(57)【要約】  放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理するシステムおよび方法。本方法は、患者の画像データを取得するステップと、少なくとも部分的に画像データに基づいて、患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む患者に対する治療計画を生成するステップと、実質的に治療位置にある患者のオンライン画像を取得するステップと、計算された放射線量の少なくとも一部分を患者にデリバリーするステップと、患者が受けた放射線量を自動的に再計算するステップとを含む。
2009502250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法であって、
患者の画像データを取得するステップと、
少なくとも部分的に前記画像データに基づいて、前記患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む前記患者に対する治療計画を生成するステップと、
実質的に治療位置にある前記患者のオンライン画像を取得するステップと、
前記計算された放射線量の少なくとも一部分を前記患者にデリバリーするステップと、
前記患者が受けた前記放射線量を自動的に再計算するステップと
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、すべての画像にわたってデリバリーされた前記放射線量を蓄積するために、前記画像データの変形可能なレジストレーションを自動的に実施するステップを更に含む、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、前記変形可能なレジストレーションに応じて、前記治療計画を修正するステップを更に含む、方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、前記治療計画を自動的に修正する前記ステップが更に、すべての画像にわたって、将来の治療でデリバリーすべき線量を再計算するステップを含む、方法。
【請求項５】
請求項３に記載の方法において、前記蓄積された放射線量が、デリバリーされた放射線量と、放射線量の将来のデリバリーとを含む、方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、将来の治療でデリバリーすべき予測的な放射線量を蓄積するために、前記画像データの変形可能なレジストレーションを自動的に実施するステップを更に含む、方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法であって、前記デリバリーされた放射線量に少なくとも部分的に基づいて、異なる治療計画を自動的に表示するステップを更に含む、方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、前記異なる計画が新しい計画である、または古い計画の修正である、方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、ユーザに線量測定情報を自動的に提示するステップを更に含む、方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、デリバリーされた放射線量、計画された放射線量、前記デリバリーされた放射線量と前記計画された放射線量との比較、ガンマ関数、およびグザイ関数のうちの１つを自動的に提示するステップを更に含む、方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、前記患者の画像を自動的に処理するステップを更に含む、方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、前記画像を自動的に処理するステップが更に、画像、治療台の交換、密度補正、およびレジストレーション・パラメータの適用をマージ（ｍｅｒｇｉｎｇ）するステップのうちの少なくとも１つを含む、方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、デリバリーされた放射線量を患者効果に関連付ける生物学的モデルを自動的に特定し、前記放射線療法治療計画を修正するために、前記生物学的モデルを使用するステップを更に含む、方法。
【請求項１４】
請求項１に記載の方法であって、少なくとも１つの自動化プロセスをカスタマイズするために、ソフトウェア・マクロを定義するステップを更に含む、方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、定義された許容差に入らない患者治療パラメータを自動的に特定し、前記許容差違反であることをユーザに自動的に通知するステップを更に含む、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、前記自動的な通知が電子メールを介して行われる、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法において、前記自動的な通知が、移動電話およびページャの一方を介して行われる、方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法であって、自動的に再計画をいつ行うかを判定するための閾値を確立するステップを更に含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、前記閾値に基づいて治療を停止するステップを更に含む、方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法であって、１を超える治療計画を生成し、ユーザが前記計画のうちの１つを選択できるようにするステップを更に含む、方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の方法であって、前記患者にデリバリーされた前記放射線量に部分的に基づいて、前記患者に対する異なる治療計画を自動的に生成するステップを更に含む、方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、前記異なる計画が新しい計画である、または古い計画の修正である、方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法であって、前記患者の現在の解剖学的構造および予想される解剖学的構造の変化に基づいて、自動的に再計画するステップを更に含む、方法。
【請求項２４】
請求項１に記載の方法において、前記患者が受けた前記放射線量を自動的に計算する前記ステップが、前のトリートメント・デリバリーによる前の線量測定データを組み込むステップを含む、方法。
【請求項２５】
放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法であって、
患者の画像データを取得するステップと、
少なくとも部分的に前記画像データに基づいて、前記患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む前記患者に対する治療計画を生成するステップと、
放射線療法治療に関連する、前記治療計画に含まれていない新しいデータを入力するステップと、
前記計算された放射線量の少なくとも一部分を前記患者にデリバリーするステップと、
前記患者が受けた前記放射線量を自動的に再計算するステップと
を含む方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記新しいデータが、レジストレーション情報および前記患者に対するセットアップ情報の一方である、方法。
【請求項２７】
請求項２５に記載の方法において、前記新しいデータが、前記治療計画のデリバリー中に取得される、方法。
【請求項２８】
