)-(e)以针对后续处置疗程进一步修订所述NTCP模型和所述TCP 模型16.根据权利要求15所述的方法，还包括在向所述目标区域施予第一剂量的辐射之前确定初始组的患者特异性生物标志17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述组患者特异性生物标志和所述初始组患者特异性生物标志是互不相交的18.—种承载程序的计算机可读介质，所述程序控制处理器以执行根据权利要求1-17 中的任一项所述的方法19.一种治疗系统，包括成像扫描机(12)；治疗装置(40)；图形用户接口(80)；以及规划处理器(70)，其被编程以控制放射线疗法装置以执行根据权利要求1-17中的任一项所述的方法20.—种处理器(70)，其被配置成执行以下步骤(a)产生初始治疗计划，其中，所述初始治疗计划基于所述患者的至少一个生物标志的值；以及(b)控制治疗装置以基于所述初始治疗计划向所述目标施予治疗21.根据权利要求19所述的处理器(70)，其中，所述处理器还被配置成执行以下步骤(c)基于实测患者特异性生物标志的更新值产生修订的治疗计划，该修订的治疗计划被配置成控制所述治疗装置以向所述目标施予优化剂量的治疗；其中，所述初始治疗计划和所述修订的治疗计划中的至少一个基于所述患者的至少一个生物标志的值或更新值22.根据权利要求20或21所述的处理器(70)，其中，所述处理器进一步被配置成执行以下步骤接收第一组患者特异性生物标志；基于所述第一组生物标志产生所述目标的第一正常组织并发症概率(NTCP)模型和第一肿瘤控制概率(TCP)模型中的至少一个；并且其中，所述初始治疗计划基于所述第一 NTCP模型和所述第一 TCP模型中的至少一个23.根据权利要求21或22所述的处理器，其中，所述处理器还被配置成执行以下步骤接收第二组患者特异性生物标志；基于所述第一和第二组生物标志之间的关系产生第二 NTCP模型和第二 TCP模型中的至少一个；并且其中，所述修订的治疗计划基于所述第二 NTCP模型和所述第二 TCP模型中的至少一个24.根据权利要求20-23中的任一项所述的处理器，其中，所述处理器还被配置成执行以下步骤(a)在产生初始处置计划之前，确定第一正常组织并发症概率(NTCP)模型和第一肿瘤控制概率(TCP)模型中的至少一个；(b)利用基于所述第一NTCP模型和所述第一 TCP模型中的至少一个的规程对所述目标区域执行第一治疗疗程；(c)确定或更新一组患者特异性生物标志；(d)基于所述组生物标志更新所述目标区域的所述第一NTCP模型和所述第一 TCP模型中的至少一个；(e)基于更新的NTCP模型和TCP模型中的至少一个对所述目标区域执行第二治疗疗程；以及(f)重复所述步骤(c)-(e)以针对后续处置疗程进一步修订所述NTCP模型25.一种对目标区域进行放射线疗法的患者特异性自适应递送的方法，包括(a)确定第一组患者特异性生物标志；(b)基于所述第一组生物标志确定目标区域的第一正常组织并发症概率(NTCP)模型和第一肿瘤控制概率(TCP)模型中的至少一个；(c)利用基于所述第一NTCP模型和所述第一 TCP模型中的至少一个的规程向所述目标区域施予第一剂量的辐射；(d)在向所述目标区域施予一剂量的辐射之后，确定第二组患者特异性生物标志；(e)基于所述第一和第二组生物标志之间的关系确定所述目标区域的第二NTCP模型和第二 TCP模型中的至少一个；以及(f)基于所述第二NTCP模型和所述第二 TCP模型中的至少一个向所述目标区域施予第二剂量的辐射
技术领域

本发明涉及治疗领域它尤其涉及利用辐射向目标递送受控治疗的受检者的放射线疗法规程规划并将具体参考其进行描述
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法律状态

