【手続補正書】
【提出日】令和3年7月28日(2021.7.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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が、
複数の最適化ループを実施するステップであって、各最適化ループが、
計画画像中に定義された関心領域を有する患者の前記計画画像によって表される患者体内における線量分布を計算することであって、前記線量分布は、パラメータ化された放射線治療計画を実行する放射線送達デバイスモデルによって表される放射線送達デバイスによって送達されるものである、ことと、
オブジェクト関数に対する重みを決定することであって、各オブジェクト関数は、前記計画画像中で定義された関心領域に対する計算された前記線量分布と対応する目標とのコンプライアンスを定量化し、前記重みは、前記オブジェクト関数に対するオブジェクト関数値目標から決定される、ことと、
前記オブジェクト関数に対して決定された前記重みによって重み付けされた前記オブジェクト関数の重み付き合計を含む合成オブジェクト関数に対してそれぞれ、前記患者体内における計算された前記線量分布を最適化するように、前記パラメータ化された放射線治療計画のパラメータを調節することによって、最適化された線量分布を生成することと、を含む、
最適化ループを実施するステップを有し、
少なくとも１つの最適化ループが、少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を更新することを更に含み、更新された前記少なくとも１つのオブジェクト関数値目標が、少なくとも実施される次の最適化ループで使用され、
前記放射線治療計画方法が、
前記複数の最適化ループのうち最後に実施される最適化ループによって生成される、前記最適化された線量分布に対応する調節された前記パラメータを含む、前記パラメータ化された放射線治療計画を含む最適化された放射線治療計画を、非一時的放射線治療計画記憶装置に格納するステップ
を更に有する、非一時的記憶媒体。
【請求項２】
前記更新することが、前記最適化ループによって生成された前記最適化された線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値に基づいて、前記少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を自動的に更新することを含む、請求項１に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項３】
前記少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を前記自動的に更新することが、前記最適化ループによって生成された前記最適化された線量分布に対応する前記オブジェクト関数の前記オブジェクト関数値に関数的に依存する乗数によって、前記オブジェクト関数値目標をスケーリングすることを含む、請求項２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項４】
前記患者の前記計画画像中に定義される前記関心領域が、照射されるべき少なくとも１つの標的関心領域と、照射を受けないように少なくとも部分的に温存されるべき少なくとも１つのリスク臓器関心領域とを含み、
最初に実施される最適化ループに関して、前記合成オブジェクト関数が、前記標的関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数のみの重み付き合計を含み、
前記最初に実施される最適化ループの後に実施される前記最適化ループに関して、前記合成オブジェクト関数が、前記標的関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数と前記リスク臓器関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数との重み付き合計を含み、
前記最初に実施される最適化ループが、前記最初に実施される最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に関する前記合成オブジェクト関数の値に基づいて、少なくとも２番目に実施される最適化ループで使用される、前記オブジェクト関数値目標を自動的に更新することを更に含む、請求項１に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項５】
前記少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を更新することが、
前記最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に関する前記オブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標及びオブジェクト関数値をディスプレイに表示することと、
前記コンピュータに動作可能に接続されたユーザ入力デバイスを介して、少なくとも前記次に実施される最適化ループで使用される、更新された前記少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を受信することとを含む、請求項１に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項６】
各最適化ループにおける前記オブジェクト関数に対する前記重みを決定することが、前記最適化ループが前記パラメータ化された放射線治療計画の前記パラメータを調節する前に、前記オブジェクト関数に対する前記オブジェクト関数値目標と計算された前記線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値との比に関数的に依存するスケーリング係数によって、各オブジェクト関数に対する現在の重みをスケーリングすることを含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項７】