請求項２５に記載の方法において、前記新しいデータが画像データである、方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法において、前記画像データが計画画像からのものである、方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法において、前記画像データが、前のオフライン画像からのものである、方法。
【請求項３１】
請求項２５に記載の方法において、前記新しいデータがマシンに関連するデータである、方法。
【請求項３２】
請求項２５に記載の方法において、前記患者が受けた前記放射線量を自動的に計算するステップが、計画画像、前記計画画像の変更版、前記患者が実質的に治療位置にある間に取得された画像、および前記患者が受けた前記放射線量を計算するための画像の組合せを用いるステップを含む、方法。
【請求項３３】
放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理するためのシステムであって、
治療計画に従って、患者に放射線をデリバリーするように動作可能な、コンピュータ・プロセッサを含む放射線療法治療デバイスと、
前記コンピュータ・プロセッサによりアクセス可能なコンピュータ可読媒体に記憶されたソフトウェア・プログラムであり、
患者の画像データを取得し、
少なくとも部分的に前記画像データに基づいて、前記患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む前記患者に対する治療計画を生成し、
実質的に治療位置にある前記患者のオンライン画像を取得し、
前記計算された放射線量の少なくとも一部分を前記患者にデリバリーし、更に
前記患者が受けた前記放射線量を自動的に再計算するように動作可能なソフトウェア・プログラムと
を含むシステム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、すべての画像にわたってデリバリーされた前記放射線量を蓄積するために、前記画像データの変形可能なレジストレーションを自動的に実施するように動作可能である、システム。
【請求項３５】
請求項３４に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記変形可能なレジストレーションに応じて、前記治療計画を修正するように動作可能である、システム。
【請求項３６】
請求項３５に記載のシステムにおいて、前記治療計画を自動的に修正するように動作可能な前記ソフトウェアが、すべての画像にわたって、将来の治療でデリバリーすべき線量を再計算するように動作可能であることを含む、システム。
【請求項３７】
請求項３５に記載の方法において、前記蓄積された放射線量が、デリバリーされた放射線量と、放射線量の将来のデリバリーとを含む、方法。
【請求項３８】
請求項３４に記載の方法において、前記ソフトウェアが更に、将来の治療でデリバリーすべき予測的な放射線量を蓄積するために、前記画像データの変形可能なレジストレーションを自動的に実施するように動作可能である、方法。
【請求項３９】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記デリバリーされた放射線量に少なくとも部分的に基づいて、異なる治療計画を自動的に表示するように動作可能である、システム。
【請求項４０】
請求項３９に記載のシステムにおいて、前記異なる計画が新しい計画である、または古い計画の修正である、システム。
【請求項４１】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、ユーザに線量測定情報を自動的に提示するように動作可能である、システム。
【請求項４２】
請求項４１に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、デリバリーされた放射線量、計画された放射線量、前記デリバリーされた放射線量と前記計画された放射線量との比較、ガンマ関数、およびグザイ関数のうちの１つを自動的に提示するように動作可能である、システム。
【請求項４３】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記患者の画像を自動的に処理するように動作可能である、システム。
【請求項４４】
請求項４３に記載のシステムにおいて、前記画像を自動的に処理するように動作可能な前記ソフトウェアが、画像、治療台の交換、密度補正、およびレジストレーション・パラメータの適用のうちの少なくとも１つをマージするように動作可能であるステップを含む、システム。
【請求項４５】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、デリバリーされた放射線量を患者効果に関連付ける生物学的モデルを自動的に特定し、前記放射線療法治療計画を修正するために、前記生物学的モデルを使用するように動作可能である、システム。
【請求項４６】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、少なくとも１つの自動化プロセスをカスタマイズするために、ソフトウェア・マクロを定義するように動作可能である、システム。
【請求項４７】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、定義された許容差に入らない患者治療パラメータを自動的に特定し、前記許容差違反であることをユーザに自動的に通知するように動作可能である、システム。
【請求項４８】
請求項４７に記載のシステムにおいて、前記自動的な通知が電子メールを介して行われる、システム。
【請求項４９】
請求項４７に記載のシステムにおいて、前記自動的な通知が、移動電話およびページャの一方を介して行われる、システム。
【請求項５０】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、自動的に再計画をいつ行うかを判定するための閾値を確立するように動作可能である、システム。
【請求項５１】
請求項５０に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記閾値に基づいて治療を停止するように動作可能である、システム。
【請求項５２】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、１を超える治療計画を生成し、ユーザが前記治療計画のうちの１つを選択できるように動作可能である、システム。
【請求項５３】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記患者にデリバリーされた前記放射線量に部分的に基づいて、前記患者に対する異なる治療計画を自動的に生成するように動作可能である、システム。
【請求項５４】
請求項５３に記載のシステムにおいて、前記異なる計画が新しい計画である、または古い計画の修正である、システム。
【請求項５５】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記ソフトウェアが更に、前記患者の現在の解剖学的構造および予想される解剖学的構造の変化に基づいて、自動的に再計画するように動作可能である、システム。
【請求項５６】
請求項３３に記載のシステムにおいて、前記患者が受けた前記放射線量を自動的に計算するように動作可能な前記ソフトウェアが、前のトリートメント・デリバリーによる前の線量測定データを組み込むように動作可能なソフトウェアを含む、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
