(57)【要約】放射線治療プランニングシステム（１０）は、等線量線ユニット（３６）、関心領域ユニット（５２）、及び最適化ユニット（５８）を有する。等線量線ユニット（３６）は、対象のボリュームのために計画された等線量線を受け取る。関心領域ユニット（５２）は、受け取られた等線量線に基づき、少なくとも１つの等線量の関心領域を画定する。最適化ユニット（５８）は、少なくとも１つの画定された等線量の関心領域と、その画定された関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された放射線治療計画を生成する。
2016514613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象のボリュームのために計画された等線量線を受け取る等線量線ユニットと、
前記受け取られた等線量線に基づき少なくとも１つの等線量の関心領域を画定する関心領域ユニットと、
前記少なくとも１つの画定された関心領域と、該画定された関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された放射線治療計画を生成する最適化ユニットと
を有する放射線治療プランニングシステム。
【請求項２】
前記対象のボリュームのために計画された線量ボリュームヒストグラムを受け取る線量ボリュームヒストグラムユニットを更に有し、
前記少なくとも１つの線量目標は、前記受け取られた線量ボリュームヒストグラムに基づく、
請求項１に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項３】
前記受け取られた線量ボリュームヒストグラム又は前記受け取られた等線量線を視覚化し、医療関係者が前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つを変更することを可能にするユーザインタフェースと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム及び前記視覚化された等線量線を表示するディスプレイデバイスと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つに対する前記医療関係者による変更を受け取る少なくとも１つの入力デバイスと
を更に有する請求項１又は２に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、等線量線によって画定されたボリュームにおいて位置するボクセルを含む、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、
等線量線によって境界を示されたボリューム、
２つの等線量線の間で制限されたボリューム、又は
等線量線の外にあるボリューム
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの線量目標は、前記少なくとも１つの等線量の関心領域を画定する等線量線に関連する線量値の関数の結果を含む、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの線量目標は、
標的ボリュームのための最高等線量に対応する前記少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標若しくは最小線量目標のうちの少なくとも１つ、
前記標的ボリュームのためのより低い等線量に対応する前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標、最小線量目標、若しくは最小線量ボリューム目標のうちの少なくとも１つ、又は
前記標的ボリュームの外にある画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための最大線量目標
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項８】
前記関心領域の表面を平滑化すること、
小さい隣接した湾曲部を結合すること、又は
膨張又は収縮の隣接した部分を結合すること
のうちの少なくとも１つに基づき、前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域の少なくとも一部分にフィルタをかけるフィルタリングユニット
を更に有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項９】
前記フィルタリングユニットは、多葉コリメータ（ＭＬＣ）の特性に基づきフィルタをかける、
請求項８に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１０】