少なくとも１つのオブジェクト関数が、計算された前記線量分布と標的関心領域に対する処方線量とのコンプライアンスを定量化し、少なくとも１つの最適化ループが、前記標的関心領域の適用範囲の測定基準を決定することと、前記標的関心領域の適用範囲の決定された前記測定基準と前記標的関心領域の所望の適用範囲との比較に基づいて、前記標的関心領域に対する前記処方線量とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数を調節することとを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項８】
前記標的関心領域の適用範囲の前記測定基準が、前記標的関心領域の指定されたボリューム適用範囲における処方パーセンテージであり、前記調節することが、前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲における決定された前記処方パーセンテージが、前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲における前記所望の処方パーセンテージよりも少ない場合、前記標的関心領域に対する前記処方線量とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数の標的線量を増加させることを含む、請求項７に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項９】
少なくとも１つの最適化ループが、前記オブジェクト関数に対する前記オブジェクト関数値目標と、前記最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値とに基づいて、少なくとも１つのオブジェクト関数を再公式化又は調節することを更に含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１０】
前記オブジェクト関数が、
関心領域に対する最小線量目標とのコンプライアンスを定量化する、最小線量オブジェクト関数、
関心領域に対する最大線量目標とのコンプライアンスを定量化する、最大線量オブジェクト関数、
関心領域のボリュームの所与の部分に対する最小線量目標とのコンプライアンスを定量化する、所与のボリュームに対する最小線量オブジェクト関数、及び、
関心領域のボリュームの所与の部分に対する最大線量目標とのコンプライアンスを定量化する、所与のボリュームに対する最大線量オブジェクト関数のうち、少なくとも２つを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１１】
前記パラメータ化された放射線治療計画の前記パラメータが、
マルチリーフコリメータ設定、
ビームレット重み、及び、
１つ又は複数のビームアークパラメータのうち、少なくとも１つを含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１２】
コンピュータを使用して、複数の最適化ループを実施するステップを含み、各最適化ループが、
オブジェクト関数に対する少なくともオブジェクト関数値目標から、前記オブジェクト関数に対する重みを決定するステップであって、各オブジェクト関数が、患者の計画画像中に定義される関心領域）に関して、対応する目標との線量分布コンプライアンスを定量化する、ステップと、
前記計画画像によって表される前記患者の体内の線量分布を計算するステップであって、前記線量分布が、パラメータ化された放射線治療計画を実行する放射線送達デバイスモデルによって表される、放射線送達デバイスによって送達されるものである、ステップと、
決定された前記重みによって重み付けされた前記オブジェクト関数の重み付き合計を含む合成オブジェクト関数に対してそれぞれ、前記患者の体内における計算された前記線量分布を最適化するため、前記パラメータ化された放射線治療計画のパラメータを調節することによって、最適化された線量分布を生成するステップとを有し、
少なくとも１つの最適化ループが、少なくとも１つのオブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標を更新するステップを更に含み、更新された前記オブジェクト関数値目標が、少なくとも前記次に実施される最適化ループで使用される、放射線治療計画方法。
【請求項１３】
少なくとも１つのオブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標を更新する前記ステップが、前記最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値に基づいて、前記オブジェクト関数値目標を自動的に更新するステップを有する、請求項１２に記載の放射線治療計画方法。
【請求項１４】
少なくとも１つのオブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標を更新する前記ステップが、前記オブジェクト関数値目標と前記最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値との比に関数的に依存するスケーリング係数によって、前記オブジェクト関数値目標をスケーリング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。
【請求項１５】
前記患者の前記計画画像中に定義される前記関心領域が、照射されるべき少なくとも１つの標的関心領域と、照射を受けないように少なくとも部分的に温存されるべき少なくとも１つのリスク臓器関心領域とを含み、
最初に実施される最適化ループに関して、前記合成オブジェクト関数が、標的関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数のみの重み付き合計を含み、
前記最初に実施される最適化ループの後に実施される前記最適化ループに関して、前記合成オブジェクト関数が、標的関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数とリスク臓器関心領域の対応する目標とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数との重み付き合計を含み、