この出願は、ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤ  ＦＯＲ  ＦＥＥＤＢＡＣＫ  ＧＵＩＤＥＤ  ＱＵＡＬＩＴＹ  ＡＳＳＵＲＡＮＣＥ  ＡＮＤ  ＡＤＡＰＴＡＴＩＯＮＳ  ＴＯ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＡＰＹ  ＴＲＥＡＴＭＥＮＴと題する２００５年７月２２日出願の米国特許仮出願第６０／７０１５８０号、およびＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＩＮＴＥＲＦＡＣＥ  ＦＯＲ  ＡＤＡＰＴＩＶＥ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＴＨＥＲＡＰＹと題する２００５年１０月１４日出願の米国特許仮出願第６０／７２６５４８号に対する優先権を主張し、その内容全体を参照により本明細書に組み込む。
【０００２】
過去数十年にわたり、コンピュータおよびネットワーキング、放射線療法治療計画ソフトウェア、および医用画像モダリティ（ＣＴ、ＭＲＩ、ＵＳ、およびＰＥＴ）における改良が、放射線療法行為に組み入れられてきた。これらの改良により、画像誘導放射線治療（「ＩＧＲＴ：ｉｍａｇｅ  ｇｕｉｄｅｄ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｔｈｅｒａｐｙ」）の開発に至った。ＩＧＲＴは、健康な器官への放射線照射を低減しつつ、放射線量をより確実に腫瘍に当てるために、患者内部の解剖学的構造の断面画像を用いる放射線療法である。腫瘍にデリバリーされる放射線量は、強度変調放射線治療（「ＩＭＲＴ：ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ  ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｔｈｅｒａｐｙ」）を用いて制御され、これは、患者の腫瘍の寸法、形状、および位置に一致するように、放射線ビームの寸法、形状、および強度を変更することを含む。ＩＧＲＴおよびＩＭＲＴは、腫瘍の制御を改善し、同時に、腫瘍を囲む健康な組織を照射することによる急性の副作用が生ずる可能性を低減する。
【０００３】
ＩＭＲＴは、幾つかの国で医療の標準になりつつある。しかし、多くの状況で、ＩＭＲＴは、時間、資源、および請求額の制約により、患者を治療するために使用されない。ＩＭＲＴ計画により生成される高い勾配（gradients）が患者治療のための正しい位置に位置することを保証するために、患者の日々の画像を使用することができる。更に、これらの画像は、その計画を、オンラインで、または必要な場合オフラインで適合させるための必要な情報を提供することができる。
【０００４】
患者の治療過程で生ずる可能性のある不確定さおよび変化には多くの発生源があることが放射線療法の分野で一般に知られている。これらの発生源の幾つかは、毎日の患者のセットアップ位置におけるわずかな差など、ランダムなエラーを示す。他の発生源は、療法中に患者の腫瘍が退行する、または患者が体重を減らす場合に生ずる可能性のある生理学的変化に起因する。第３の可能な範疇は動きと考えられる。幾つかの動きは、患者の咳込みまたは放屁など更にランダムであり予測不能なので、動きは、他の範疇の何れとも重複する可能性があるが、呼吸動作などの他の動きは、より規則的になることも時々ある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
放射線療法では、不確定さが、患者治療の品質に影響を与える可能性がある。例えば、ターゲット部位に治療線量をデリバリーする場合、ターゲット回りの高線量「マージン」部位もまた治療することが標準の行為である。これは、治療の過程で、または単一のフラクション（ｆｒａｃｔｉｏｎ）中にその位置が変化した場合であっても、ターゲットが所望の線量を確実に受けられるようにする。ターゲット位置が不明確になればなるほど、一般に、使用するのに必要なマージンは大きくなる。
【０００６】
適応放射線療法は、概して、将来の治療を改善するために放射線療法治療の過程でフィードバックを使用する概念に関連する。フィードバックは、オフラインの適応療法プロセス、およびオンラインの適応療法プロセスで使用され得る。オフラインの適応療法プロセスは、治療フラクションの間など、患者が治療されていない間に行われる。この１つのバージョンでは、各フラクション中、患者の新しいＣＴ画像は、各フラクションの前または後で取得される。第１の幾つかの治療フラクションから画像が取得された後、画像は評価されて、複数日にわたるターゲット構造位置の有効なエンベロープ（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）を決定する。次いで、標準の動きの仮定を使用するのではなく、ターゲット構造の動きの範囲をより反映させるようにして、新しい計画を作成することができる。オフラインの適応療法のより複雑なバージョンは、各フラクションの後、デリバリーされた線量を再計算し、場合によっては変形技法を利用してこれらの線量を蓄積し、この蓄積中に内部の動きを調整する。蓄積された線量は、次いで、計画された線量と比較され、何らかの不一致が認められた場合、その後のフラクションは、その変化を調整するために変更され得る。
【０００７】
オンライン適応療法プロセスは、一般に、患者が治療室にいる間に行われ、必ずしも必要ではないが施療中に行われることもある。例えば、幾つかの放射線療法治療システムは、オンラインＣＴまたはＸ線システムなどの撮像システムを備える。これらのシステムは、施療のための患者のセットアップを検証しまたは調整するために、治療前に使用され得る。撮像システムはまた、実際の施療中に治療を適合させるためにも使用することができる。例えば、撮像システムは、患者の解剖学的構造の変化を反映させるように施療を変更するために、場合によっては、治療と同時に使用することも可能である。
【０００８】
本発明の一態様は、適応療法技法の用途の新しい機会を開示することであり、また更なる諸態様は、適応療法のための新規な方法を提示することである。具体的には、適応療法は、一般に、患者の治療を変更するためのフィードバックに焦点を当ててきたが、本発明は、品質保証の状況で使用される適応療法プロセスに焦点を当てている。これは、システム全体を検証する状況において特に有効である。
【０００９】
例えば、検出器は、治療ビームがどのくらい患者を貫通したかを示す情報を収集するために使用することができ、それにより、治療出力の大きさ、ならびにデリバリーに使用された任意の放射線パターンを決定することができる。このデリバリー検証プロセスの利点は、不適切なリーフ・パターンまたはマシン出力など、マシンデリバリーにおけるエラーを操作者が検出できるようになることである。
【００１０】
しかし、マシンが適切に機能していることを検証することは、それ自体、治療計画の適正なデリバリーを保証するものではなく、マシンをプログラムするために使用された外部入力が有効であり、かつ整合性のあることを検証することも必要になる。従って、本発明の一態様は、治療プロセス全体の改善された品質保証のために、適応型フィードバック・ループのより広い概念を含む。この態様では、本発明は、治療のために患者を配置し、画像誘導の方法を用いて患者の位置を決定するステップと、画像誘導に基づいて、治療に必要なように患者を再配置するステップと、治療を開始するステップとを含む。次いで、治療中または治療後に、患者の線量を再計算するステップと、治療前にまたは治療中に収集された患者画像情報を組み込むステップとを含む。これらの諸ステップの完了後、デリバリーが、どの程度計画通り実施されたかを分析するだけではなく、計画されたデリバリーが、新しく利用可能なデータに即して妥当であるかを検証するために、品質保証データが収集される。この点に関して、フィードバックの概念は、患者またはデリバリーの変化に基づいて、治療に対する変更を指示するためには、もはや使用されず、元のデリバリーそれ自体を検証するために使用される。
【００１１】