前記放射線治療計画は、放射線治療デバイスがステップ・アンド・シュート技術又は連続運動技術のうちのいずれか１つにおいて放射線の外部ビームを供給するための制御信号を含む、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１１】
前記制御信号は、ビーム量及びＭＬＣ形状のための命令を含む、
請求項１０に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１２】
対象のボリュームのために計画された等線量線を受け取るステップと、
前記受け取られた等線量線に基づき少なくとも１つの等線量の関心領域を画定するステップと、
前記画定された少なくとも１つの関心領域と、該画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された放射線治療計画を生成するステップと
を有する放射線治療プランニングのための方法。
【請求項１３】
前記受け取るステップは、前記対象のために計画された線量ボリュームヒストグラムを受け取るステップを更に有し、
前記少なくとも１つの線量目標は、前記受け取られた線量ボリュームヒストグラムに基づく、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記受け取るステップは、
前記対象のボリュームの画像上に重ね合わされた前記受け取られた等線量線及び前記受け取られた線量ボリュームヒストグラムを視覚化するステップと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つを変更するステップと
を有する、
請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、等線量線によって画定されたボリュームにおいて位置するボクセルを含む、
請求項１２乃至１４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、
等線量線によって境界を示されたボリューム、
２つの等線量線の間で制限されたボリューム、又は
等線量線の外にあるボリューム
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１２乃至１５のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの線量目標は、
標的ボリュームのための最高等線量に対応する前記少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標若しくは最小線量目標のうちの少なくとも１つ、
前記標的ボリュームのためのより低い等線量に対応する前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標、最小線量目標、若しくは最小線量ボリューム目標のうちの少なくとも１つ、又は
前記標的ボリュームの外にある画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための最大線量目標
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１２乃至１６のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域の表面を平滑化すること、
小さい隣接した湾曲部を結合すること、又は
膨張又は収縮の隣接した部分を結合すること
のうちの少なくとも１つに基づき、前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域の少なくとも一部分にフィルタをかけるステップ
を更に有する請求項１２乃至１７のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１２乃至１８のうちいずれか一項に記載の方法を実行するように１つ以上の電子データ処理デバイスを制御するソフトウェアを担持する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２０】
請求項１２乃至１８のうちいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される電子データ処理デバイス。
【請求項２１】
ディスプレイデバイスと、
少なくとも１つの入力デバイスと、
１つ以上のプロセッサと
を有し、
前記１つ以上のプロセッサは、
対象のボリュームに対応する計画された等線量線を受け取り、
前記ディスプレイデバイスにおいて前記対象のボリュームの画像に重ね合わされた前記計画された等線量線を視覚化し、
前記少なくとも１つの入力デバイスから前記視覚化された計画された等線量線の選択を受け取り、
前記選択された等線量線によって線引きされたボクセルを含む少なくとも１つの等線量の関心領域を画定し、
前記選択された等線量線に基づき少なくとも１つの線量目標を計算し、