前記最初に実施される最適化ループが、前記最初に実施される最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に関する前記合成オブジェクト関数の値に基づいて、前記オブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標を自動的に更新するステップであって、更新された前記オブジェクト関数の前記オブジェクト関数値目標が、少なくとも２番目に実施される最適化ループで使用される、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。
【請求項１６】
前記更新するステップが、
前記最適化ループによって生成される前記最適化された線量分布に関する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値を、ディスプレイに表示し、前記オブジェクト関数に対する前記オブジェクト関数値目標を更に表示するステップと、
前記コンピュータに動作可能に接続されたユーザ入力デバイスを介して、少なくとも１つの更新されたオブジェクト関数値目標を受信するステップであって、更新された前記オブジェクト関数値目標が少なくとも前記次に実施される最適化ループで使用される、ステップとを有する、請求項１２に記載の放射線治療計画方法。
【請求項１７】
少なくとも１つのオブジェクト関数が、計算された前記線量分布と標的関心領域に対する処方線量とのコンプライアンスを定量化し、少なくとも１つの最適化ループが、前記標的関心領域の指定されたボリューム適用範囲における処方パーセンテージを決定するステップと、決定された前記処方パーセンテージと前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲における所望の処方パーセンテージとの比較に基づいて、前記標的関心領域に対する前記処方線量とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数を調節するステップとを更に有する、請求項１２から１６のいずれか一項に記載の放射線治療計画方法。
【請求項１８】
計算された前記線量分布と前記標的関心領域に対する前記処方線量とのコンプライアンスを定量化する前記オブジェクト関数が、前記標的関心領域における標的線量からの偏差にペナルティを科し、前記標的線量は最初に前記処方線量に等しく設定され、
前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲において、決定された前記処方パーセンテージが所望の処方パーセンテージよりも少ない場合、前記調節するステップが前記標的線量を増加させる、請求項１７に記載の放射線治療計画方法。
【請求項１９】
各最適化ループにおける前記オブジェクト関数に対する前記重みを決定するステップが、前記最適化ループが前記パラメータ化された放射線治療計画の前記パラメータを調節する前に、前記オブジェクト関数に対する前記オブジェクト関数値目標と計算された前記線量分布に対する前記オブジェクト関数のオブジェクト関数値との比に関数的に依存するスケーリング係数によって、各オブジェクト関数に対する現在の重みをスケーリングするステップを有する、請求項１２から１８のいずれか一項に記載の放射線治療計画方法。
【請求項２０】
請求項１２から１９のいずれか一項に記載の放射線治療計画方法を実施するステップと、
前記最適化された放射線治療計画を実行するように放射線送達デバイスを操作するステップとを有する、放射線治療送達方法。
【請求項２１】
電子プロセッサと、
複数の最適化ループを実施するステップを有する放射線治療計画方法を実施するために、前記電子プロセッサ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とを備え、各最適化ループが、
計画画像によって表される患者の体内の線量分布を計算することであって、前記線量分布が、パラメータ化された放射線治療計画を実行する放射線送達デバイスモデルによって表される、放射線送達デバイスによって送達されるものである、ことと、
標的関心領域に対する標的線量とのコンプライアンスを定量化するオブジェクト関数を含むオブジェクト関数の重み付き合計を含む合成オブジェクト関数に対してそれぞれ、前記患者の体内における計算された前記線量分布を最適化するため、前記パラメータ化された放射線治療計画のパラメータを調節することによって、最適化された線量分布を生成することであって、前記標的線量は最初に処方線量に設定される、こととを含み、
少なくとも１つの最適化ループが、前記標的関心領域の適用範囲の測定基準と前記標的関心領域の所望の適用範囲との比較に基づいて、前記標的線量を更新することを更に含み、前記更新された標的線量が、少なくとも前記次に実施される最適化ループで使用される、放射線治療計画デバイス。
【請求項２２】
適用範囲の前記測定基準が、前記標的関心領域の指定されたボリューム適用範囲における処方パーセンテージである、請求項２１に記載の放射線治療計画デバイス。
【請求項２３】
前記更新することが、前記最適化された線量分布に対して決定される前記処方パーセンテージが前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲における前記所望の処方パーセンテージよりも少ない場合に、前記標的線量を増加することを含む、請求項２２に記載の放射線治療計画デバイス。
【請求項２４】
前記更新することが、
前記標的線量を（ｘ％ｄｅｓｉｒｅｄ−ｘ％ａｃｔｕａｌ）に比例する量だけ調節することを含み、ｘ％ａｃｔｕａｌが前記最適化された線量分布に対して決定される前記処方パーセンテージ、ｘ％ｄｅｓｉｒｅｄが前記標的関心領域の前記指定されたボリューム適用範囲における前記所望の処方パーセンテージである、請求項２２又は２３に記載の放射線治療計画デバイス。
【請求項２５】
少なくとも１つの最適化ループが、前記合成オブジェクト関数の少なくとも１つのオブジェクト関数の少なくとも１つのオブジェクト関数値目標を更新することを更に含み、更新された前記オブジェクト関数値目標が少なくとも前記次に実施される最適化ループで使用される、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイス。
【請求項２６】
放射線送達デバイスと、
請求項２１から２５のいずれか一項に記載の放射線治療計画デバイスとを備え、
前記放射線送達デバイスが、前記複数の最適化ループのうち最後に実施される最適化ループによって生成される前記パラメータ化された放射線治療計画を含む、最適化された放射線治療計画を実行する、放射線治療装置。