一例として、ある患者に対する治療計画を作成できるかもしれないが、計画に使用された画像が、正しくない密度の較正を適用することによるなど、壊れている可能性がある。この場合、治療計画は正しくない情報に基づいており、患者に正しい線量をデリバリーしないかもしれない。更に、多くの品質保証技法は、マシンに対する命令が正しい入力情報に基づいているかどうかを検査するのではなく、マシンが命令通り動作していることを検証するので、このエラーは検出されないことになる。同様に、幾つかの適応療法技法を、このデリバリーに適用することができるが、この例の較正問題が残存する場合、その適応治療は、同様な欠陥を生ずるはずである。
【００１２】
品質保証目的のために、フィードバックの使用を拡張するように使用され得る幾つかのプロセスがある。例えば、一実施形態では、このプロセスは、上述のデリバリー検証技法を含むはずである。これらの方法が提供するマシン性能の妥当性検査は、システム全体の品質保証ツール・セットの価値のある構成要素である。更に、デリバリーの妥当性検査プロセスは、一部が欠けた視野を有する画像に基づくデリバリーなど、他のシステム・エラーを分析するように拡張され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施形態では、本発明は、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法を提供する。本方法は、患者の画像データを取得するステップと、少なくとも部分的に画像データに基づいて、患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む患者に対する治療計画を生成するステップと、実質的に治療位置にある患者のオンライン画像を取得するステップと、計算された放射線量の少なくとも一部分を患者にデリバリーするステップと、患者が受けた放射線量を自動的に再計算するステップとを含む。
【００１４】
他の実施形態では、本発明は、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法を提供する。本方法は、患者の画像データを取得するステップと、少なくとも部分的に画像データに基づいて、患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む患者に対する治療計画を生成するステップと、放射線療法治療に関連する、治療計画に含まれていない新しいデータを入力するステップと、計算された放射線量の少なくとも一部分を患者にデリバリーするステップと、患者が受けた放射線量を自動的に再計算するステップとを含む。
【００１５】
更に他の実施形態では、本発明は、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理するためのシステムを提供する。システムは、放射線療法治療デバイスおよびソフトウェア・プログラムを含む。放射線療法治療デバイスは、コンピュータ・プロセッサを含み、治療計画に従って患者に放射線をデリバリーするように動作可能である。ソフトウェア・プログラムは、コンピュータ・プロセッサによりアクセス可能なコンピュータ可読媒体に記憶されており、また患者の画像データを取得し、少なくとも部分的に画像データに基づいて、患者にデリバリーすべき計算された放射線量を含む患者に対する治療計画を生成し、実質的に治療位置にある患者のオンライン画像を取得し、計算された放射線量の少なくとも一部分を患者にデリバリーし、患者が受けた放射線量を自動的に再計算するように動作可能である。
【００１６】
本発明の他の諸態様は、詳細な説明および添付の図面を検討することにより明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の任意の諸実施形態が詳細に説明される前に、本発明は、その用途において、以下の説明で述べられたまたは以下の図面で例示されたコンポーネントの構成および配置の細部に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の諸実施形態も可能であり、様々な方法で実施され、または実行され得る。更に、本明細書で使用される表現法および用語は説明のためであり、限定するものと見なすべきではないことを理解されたい。「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「含む／備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、または「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、およびその変形を本明細書で使用する場合は、その後にリストされる項目およびその均等物、ならびに追加の項目を包含することを意味する。その他の形で指定されまたは限定されない限り、用語「設置される／取り付けられる（ｍｏｕｎｔｅｄ）」、「接続される」、「支持される」、および「結合される」、ならびにその変形は、広く使用され、かつ直接的、間接的に、設置／取付け、接続、支持、および結合することを包含する。更に、「接続される」、および「結合される」は、物理的または機械的な接続もしくは結合に限定されない。
【００１８】
上側、下側、下方向、上方向、後方向、底部、前方、後方など、方向の参照は、図面の説明において本明細書で行われ得るが、これらの参照は、便宜上、図面に対して（普通に眺めたときに）行われる。これらの方向は、本発明を、どんな形であれ、文字通り取られることをまたは限定することを意図していない。更に、「第１」、「第２」、および「第３」などの用語は、説明のために本明細書で使用されており、相対的な重要性または意義を指示または暗示することを意図していない。
【００１９】
更に、本発明の諸実施形態は、議論のためにコンポーネントの大多数がハードウェア中に単独で実装されるかのように例示されかつ述べられている、ハードウェア、ソフトウェアと、電子コンポーネントもしくはモジュールとを共に含むことを理解されたい。しかし、当業者であれば、この詳細な説明を読むことに基づいて、少なくとも１つの実施形態において、本発明の電子ベースの諸態様がソフトウェアで実装され得ることを理解するはずである。従って、複数のハードウェアおよびソフトウェアベースのデバイス、ならびに複数の異なる構造的コンポーネントが、本発明を実装するために使用され得ることに留意されたい。更に、続く段落で述べるように、図面で示された特定の機械的な構成は、本発明の諸実施形態を例示するものであり、他の代替の機械的な構成も可能であることが意図される。
【００２０】
図１は、患者１４に放射線療法を提供できる放射線療法治療システム１０を示す。放射線療法治療は、光子ベースの放射線療法、近接照射療法、電子ビーム療法、陽子、中性子、または粒子線療法、あるいは他のタイプの治療療法を含むことができる。放射線療法治療システム１０は、ガントリ１８を含む。ガントリ１８は、放射線源２４、および放射線のビーム３０を生成するように動作可能な線形加速器２６を含むことのできる放射線モジュール２２を支持することができる。図面で示されたガントリ１８は、リング・ガントリ、すなわち、完全に３６０度まで延びて完全なリングまたは円を生み出すガントリであるが、他のタイプの取付け構成もまた、使用することができる。例えば、Ｃタイプ、部分的なリング・ガントリ、またはロボット的なアームを使用することもできる。患者１４に対して、様々な回転位置および／または軸方向位置で、放射線モジュール２２を配置することのできる他の任意のフレームワークをまた使用することができる。更に、放射線源２４は、ガントリ１８の形状に追従しない経路を移動することができる。例えば、放射線源２４は、例示のガントリ１８は概して円形形状であっても、非円形の経路を移動することができる。
【００２１】