前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域と、前記計算された少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された投与可能な放射線治療計画を生成する
よう構成される、放射線治療プランニングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
下記は、概して、放射線治療プランニングに関する。それは、強度変調放射線療法（ＩＭＲＴ；Intensity  Modulated  Radiation  Therapy）における又は体積変調アーク療法（ＶＭＡＴ；Volumetric  Modulated  Arc  Therapy）における等線量最適化と関連して特定の用途を見出し、そのような用途を特に参照して記載される。しかし、それは他の利用シナリオにおいても用途を見出し、前述の用途に必ずしも制限されないことが理解されるであろう。
【背景技術】
【０００２】
放射線治療の目標は、標的領域又は腫瘍へ致死量の放射線を投与しながら、一方で、他の領域、特に、近くの臓器又はリスク臓器（ＯＡＲ；Organ(s)  At  Risk）への放射線を最小限とすることである。ＩＭＲＴ又はＶＭＡＴは、対象の標的領域への外部放射線の正確に供給されるビームにより放射線量を投与する放射線治療計画を作成することへの具体的なアプローチである。ＩＭＲＴは、１つ以上の離散的なビーム角度のためのポイント・アンド・シュートアプローチに基づき、一方、ＶＭＡＴは、放射線の移動するビーム又はアークの投与に基づく。
【０００３】
ＩＭＲＴにより作成された最初の又は理想的な計画は、夫々の角度又は強度ごとにグリッドフォーマット（ｘ，ｙ）において放射線のビームの出力で放射線のビームを測定することを含む。フルエンスマップは、夫々のグリッドごとに夫々の角度で投与される放射線出力強度パターンを記述するために使用され得る。放射線ビームは直線的な投射であるが、対象のボリュームにおける散乱効果を有する。対象において測定されるフルエンス又は放射線の影響は、３次元線量クラウドとして表され得る。線量クラウドは、例えばＸ線コンピュータ断層撮影（ＣＴ；Computed  Tomography）画像などの対象画像に重ね合わされた等線量線として通常は見られる。等線量線は、線量と、画像において可視的な標的及び／又はＯＡＲ若しくは解剖学的構造との間の空間的関係を提供する。フルエンスの影響を表す他の技術は、２次元（２Ｄ）グラフィカルフォーマットにおいて３次元（３Ｄ）線量分布の概要を提供する線量ボリュームヒストグラム（ＤＶＨ；Dose  Volume  Histogram）である。ＤＶＨは、例えばＯＡＲなどの構造のボリュームと線量との間の関係を示す。放射線治療に対する他のアプローチも、等線量線及びＤＨＶにより視覚的に評価される。
【０００４】
投与可能な放射線治療計画としてＩＭＲＴ及びＶＭＡＴアプローチを実施するための方法が存在する。方法は、フルエンス最適化、例えば直線加速器（ＬＩＮＡＣ；LINear  ACcelerator）などの放射線投与デバイスによって使用される機械により投与可能なセグメントへの変換、及び、幾つかの場合において、機械パラメータオプティマイザによるセグメントの最適化を含むことができる。ＬＩＮＡＣは、多葉コリメータ（ＭＬＣ；Multi-Leaf  Collimator）によってコリメートされる放射線のビームを生成する。ＭＬＣは、ビームの部分を遮るよう動くことができる放射線吸収材の片を含み、従って、投与される放射線ビームの形状を調整する。最適化された計画は、モニタユニット（Monitor  Unit(s)）と一般的に呼ばれるか又はＢｑにおいて測定される定量化されたビーム量のセグメントと、ＭＬＣによって形成される形状によって決定されるビーム形状とのための命令を含む。フルエンス最適化、又はフルエンスに基づく計画の生成は、投与計画の作成を通常は進める。フルエンスに基づく計画のための線量クラウドは、たとえセグメントが変換後に機械パラメータオプティマイザによって最適化されるとしても、投与可能なセグメントへ変換されるフルエンス計画のための線量クラウドとは相違することがある。既存のオプティマイザは、例えば、腫瘍ボリュームへの線量を最大限とし且つＯＡＲへの線量を最小限とすることなどの、目標の組により動作するよう設計される。オプティマイザは、例えば、腫瘍ボリューム又はＯＡＲのための夫々最大／最小の線量などの目標に基づき、制約を受ける投与計画を構成し、通常は、例えばＩＭＲＴなどの様々なアプローチからの情報により直接に動作することができる。このアプローチの欠点は、２Ｄ  ＤＶＨ情報しか機械パラメータオプティマイザによって最適化されないことである。３Ｄ線量クラウド情報は、機械パラメータオプティマイザによって考慮されない。実際に、３Ｄ線量クラウドにおける２つ以上の独立したボリューム要素は、２Ｄ  ＤＶＨにおける単一の目標点へマッピングすることができ、このことは、２Ｄ  ＤＶＨに基づく目標の空間的特異性の喪失につながる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