专利名称：标志适配的正常组织并发症概率的制作方法肿瘤放射线疗法被用于通过向患病组织或患病区域施加电离辐射处置患病组织，电离辐射例如是高能量光子、质子、中子、电子、重带电粒子(例如碳离子)等。被辐照的健康组织通常受到放射线疗法至少一定程度的损伤，并且这样的辐射能够产生有害副作用。为了使对健康组织的损伤最小化，将概率模型分配到处于危险中的患病组织和健康组织。这种模型的范例是肿瘤控制概率(TCP)和正常组织并发症概率(NTCP)。TCP是一种概率性疾病模型，基于肿瘤类型和针对该特定患者的辐照计划的具体细节给出局部肿瘤控制的估计。NTCP是健康组织上受到的辐射损伤的概率模型，辐射损伤导致一定严重程度的副作用。通过具体措施评估辐射诱发的副作用的严重程度，所述措施例如是European Organization for Research and Treatment of Cancer/Radiation Therapy Oncology Group (E0RTC/RT0G) Acute Radiation Morbidity Scoring Criteria 中提供的那些措施。放射线疗法规程规划是TCP和NTCP之间的折衷。针对给定放射线疗法计划的最优肿瘤剂量使得针对不同风险器官的TCP和NTCP之间的差异最大化。因此，NTCP是剂量限制因素。NTCP模型是将肿瘤剂量关联到健康组织中辐射损伤的概率的S形函数。高斯函数是副作用的概率密度的常用模型。其他模型应用不同的数学函数，例如泊松统计模型或回归模型。所有方法的共同点在于，针对平均剂量，通常依据等价均勻剂量EUD，来评估剂量-体积直方图(DVH)。使用范围最广的概率函数是Lyman EUD模型，其产生预测50%并发症概率的误差函数。该方程如下1 t (―)NTCP = ^= Γ exp~ chc(la)42π，-。0Γ EUD - TD50m、t =--(lb)m * TD50V ‘EUD = (YjIiD)1"*^-)"(IC)^ tot参数m表示S形NTCP曲线的斜率，剂量TD 50由50%并发症风险定义。方程Ic 示出了从DVH计算EUDntcp的常用方式。参数Di表示施加到体积元Vi的物理剂量，其中总评估器官体积为Vt。t。EUD概念是指局部辐射损伤对整个器官的功能的不同影响。例如，即使仅破坏了一小部分，脊柱也将不能工作。相反，即使破坏了相当大部分，肝脏和肺可以很好地工作。脊柱是所谓的串行器官(serial organ)的范例；肺和肝脏是所谓的并行器官。这是EUD描述的器官的这种性质。在方程Ic中，模型参数η与针对被考虑器官的体积效应的强度相关联。如果η接近1，EUD等于平均剂量，S卩，该模型描述存在大体积效应的完美‘并行’器官。如果η接近0，EUD变为最大剂量，S卩，该模型描述不存在大体积效应的完美‘串6行’器官。如上所述，已经报告过NTCP模型中使用的平均剂量的各种模型。用于不同器官中各种副作用的NTCP模型基于剂量-体积直方图(DVH)数据。它们通过将NTCP的数学模型的参数拟合到实际副作用曲线来确定，实际副作用曲线是在相应临床研究中已经确定的。Sohn等人做出的相当全面评估(Int. J. Rad. Oncol. Biol. Phys.， 67(2007),1066-1073)表明，不同的NTCP模型提供了不同质量的对具体副作用(在他们的情况下，是前列腺癌症放射线疗法中后期直肠流血)概率的估计。不过，这个组的分析纯粹基于辐射剂量值的分布(DVH)。迄今为止，几乎没有对NTCP的任何临床试验解决了患者的个体风险测绘。因此，当前的NTCP模型代表群体平均统计值。不过，辐射灵敏度在个体之间可能有显著变化。例如，有腹部手术历史的患者一般比先前没有腹部手术的患者对辐射的耐受度更低。关于EUD，通过将患者组细分成有腹部手术历史的人和无腹部手术历史的人来确定针对直肠出血的剂量修正因子为1. 1以及确定针对大便失禁的因子为2. 5。忽略这样的个体风险因素构成当前NTCP模型的系统性不精确，导致NTCP模型针对个体的错误估计。高估NTCP可能导致提供给肿瘤的剂量次最优，因此减少了肿瘤控制，导致患者可能复发。低估NTCP可能导致严重的副作用，可能过早地暂停治疗。TCP模型是将肿瘤剂量关联到肿瘤控制概率的S形函数。高斯函数是副作用的概率密度的常用模型。其他模型应用不同的数学函数，例如泊松统计模型或回归模型。所有方法的共同点在于，针对平均剂量，通常依据等价均勻剂量EUD，来评估剂量-体积直方图 (DVH)。使用范围最广的概率函数是Lyman EUD模型，其产生预测50%并发症概率的误差函数。该方程如下

一种治疗系统包括诊断图像扫描机(12)，其采集要处置的目标区域的诊断图像。规划处理器(70)被配置成基于治疗之前和期间的患者特异性生物标志产生患者特异性自适应辐射治疗计划。确定第一组患者特异性生物标志，然后用于确定第一正常组织并发症概率(NTCP)模型和第一肿瘤控制概率(TCP)模型。辐射治疗装置(40)利用基于第一NTCP模型和第一TCP模型的规程向目标区域施予第一剂量的辐射。确定第二组患者特异性生物标志。使用第一组和第二组患者特异性生物标志之间的关系确定第二NTCP模型和第二TCP模型。辐射治疗装置(40)利用基于第二NTCP模型和第二TCP模型的规程向目标区域施予第二剂量的辐射。

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