放射線モジュール２２はまた、放射線ビーム３０を変更し、または変調するように動作可能な変調デバイス３４を含むことができる。変調デバイス３４は、放射線ビーム３０の変調を行い、また放射線ビーム３０を患者１４の方向へ送る。具体的には放射線ビーム３４は、患者の一部分の方向に送られる。広く言えば、その部分は体全体を含むことができるが、概して、体全体よりは小さく、２次元面積および／または３次元体積により定義され得る。ターゲット３８またはターゲット部位と呼ばれ得る放射線を受けることが望ましい部分は、関心領域の一例である。ターゲット３８はまた、ターゲットの周囲に、またはその周囲に部分的にマージンを含むことができる。他の関心領域は、危険部位（ｒｅｇｉｏｎ  ａｔ  ｒｉｓｋ）である。ある部分が、危険部位を含む場合、放射線ビームは、危険部位から逸らされることが好ましい。患者１４は、放射線療法を受ける必要のある、１を超えるターゲット部位を有する可能性がある。このような変調は、時々、強度変調放射線治療（「ＩＭＲＴ」）と呼ばれる。
【００２２】
変調デバイス３４は、図２に示すようにコリメーション・デバイス４２含むことができる。コリメーション・デバイス４２は、放射線ビーム３０が通過できる開口部５０の寸法を画定し、調整する１組のジョー（ｊａｗ）４６を含む。ジョー４６は、上側ジョー５４および下側ジョー５８を含む。上側ジョー５４および下側ジョー５８は、開口部５０の寸法を調整するように移動可能である。
【００２３】
一実施形態では、また図２に示すように、変調デバイス３４は、強度変調を提供するために、位置を次々に移動するように動作可能な複数の組み合わされたリーフ６６を含むマルチリーフ・コリメータ６２を備えることができる。リーフ６６は、最小の開放位置と最大の開放位置の間の何れかの位置に移動できることにも留意されたい。複数の組み合わされたリーフ６６は、放射線ビーム３０が患者１４上のターゲット３８に達する前に、放射線ビーム３０の強度、寸法、および形状を変調する。各リーフ６６は、放射線が通過するのを許可または妨害するためにリーフ６６を迅速に開閉できるように、モータまたは空気弁などのアクチュエータ７０により独立して制御される。アクチュエータ７０は、コンピュータ７４および／または制御装置により制御され得る。
【００２４】
放射線療法治療システム１０はまた、放射線ビーム３０を受けるように動作可能な検出器７８、例えば、キロボルトまたはメガボルトの検出器を含むことができる。線形加速器２６および検出器７８はまた、患者１４のＣＴ画像を生成するためのコンピュータ断層撮影（ＣＴ）システムとして動作することもできる。線形加速器２６は、患者１４のターゲット３８に向けて、放射線ビーム３０を放出する。ターゲット３８は、放射線の幾らかを吸収する。検出器７８は、ターゲット３８により吸収された放射線の量を検出または測定する。線形加速器２６が患者１４の周囲を回転し、患者１４に向けて放射線を放出すると、検出器７８は、異なる角度からの吸収データを収集する。収集された吸収データは、その吸収データを処理するために、また患者の体組織および器官の画像を生成するためにコンピュータ７４に送信される。画像はまた、骨、軟組織、および血管を示すこともできる。
【００２５】
ＣＴ画像は、扇形の幾何形状、マルチスライス幾何形状、またはコーン・ビーム幾何形状を有する放射線ビーム３０を用いて取得され得る。更に、ＣＴ画像は、メガボルトのエネルギー、またはキロボルトのエネルギーをデリバリーする線形加速器２６を用いて取得され得る。取得されたＣＴ画像は、前に取得されたＣＴ画像（放射線療法治療システム１０から、またはＣＴスキャナ、ＭＲＩシステム、およびＰＥＴシステムなど、他の画像取得デバイスから）と位置合わせされ得ることに更に留意されたい。例えば、患者１４に対する前に取得されたＣＴ画像は、輪郭付けプロセスを介して作成され識別されたターゲット３８を含むことができる。患者１４に対して新たに取得されたＣＴ画像は、新しいＣＴ画像中でターゲット３８を識別することを支援するために、前に取得されたＣＴ画像とレジストレーションされ得る。レジストレーション・プロセスは、固定された（ｒｉｇｉｄ）、または変形可能なレジストレーション・ツールを使用することができる。
【００２６】
幾つかの実施形態では、放射線療法治療システム１０は、Ｘ線源およびＣＴ画像検出器を含むことができる。Ｘ線源およびＣＴ画像検出器は、画像データを取得するための上記で述べられた線形加速器２６および検出器７８と同様な方法で動作する。画像データは、コンピュータ７４に送信され、患者の体組織および器官の画像を生成するために処理される。
【００２７】
放射線療法治療システム１０はまた、患者１４を支持する治療台８２（図１に示された）など、患者サポートを含むことができる。治療台８２は、ｘ、ｙ、またはｚ方向の少なくとも１軸８４に沿って移動する。本発明の他の諸実施形態では、患者サポートは、患者の体の任意の部分を支持するように適合されたデバイスとすることができる。患者サポートは、患者の体全体を支持する必要のあるものに限定されない。システム１０はまた、治療台８２の位置を操作するように動作可能な駆動システム８６を含むことができる。駆動システム８６は、コンピュータ７４により制御することができる。
【００２８】
図２、図３に示すコンピュータ７４は、様々なソフトウェア・プログラムおよび／または通信アプリケーションを動作させるためのオペレーティング・システムを含む。特に、コンピュータ７４は、放射線療法治療システム１０と通信するように動作するソフトウェア・プログラム（１つまたは複数）９０を含むことができる。ソフトウェア・プログラム（１つまたは複数）９０は、外部のソフトウェア・プログラムおよびハードウェアからデータを受信するように動作可能であり、またデータを、ソフトウェア・プログラム（１つまたは複数）９０に入力できることに留意されたい。
【００２９】
コンピュータ７４は、医療従事者によりアクセスされるように適合された任意の適切な入力／出力デバイスを含むことができる。コンピュータ７４は、プロセッサ、入出力インターフェース、および記憶デバイスもしくはメモリなどの典型的なハードウェアを含むことができる。コンピュータ７４はまた、キーボードおよびマウスなどの入力デバイスを含むことができる。コンピュータ７４は更に、モニタなどの標準の出力デバイスを含むことができる。更に、コンピュータ７４は、プリンタおよびスキャナなどの周辺装置を含むことができる。
【００３０】
コンピュータ７４は、他のコンピュータ７４および放射線療法治療システム１０とネットワーク化され得る。他のコンピュータ７４は、追加のかつ／または異なるコンピュータ・プログラムおよびソフトウェアを含むことができ、本明細書で述べられたコンピュータ７４と同一である必要はない。コンピュータ７４および放射線療法治療システム１０は、ネットワーク９４と通信することができる。コンピュータ７４および放射線療法治療システム１０はまた、データベース（１つまたは複数）９８およびサーバ（１つまたは複数）１０２と通信することができる。ソフトウェア・プログラム（１つまたは複数）９０はまた、サーバ（１つまたは複数）１０２上に常駐できることに留意されたい。
【００３１】
ネットワーク９４は、任意のネットワーキング技術もしくはトポロジ、または技術もしくはトポロジの組合せに従って構築することができ、また複数のサブネットワークを含むことができる。図３に示すコンピュータと諸システム間の接続は、ローカル・エリア・ネットワーク（「ＬＡＮ」）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、公衆電話交換網（「ＰＳＴＮ」）、無線ネットワーク、イントラネット、インターネット、または他の適切な任意のネットワークを介して行うことができる。病院または医療介護施設では、図３に示すコンピュータと諸システムの間の通信は、ヘルス・レベル・セブン（「ＨＬ７：Ｈｅａｌｔｈ  Ｌｅｖｅｌ  Ｓｅｖｅｎ」）プロトコル、または任意のバージョンを有する他のプロトコル、および／または他の必要なプロトコルを介して行うことができる。ＨＬ７は、健康管理環境で電子データを交換するための異なるベンダからの２つのコンピュータ・アプリケーション（送信側と受信側）の間のインターフェースの実装形態を指定する標準プロトコルである。ＨＬ７により、健康管理施設は、異なるアプリケーション・システムからの重要なデータ・セットを交換できるようになる。具体的には、ＨＬ７は、交換されるデータ、相互に交換するタイミング、およびアプリケーションに対するエラーの通信を定義することができる。そのフォーマットは、概して包括的な性質のものであり、行われるアプリケーションの必要性を満たすように構成することができる。