下記は、上記の課題及び他に対処する、機械パラメータオプティマイザにおいて３Ｄ線量情報を含める新しい且つ改善された方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様に従って、放射線治療プランニングシステムは、等線量線ユニット、関心領域ユニット、及び最適化ユニットを有する。前記等線量線ユニットは、対象のボリュームのために計画された等線量線を受け取る。前記関心領域ユニットは、前記受け取られた等線量線に基づき少なくとも１つの等線量の関心領域を画定する。前記最適化ユニットは、前記少なくとも１つの画定された関心領域と、該画定された関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された放射線治療計画を生成する。
【０００７】
他の態様に従って、放射線治療プランニングのための方法は、対象のボリュームのために計画された等線量線を受け取るステップを有する。少なくとも１つの等線量の関心領域は、前記受け取られた等線量線に基づき画定される。最適化された放射線治療計画は、前記画定された少なくとも１つの関心領域と、該画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき生成される。
【０００８】
他の態様に従って、放射線治療プランニングシステムは、ディスプレイデバイスと、少なくとも１つの入力デバイスと、１つ以上のプロセッサとを有する。前記１つ以上のプロセッサは、対象のボリュームに対応する計画された等線量線を受け取り、前記ディスプレイデバイスにおいて前記対象のボリュームの画像に重ね合わされた前記計画された等線量線を視覚化するよう構成される。前記１つ以上のプロセッサは、前記少なくとも１つの入力デバイスから前記視覚化された計画された等線量線の選択を受け取り、前記選択された等線量線によって線引きされたボクセルを含む少なくとも１つの等線量の関心領域を画定し、前記選択された等線量線に基づき少なくとも１つの線量目標を計算するよう更に構成される。前記１つ以上のプロセッサは、前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域と、前記計算された少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された供給可能な放射線治療計画を生成するよう更に構成される。
【０００９】
１つの利点は、放射線治療計画の視覚化に基づくカスタマイズが、最適化された放射線治療計画に組み込まれることである。
【００１０】
他の利点は、視覚化された空間的変化及び／又は線量ボリュームの変化を放射線治療プランニングプロセスに結びつけることにある。
【００１１】
他の利点は、医療関係者の入力又は具体的な患者知識に基づき放射線治療計画をカスタマイズすることにある。
【００１２】
他の利点は、ボクセルレベルで描かれ得る線量最適化にある。
【００１３】
他の利点は、ＩＭＲＴ又はＶＭＡＴのいずれかのアプローチに基づく投与計画の作成にある。
【００１４】
更なる他の利点は、下記の詳細な説明を読んで理解することで当業者に認識されるであろう。
【００１５】
本発明は、様々な構成要素及び構成要素の配置において、且つ、様々なステップ及びステップの配置において、形を成してよい。図面は、単に、好適な実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものとして解釈されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】等線量最適化システムの実施形態を概略的に表す。
【図２】先行技術における視覚化されたＤＶＨの例を表す。
【図３】先行技術における視覚化されたフルエンスマップの例を表す。
【図４】視覚化された等線量ＲＯＩの例を表す。
【図５】等線量最適化の一方法をフローチャートで表す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１を参照すると、等線量最適化システム１０の実施形態が概略的に表されている。システムは、ＩＭＲＴアプローチ、ＶＭＡＴアプローチ、及び同様のものに基づく最初の又は理想的な計画２０に基づく、対象１８のボリューム１６のための計画された等線量線１２及び／又は線量ボリュームヒストグラム（ＤＶＨ）１４を受け取ることができる。あるいは、システムは、例えば、フルエンスマップから作成された線量分布などのＩＭＲＴ又はＶＭＡＴ情報から、等線量線１２及び／又はＤＶＨ１４を構成することができる。システムは、例えば、対象のボリュームに対応するＣＴ画像デバイス２４からのＣＴ画像などのプランニング画像２２を受け取ること又は構成することができる。最適化された計画２６は、例えばＬＩＮＡＣなどの放射線治療投与デバイス２８のための制御命令を含む。放射線投与デバイス２８は、対象の標的ボリュームへ放射線を投与するように放射線治療計画に従って制御命令を実行するコントロール３０を含む。制御信号は、ステップ・アンド・シュート技術又は連続運動（動的）技術を含むことができる、放射線治療デバイスによる放射線の外部ビームの投与を制御する。制御シーケンスは、ビームオン時間、ビーム角度位置、ビーム投与率、及びそれらのセグメントの間にビームを成形するための命令を含むことができる。分解組み立て斜視図において２Ｄグリッドフォーマットで表されているビーム３２の形状は、放射線投与デバイス２８の多葉コリメータ（ＭＬＣ）３４におけるリーフの動きによって形成され、コントロール３０によって制御される。
【００１８】
システム１０は等線量線ユニット３６を有し、等線量線ユニット３６は、対象のボリューム１６のために計画された等線量線を受け取るか又は構成する。等線量線１２は、画像フォーマット、数値フォーマット、座標フォーマット、及び同様のものにおいて受け取られ得る。等線量線１２は、例えばＩＭＲＴアプローチからのフルエンスマップなどの、あるアプローチからのソース線量グリッドから構成され得る。ソース線量グリッドは、例えば陽子治療又は小線源治療などの種々の治療モダリティを含むことができる。システムは線量ボリュームヒストグラム（ＤＶＨ）ユニット３８を有し、ＤＶＨユニット３８は、対象のボリューム１６のために計画されたソース線量グリッドからのＤＶＨを受け取るか又は構成する。等線量線１２及びＤＶＨ１４は、データストアにおいて記憶され得る。データストアは、例えばディスク、フラッシュストレージ、及び同様のもののようなコンピュータメモリと、例えばファイルシステム、ディレクトリシステム、データベース、及び同様のもののような機構とを含むことができる。
【００１９】
システム１０は、対応する画像２２において重ね合わされた構成されるか又は受け取られた等線量線１２及び構成されるか又は受け取られたＤＶＨ１４を視覚化するユーザインタフェース４０を有する。ユーザインタフェースは、医療関係者が、視覚化されたＤＶＨ又は視覚化された等線量線のいずれかを変更することを可能にする。例えばコンピュータ装置４４のスクリーンなどのディスプレイデバイス４２は、視覚化されたＤＶＨ及び視覚化された等線量線を表示する。コンピュータ装置４４は、１つ以上の電子プロセッサ４６及び少なくとも１つの入力デバイス４８を有する。入力デバイス４８は、視覚化されたＤＶＨ又は視覚化された等線量線のいずれかに対する医療関係者による変更を受け取る。ユーザインタフェースは、視覚化されたＤＶＨを、視覚化された等線量線に対する医療関係者による対応する変更に従って変更する。ユーザインタフェースは、視覚化された等線量線を、視覚化されたＤＶＨに対する医療関係者による対応する変更に従って変更する。
【００２０】
コンピュータ装置４４は、デスクトップコンピュータ、ラップトップ、タブレット、モバイルコンピュータ装置、スマートフォン、及び同様のものであることができる。入力デバイス４８は、キーボード、タッチスクリーン、マウス、マイクロホン、及び同様ものであることができる。ここで使用されるディスプレイデバイス４２は、画像又はデータを表示するよう適応された出力デバイス又はユーザインタフェースを包含する。ディスプレイは、視覚、音声、又は触覚データを出力してよい。ディスプレイの例には、コンピュータモニタ、テレビジョンスクリーン、タッチスクリーン、ベクターディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、蛍光表示管（ＶＦ；Vacuum  Fluorescent  display）、発光ダイオード（ＬＥＤ；Light-Emitting  Diode）ディスプレイ、エレクトロルミネッセントディスプレイ（ＥＬＤ；ElectroLuminescent  Display）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ；Plasma  Display  Panel）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ；Liquid  Crystal  Display）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ；Organic  Light-Emitting  Diode  display）、陰極線管（ＣＲＴ；Cathode  Ray  Tube）ディスプレイ、及び同様のものが含まれるが、これらに限られない。