【００３２】
図３に示すコンピュータと諸システムの間の通信はまた、任意のバージョンを有する医用画像通信規格（「ＤＩＣＯＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ」）プロトコル、および／または他の必要なプロトコルを介して行うことができる。ＤＩＣＯＭは、ＮＥＭＡにより開発された国際的な通信規格であり、医用機器の異なる部分間で医用画像に関連したデータを転送するのに使用されるフォーマットを定義する。ＤＩＣＯＭ  ＲＴは、放射線療法データに特有の標準を示す。
【００３３】
図３の両方向の矢印は、概して、ネットワーク９４と、図３に示すコンピュータ７４およびシステム１０の何れか１つとの間の両方向通信および情報転送を表す。しかし、何らかの医療用でコンピュータ化された機器の場合、１方向だけの通信および情報転送が必要とされる場合がある。
【００３４】
本発明の一態様は、適合プロセスおよび品質保証プロセスを容易にし、かつそのプロセスをより効率的にするための方法である。これは、１つまたは２つの画像の場合には簡単で速く見え得る処理手順であっても、日々の画像を多数有する場合、時間がかかり非実用的なものとなり得るので特に重要である。ソフトウェア・プログラム９０は、プロセスの多くを自動的または半自動的に実施することができる。一実装形態では、自動化は、個々のステップとプロセス全体を共に含む。例えば、オンラインＣＴなどの日々の画像を収集した後、患者を自動的に配置し、かつ／または位置合わせ（臨床的な再検討を受ける）することができ、また予測される放射線量が日々の画像に対して自動的に計算され、指定された患者位置に対してデリバリーされるはずの放射線量を示すことができる。
【００３５】
放射線療法トリートメント・デリバリーが開始した後、治療を分析するために出力データが自動的に収集され、重大な矛盾が検出された場合、治療を中断または変更するためにそのデータを使用することができる。患者位置または解剖学的構造におけるどんな変化も検出するように、更なる画像または患者のモニタリング・データを、治療中に取得することができる。治療の後、放射線量は、関連する患者画像および治療モニタリング・データに基づいて、自動的に再構成され得る（これはまた、治療台の交換および較正曲線選択などの諸ステップの自動的な処理を含むことができる）。
【００３６】
更新された日々の輪郭と、複数日の線量を正確に蓄積する手段とを提供するために、患者画像は、変形技法を用いて計画画像に対して自動的にレジストレーションされ得る。線量は自動的に蓄積され、またメトリックが自動的に適用されて、患者に対するデリバリーの効果を決定し、そのデリバリーが臨床的な許容差（例えば、ＮＴＣＰ、ＴＣＰ、ＥＵＤ、ＢＥＤなど）に含まれるかどうかを調べることができる。治療において、何らかの矛盾に気付いた場合、その治療を再検討するように、自動的に医療従事者に通知することができる。現在または将来の治療において何らかの変更が望ましい場合、測定された矛盾を補償するはずの新しい計画が自動的に生成され得る。
【００３７】
適合プロセスおよび品質保証プロセスを自動化する他の態様は、ユーザが、その自動化プロセスをカスタマイズするマクロを定義できることである。このプロセスの部分は、置換または変更することができ、また通知のための新規のもしくは修正されたメトリックを、プロセスを通して実装することができる。
【００３８】
自動的な処理は、ソフトウェア・プログラム９０、および／または追加のソフトウェアもしくはハードウェアにより実施される。ソフトウェア・プログラム９０は、放射線療法治療プロセスの諸機能を実施するために、互いに通信する複数のモジュールを含む。様々なモジュールは互いに通信して、放射線療法治療プロセスに関連するデータを自動的に分析する。
【００３９】
ソフトウェア・プログラム９０は、医療従事者によるシステム１０へのデータ入力に基づいて、患者１４に対する治療計画を生成するように動作可能な治療計画モジュール１０６を含む。データは、患者１４の少なくとも一部分の１つまたは複数の画像（例えば、計画画像および／または治療前の画像）を含む。治療計画モジュール１０６は、治療を複数のフラクションに分離し、医療従事者により入力された処方に基づいて、各フラクションまたは治療に対する放射線量を決定する。治療計画モジュール１０６はまた、ターゲット３８の周囲に描かれた様々な輪郭、画像データ、および他の患者データに基づいて、ターゲット３８に対する放射線量を決定する。複数のターゲット３８が同じ治療計画中に存在し、かつ含まれてもよい。
【００４０】
ソフトウェア・プログラム９０はまた、特定の治療フラクションに対して、ガントリ１８の等角点に対して患者１４を配置し、位置合せするように動作可能な患者配置モジュール１１０を含む。患者が治療台８２上にあるとき、患者配置モジュール１１０は、患者１４の画像を取得し、患者１４の現在の位置を、計画したまたは前に取得された画像における患者の位置と比較する。患者の位置を調整する必要のある場合、患者配置モジュール１１０は、治療台８２を移動するように駆動システム８６に命令を行い、または患者１４を手動で新しい位置に移動することができる。一構成では、患者配置モジュール１１０は、ガントリ１８の等角点に関する患者位置データを提供するように、治療室に配置されたレーザからデータを受け取ることができる。そのレーザからのデータに基づいて、患者配置モジュール１１０は、駆動システム８６に命令を行い、駆動システム８６は、治療台８２を移動し、ガントリ１８に関して患者１４の適正な位置合せを達成する。レーザ以外のデバイスおよびシステムが、位置合せプロセスを支援するために、患者配置モジュール１１０にデータを提供するように使用され得ることに留意されたい。
【００４１】
患者配置モジュール１１０はまた、治療中の患者の動きを検出しかつ／またはモニタするように動作可能である。患者配置モジュール１１０は、Ｘ線、室内ＣＴ、レーザ配置デバイス、カメラ・システム、肺活量計、超音波、張力測定、胸部バンドなどの動き検出システム１１４と通信し、かつ／またはそれを組み込むことができる。患者の動きは、不規則であり、あるいは予測できない可能性があり、スムーズなまたは再生可能な経路に従う必要はない。
【００４２】
ソフトウェア・プログラム９０はまた、少なくとも患者１４の一部分の画像を取得するように動作可能な画像モジュール１１８を含む。画像モジュール１１８は、所望のプロトコルに従って、治療を開始する前に、治療中に、また治療後に患者１４の画像を取得するために、ＣＴ撮像デバイスなどの組み込まれた画像デバイスに命令することができる。他のオフラインの撮像デバイスまたはシステムは、非定量的なＣＴ、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波、透過撮像、Ｘ線透視法、高周波ベースの定位（ｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎ）など、患者１４の治療前の画像を取得するために使用され得る。その他の撮像デバイスは、システム１０から遠隔にあり、システム１０に組み込まれていないこともあり得る。取得された画像（１つまたは複数）は、患者１４のレジストレーションのために、かつ／または１つまたは複数の計画画像、治療前画像、および／または参照画像の間の差を識別するための変形マップを生成するために使用され得る。取得された画像はまた、患者１４にデリバリーすべき放射線量を決定または予測するために使用され得る。取得された画像はまた、患者１４が、前の治療中に受けた放射線量を決定するために使用することもできる。画像モジュール１１８はまた、患者１４が受けている放射線量を実時間で決定するために、患者が治療を受けている間に、患者１４の少なくとも一部分の画像を取得するように動作可能である。
【００４３】