【００２１】
ユーザインタフェース４０は、ユーザ又は医療関係者が、等線量の関心領域（ＲＯＩ；Region  Of  Interest）５０を画定又は線引きする等線量線を選択することを可能にする。ＲＯＩユニット５２は、データストアに記憶されている選択された等線量線に基づき等線量ＲＯＩ５０を画定する。夫々の画定された等線量ＲＯＩは、ボクセルレベルで対象の空間体積領域を線引きする。ＲＯＩは、等線量レベル、等線量線及び／又はＤＶＨ曲線の点（例えば、変曲点）によって選択された対象のボリュームとして画定され得る。例えば、等線量ＲＯＩは、等線量線によって境界を示されたボリューム、２つの等線量線間で制限されたボリューム、及び／又は等線量線の外にあるボリュームから構成され得る。選択された等線量線は、対象の標的領域又はボリュームの包含又は除外に基づき選択され得る。選択された等線量線は、一様線量、最小線量、又はシステム若しくはユーザパラメータに基づき選択され得る。
【００２２】
システム１０は、表面の平滑化、小さい隣接した湾曲部の結合、膨張又は収縮の隣接した部分を結合すること、及び同様のものにより、画定されたＲＯＩ又はその一部分にフィルタをかけるフィルタユニット５４を有することができる。一実施形態では、フィルタをかけられた等線量ＲＯＩは、ユーザインタフェース４０によって視覚化されて、医療関係者によってレビューされ得る。フィルタユニット５４は、ＭＬＣ３４の特性に基づくフィルタリングを含むことができる。例えば、平滑化機能は、リーフ厚みによって更に重み付け又は変更され得る。
【００２３】
システム１０は、画定された等線量ＲＯＩのための線量目標を計算する線量目標ユニット５６を有する。計算された線量目標は、等線量ＲＯＩを画定した等線量線の関数を含むことができる。例えば、線量目標は、等線量ＲＯＩの境界を示す等線量線に関連する線量レベルの最小値、最大値、又は平均を含むことができる。線量目標は、受け取られるか又は変更されたＤＶＨに基づく値の関数又は一様な値を含むことができる。
【００２４】
システム１０は、画定された等線量ＲＯＩ５０と、計算された少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された投与可能な放射線治療計画２６を生成するオプティマイザユニット５８を有する。生成された計画は、標的ボリュームのための最高等線量線内のＲＯＩのための一様線量目標又は最小線量目標を含むことができる。生成された計画は、一対のより低い等線量線間で画定された等線量ＲＯＩのための一様線量目標、最小線量目標、又は最小線量ボリュームを含むことができる。生成された計画は、標的ボリュームの外にある画定された等線量ＲＯＩ及び／又は画定されたリング状の等線量ＲＯＩのための最大線量目標を含むことができる。
【００２５】
様々なユニット又はコントロール３０、３６、３８、４０、５２、５４、５６及び５８は、例えばコンピュータ装置４４の電子プロセッサ又は電子処理デバイス４６などの電子データ処理デバイスによって、又はネットワークによりコンピュータ装置４４と動作上接続されているネットワークベースのサーバコンピュータによって、など、適切に具現される。ユーザインタフェース４０は、コンピュータ装置４４の実施形態を含む。更に、開示されている視覚化、ＲＯＩ画定、及び放射線治療計画生成の技術は、開示されている技術を実行するように電子データ処理デバイスによって読出可能且つ電子データ処理デバイスによって実行可能な命令（例えば、ソフトウェア）を記憶する非一時的な記憶媒体を用いて適切に実施される。
【００２６】
図２を参照すると、例となる視覚化された積分ＤＶＨ６０が表されている。ＤＶＨは、夫々の線６２が、その線に関連するＲＯＩにおける線量の分布を表す線グラフとして視覚化され得る。夫々の点は、その量の線量又はそれ以上を受け取るＲＯＩ全体のボリュームのうちの割合として読み取られる。横軸は、ｃＧｙにおける線量を含む。縦軸は、例えば、０から１の範囲をもった、正規化されたボリュームを含む。線は、異なるインターバルを区別するように、色分け又はシンボル、例えば、点、ハッシュマーク、プラス記号、及び同様のものを含むことができる。例えば、線６４は、例えば対象の標的ボリュームといったほぼ完全なボリュームが、７０００ｃＧｙの直ぐ下の一様線量を受けることを示す。ＤＶＨは、等線量線のための凡例（図示せず。）を含むことができる。ユーザインタフェース４０は、医療関係者が、例えば“ドラッグ・アンド・ドロップ”などにより、線の位置を変更することを可能にすることができる。これによって、医療関係者は、例えばマウスなどの入力デバイス４８を使用して線表示上の点を選択し、線をドラッグすることにより線の位置を変更する。選択された点は、変曲点６６又は他の点を含むことができる。線が変化すると、他のインターバル線は然るべく変更される。更に、ＤＶＨ１４に対する変更は、等線量線１２に対する対応する変更を引き起こす。