ソフトウェア・プログラム９０はまた、患者データ（実時間および履歴の）、患者画像データ（例えば、計画画像、治療前の画像、および／または他の参照画像）、患者位置データ、解剖学的構造の位置データ、およびシステムもしくはマシン・データを受け取るように動作可能な放射線量計算モジュール１２２を含む。線量計算モジュール１２２はまた、患者１４にデリバリーすべき放射線量を計算するように、かつ／または１つまたは複数の治療中に、患者１４にデリバリーされた放射線照射量を決定するように動作可能である。放射線量計算モジュール１２２はまた、治療計画の現在の治療および更に将来の治療において、患者１４にデリバリーすべき放射線量を再計算するように動作可能である。一態様では、患者１４の１つまたは複数の画像の変形可能なレジストレーションに基づいて、これらの治療のための放射線量が再計算される。
【００４４】
一例として、患者１４にデリバリーされた線量は、ガンマ・インデックスを用いて評価され得る。ガンマ（γ）インデックスは、プラトー（ｐｌａｔｅａｕ）部位における線量差パーセントと、高勾配部位における符合距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）とを共に同時に試験するために使用される。線量差パーセントは、一様な線量の部位、即ち、プラトー部位における有用なメトリックであるが、高勾配部位に対しては適切ではない。符合距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）は、高線量勾配部位に対してより適切なメトリックである。ガンマ（γ）インデックスは、ロー（Ｌｏｗ）他により導入された（Ｄａｎｉｅｌ  Ａ．Ｌｏｗ、Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｂ．Ｈａｒｍｓ、Ｓａｓａ  Ｍｕｔｉｃ、Ｊａｍｅｓ  Ａ．Ｐｕｒｄｙ、「Ａ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｄｏｓｅ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ」、Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、２５巻、１９９８年５月５日発行、６５６〜６６１頁）。線量パーセント／距離の基準が与えられた場合（例えば、５％−３ｍｍ）、γは、線量プロファイル（１−Ｄ）、画像（２−Ｄ）、または体積（３−Ｄ）における各サンプル点に対して計算される。γ＜＝１の場合に基準が満たされ、γ＞１の場合、基準は満たされない。
【００４５】
他の例として、患者１４にデリバリーされる線量は、グザイ（ξ）・インデックスを用いて評価され得る。グザイ（ξ）・インデックスは、治療計画のコミッショニングのために、ヴァン・ダイク（Ｖａｎ  Ｄｙｋ）他により概略説明された処理手順の一般化である（１９９３）。この方法を用いると、まず、その勾配成分において両方の分布が比較され、その後、線量差（ΔＤ）および符合距離（ＤＴＡ：ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ａｇｒｅｅｍｅｎｔ）分析が行われる。２つの線量分布、および２つの線量勾配分類（高線量勾配または低線量勾配）があるため、４つの可能な組合せがある。ｖｒｅｆが参照分布におけるボクセル（voxel）であり、ｖｅｖａｌが評価分布におけるボクセルである場合、これらの組合せは、次のようになる。
【００４６】
・ｖｒｅｆが高線量勾配であり、ｖｅｖａｌが高線量勾配である
・ｖｒｅｆが高線量勾配であり、ｖｅｖａｌが低線量勾配である
・ｖｒｅｆが低線量勾配であり、ｖｅｖａｌが高線量勾配である
・ｖｒｅｆが低線量勾配であり、ｖｅｖａｌが低線量勾配である
提案された比較ツールでは、参照分布と比較分布が共に低線量勾配を有する部位に対してΔＤ値が取得される。他のすべての場合に対してＤＴＡ分析が行われる。勾配比較は、再構成された分布と計画された分布の間の線量勾配に完全な不一致があり得ることを明らかにする。ΔＤおよびＤＴＡ値が取得された後、ロー他により提案されたガンマ・インデックス（１９９８）と同様な各ボクセルに対する数値的なインデックスを見出すことができる。数値的なインデックスξは、以下により得られる。
【００４７】
【数１】
2009502250.tif 000003
【００４８】
１以下のξ値は、許容可能であると見なされる。ボリュームは、高および低勾配ボクセルを共に有することができるが、ξ値が無次元なので、この手法は平均化または表示を行いやすい。
【００４９】
線量計算モジュール１２２は、４Ｄ  ＣＴ画像、動き訂正３Ｄ画像、または他の患者の動き追跡方法を用いて、処方された放射線量のデリバリーに対して患者の位置および／または動きが有する影響を決定することができる。「４Ｄ  ＣＴ」画像は、呼吸など、動きパターンの「フェーズ」をそれぞれが表す３Ｄ画像ボリュームの集合体である。線量計算モジュール１２２は、これらのボリュームの１つに対して、線量をより正確に再計算することができる。
【００５０】
線量計算モジュール１２２は、所与の任意の時間に患者が存在したフェーズを特定するために、動き検出システム１１４からのデータを用いることにより、また患者の瞬間的な位置に最もよくマッチする４Ｄ  ＣＴ画像のフェーズにおける各時間に対する放射線量を再計算することにより、患者１４にデリバリーされた放射線照射量を決定することができる。患者が実際に受けている放射線照射量を更によく理解することに基づいて、医療従事者は、患者が治療を受けている間に、治療計画、患者位置／レジストレーション、線量、線量配分、ならびに他のパラメータおよびシステム設定に対して調整を行うことができる。線量計算はまた、更新された４Ｄ  ＣＴ画像に対して、ならびに治療前に、または治療中に取得された４Ｄ  ＰＥＴまたは４Ｄ  ＭＲＩなど他のタイプの４Ｄ画像に対して実施することができる。
【００５１】
線量計算モジュール１２２は、放射線量が患者１４に対して有する生物学的効果に関連する情報を医療従事者に提供することができる。線量計算モジュール１２２は、患者１４が受けた放射線照射量に基づいて、かつ／または患者のレジストレーションに基づいて、組織、腫瘍、および器官に対する放射線の生物学的効果を決定することができる。生物学的効果に基づいて、医療従事者は患者１４、システム設定を調整し、または治療計画における他の調整を行うことができる。生物学的な情報は、好ましい生物学的効果を有するデリバリー線量が得られる患者１４に対する好ましい位置を特定するために、患者のレジストレーション・プロセス中に組み込まれ得る。
【００５２】
線量計算モジュール１２２は、実際にデリバリーされた放射線量、およびデリバリーされた放射線量の生物学的効果に関連するデータを用いて、臨床的な線量を患者効果に関連付ける生物学的モデルを適用することができる。治療を継続することから得られるはずの生物学的効果を推定するために、デリバリーされた正味の放射線量（変形技法を用いて蓄積された）を使用することができ、また同様に、治療を適合させるための可能な代替形態が、好ましい生物学的効果に対して評価されるはずである。その結果得られたフラクション化スケジュール、線量配分、および計画は、この情報の成果を反映させることができる。
【００５３】
ソフトウェア・プログラム９０はまた、画像の変形マップを生成するために、画像モジュール１１８および治療計画モジュール１０６からの画像データ、および治療計画モジュール１０６からの他の患者およびシステム・データなど、データを受け取るように動作可能な変形モジュール１２６を含む。変形モジュール１２６は、施された治療のすべてに対して、放射線量の蓄積を判定するために変形技法を使用することができる。
【００５４】
変形マップは、線量計算を目的として、複数の画像を関連付けるために使用され得る。例えば、変形マップは、線量計算に有用な計画画像と、定性的な価値を有するが線量計算に対する直接の有用性が低いオンライン画像とを関連付けることができる。この関係は、次いで、より定量的な画像を、オンラインの定性的形状に、またはより定量性の低い画像に「再マップする」ために使用することができる。その結果得られた再マップ画像は、第１の画像の定量的な利点を有するが、第２の画像中に含まれている更新された解剖学的情報も有しているはずなので、線量計算または定量的な用途のためには、計画画像またはオンライン画像のどちらよりも更に適切なはずである。これは、第１の画像（例えば、計画画像）がＣＴ画像であり、第２の画像が定量的な画像の価値を欠く（例えば、ＭＲＩ、ＰＥＴ、ＳＰＥＣＴ、超音波、または非定量的ＣＴなどの画像）場合など、様々な場合に有用である。変形マップはまた、患者１４にデリバリーされた放射線照射量を決定するために、３Ｄ画像（例えば、計画画像または治療前の画像）などの参照画像と、４Ｄ  ＣＴ画像などの時間ベースの一連の画像とを関連付けることもできる。
【００５５】
変形モジュール１２６は、定量的な制限に代えて、またはそれに加えて、幾何形状的な歪み、欠点、および／または不完全さを修正することができる。例えば、解剖学的構造をよく表現しているが幾何的な歪みを含んでいる現在のＭＲＩ画像は、歪みを受けないＣＴ画像に再マップされ得る。あるいは、解剖学的変化を示しつつ、歪みを同時に修正するために複数の画像を使用することができる。
【００５６】
変形マップは、計画画像後に取得された患者画像に対する放射線量を計算するために使用され得る。それはまた、複数のデリバリーされたフラクションに対する線量を蓄積するためにも有用である。線量は、物理的な空間における線量の位置に基づいて加えることができるが、他の方法は、構造が位置を変えた場合であっても、線量を受ける構造に基づいて線量を加えるように、変形方法をプロセス中に組み込むことである。変形モジュール１２６は、前にデリバリーされたフラクションから患者１４が受け取った放射線の線量を計算することができる。
【００５７】
上記の変形プロセスが、ある画像を次の画像にレジストレーションする状況で述べられているが、変形プロセスは、２つ以上の画像の組を、１つまたは複数の画像の他の組に、変形可能にレジストレーションすることを用いて動作することもできる。例えば、１つのＭＲＩ画像およびＣＴ画像をそれぞれの対が含む２対の画像がある場合には、変形マップは、ＭＲＩがより多くの情報を有する部位で２つのＭＲＩ画像を共に、またＣＴがより多くの情報を有する部位でＣＴ画像を共にレジストレーションすることができる。次いで、これらの変形は合成され得る。あるいは、ＭＲＩ画像および変形における幾何的な歪み、欠点、および／または不完全さを修正するためにＣＴ変形マップを使用し、次いで、軟組織の動きを更によく分析するためにＭＲＩ変形マップを用いてその歪み、欠点、および／または不完全さを修正するためなど、画像間の変形マップを共に使用することもできる。解剖学的構造の寸法、形状、および内容物などの情報を示す変形技法を適用することにより、不明瞭な画像をよく理解することができ、従って、改善されるので、このプロセスは、一般的な意味で、変形により撮像を改善することができる。この情報は、画像の再構成、変更、または強調プロセスに組み込むことができる。
【００５８】
ソフトウェア・プログラム９０はまた、治療計画に従って患者１４に治療計画をデリバリーするように、放射線療法治療システム１０に命令するように動作可能なトリートメント・デリバリー・モジュール１３０を含む。トリートメント・デリバリー・モジュール１３０は、患者１４に放射線をデリバリーするために、命令を生成し、ガントリ１８、線形加速器２６、変調デバイス３４、および駆動システム８６に命令を送信することができる。命令は、治療計画に指定された適正な量で適正なターゲットに放射線ビーム３０をデリバリーするように、ガントリ１８、変調デバイス３４、および駆動システム８６の必要な動作を調整する。
【００５９】
トリートメント・デリバリー・モジュール１３０はまた、治療計画によって指定された処方にマッチするように、デリバリーすべき放射線ビーム３０の適切なパターン、位置、および強度を計算する。放射線ビーム３０のパターンは、変調デバイス３４により、更に具体的には、マルチリーフ・コリメータの複数のリーフの移動により生成される。トリートメント・デリバリー・モジュール１３０は、治療パラメータに基づいて、放射線ビーム３０に対する適切なパターンを生成するために、標準の、所定の、またはテンプレートのリーフ・パターンを利用することができる。トリートメント・デリバリー・モジュール１３０はまた、現在の患者データを比較して放射線ビーム３０に対するパターンを決定するために、アクセス可能な典型的な症例に対するパターンのライブラリを含むことができる。
【００６０】
図５は、本発明の一実施形態による、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法の流れ図を示す。医療従事者は、患者の画像データを取得して（２００で）、その画像（１つまたは複数）、患者データ、または他の情報に基づいて、患者１４に対する治療計画を生成する（２０４で）。治療計画は、患者にデリバリーすべき放射線照射量を含む。患者１４が治療に対する用意ができたとき、医療従事者は、施療する前に、患者配置モジュール１１０の支援を得て、患者１４を治療台８２上に配置する（２０８で）。医療従事者は、患者が治療台８２上にある間に、患者１４の１つまたは複数の画像の取得を開始する（２１２で）。患者１４が適正に配置された後、医療従事者は、治療計画および放射線量のデリバリーを開始する（２１６で）。線量計算モジュール１２２は、自動的に、患者が受けた放射線量を再計算する（２２０で）。
【００６１】
図６は、本発明の一実施形態による、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法の流れ図を示す。医療従事者は、患者の画像データを取得して（２５０で）、その画像（１つまたは複数）、患者データ、または他の情報に基づいて、患者１４に対する治療計画を生成する（２５４で）。治療計画は、患者にデリバリーすべき放射線照射量を含む。患者１４が治療に対する用意ができたとき、医療従事者は、施療する前に、患者配置モジュール１１０の支援を得て、患者１４を治療台８２上に配置する（２５８で）。医療従事者は、患者が治療台８２上にある間に、患者１４の１つまたは複数の画像の取得を開始することができる。施療する前に、医療従事者は、追加のデータを治療計画モジュール１０６および線量計算モジュール１２６に入力する（２６２で）。患者１４が適正に配置された後、医療従事者は、治療計画および放射線量のデリバリーを開始する（２６６で）。線量計算モジュール１２２は、自動的に、患者が受けた放射線量を再計算する（２７０で）。
【００６２】
本発明の様々な特徴および利点は、添付の特許請求の範囲に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、放射線療法治療システムの斜視図を示す。
【図２】図２は、図１で示された放射線療法治療システムで使用され得るマルチリーフ・コリメータの斜視図を示す。
【図３】図３は、図１の放射線療法治療システムの概略図を示す。
【図４】図４は、放射線療法治療システムで使用されるソフトウェア・プログラムの概略図を示す。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法の流れ図を示す。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、放射線療法治療計画に関連するデータを自動的に処理する方法の流れ図を示す。
【図１】
2009502250.tif 000004
【図２】
2009502250.tif 000005
【図３】
2009502250.tif 000006
【図４】
2009502250.tif 000007
【図５】
2009502250.tif 000008
【図６】
2009502250.tif 000009
【国際調査報告】
2009502250.tif 000010