【００２７】
図３を参照すると、例となる視覚化された等線量線が表されている。例となる視覚化された等線量線は、例えば、画像に重ね合わされた等線量線７２を伴うＣＴ画像などの、対象の画像を含む。画像において、人間の脊椎及び脊柱は明域において現れる。例えば腫瘍などの標的ボリューム７４は、等線量インターバル線が示された状態で左側に位置する。等線量線は、カラーで又はシンボルを伴って表される。凡例は左上に含まれており、１０％の等線量インターバルを示す。ユーザインタフェース４０は、医療関係者が、例えば、ペイントブラシツールなどのソフトウェア変更ツールへ入力を供給する例えばコンピュータマウスなどの入力デバイス４８により、等線量の位置を変更することを可能にする。線の位置の変更は、“ドラッグ・アンド・ドロップ”選択、矢印キーによる±若しくはズーム動作、マウスホイールの移動、又は入力デバイスの他の同様の動き若しくは入力デバイスの組み合わせにより起こる。ユーザインタフェースは、等線量線に対して医療関係者によって入力された変更に従って、ＤＶＨに対応する等線量線の移動を変更する。例えば、ユーザは、脊柱全体が低線量ＲＯＩにあるように、脊柱を横切る等線量をドラッグすることができる。
【００２８】
図４は、例となる視覚化された等線量ＲＯＩ８０を表す。等線量ＲＯＩは、ボクセルレベルでボリュームを画定する。リングとして示されている画定された等線量ＲＯＩ８０は、第２の等線量線によって画定される第２のボリューム８４から減じられた、第１の等線量線によって画定された第１のボリューム８２から構成される。リング状の等線量ＲＯＩは、２つの等線量線間に制限された対象のボリュームを表す。例えば、リング状のＲＯＩは、例えば４５Ｇｙから５０Ｇｙといった２つの識別された等線量レベル間のボリュームを含むことができる。等線量ＲＯＩは、フィルタユニットによって更に精緻化され得る。リング状のＲＯＩは、例えば、２つの識別された等線量レベルのうちの最小値、すなわち、４５Ｇｙといった一様線量目標を含むことができる。
【００２９】
図５は、１つ以上のプロセッサによって実行され得る等線量最適化方法をフローチャートに描く。ステップ９０で、対象のボリュームのために計画された等線量線が受け取られる。受け取られた等線量線は、例えばフルエンスマップなどのプランニングアプローチ情報から等線量線ユニット３６によって構成された等線量線１２を含むことができる。ステップは、ＤＶＨユニット３８によって対象のボリュームのＤＶＨ１４を受け取ること又は構成することを含むことができる。ステップは、対象のボリュームの画像に重ね合わされている受け取られた又は構成された等線量線又はＤＶＨを視覚化することを含むことができる。ステップは、等線量線及び／又はＤＶＨの変更を含むことができる。
【００３０】
等線量線及び／又はＤＶＨは、例えば、等線量線の“ドラッグ・アンド・ドロップ”による選択及び変更などの、ユーザインタフェース４０を通じた医療関係者の入力（例えば、マウス移動及び／又はキーボードコマンド）によって変更され得る。ＤＶＨに対する変更は、等線量線に対する対応する変更を含む。等線量線に対する変更は、ＤＶＨに対する対応する変更を含む。例えばマウスによる、等線量線上の選択の点は、変曲点を含むことができる。移動は、ドラッグされた線に対する移動及び変更の程度及び形状に影響を及ぼす、例えば、線張力、スプラインフィッティング、円弧操作、及び同様のものなどの、局所的な線セグメントの操作パラメータを含むことができる。最初にＤＶＨを調整することは、隣接した等線量線間で画定される夫々のＲＯＩにおける線量を調整するのに有利である。等線量線を調整することは、様々な組織が許容可能な線量レベルを有することを保証する。
【００３１】
ステップ９２で、ＲＯＩユニット５２は、選択された等線量線に基づき等線量ＲＯＩを画定する。等線量ＲＯＩは、選択された等線量レベル又はインターバルに基づくボリューム、例えば、一対の隣接した等線量線間で画定される範囲、を含むことができる。選択された等線量レベル又はインターバルは、システムにより供給されるパラメータ、デフォルトのシステムパラメータ、ユーザにより選択されるパラメータ、及び／又はユーザデフォルトのパラメータであることができる。選択された等線量レベルは、ＤＶＨ曲線の関数であることができる。等線量ＲＯＩは、等線量線及び／又はボクセルレベル変化による例えば腫瘍などの標的ボリュームの範囲に基づき選択され得る。選択は、ユーザインタフェース４０を通じたユーザ又は医療関係者による入力を含むことができる。等線量の関心領域は、等線量線によって境界を示されたボリューム、２つの等線量線間に制限されたボリューム、例えば、リング領域、又は等線量線によって境界を示されたボリュームの外にあるボリュームによって、画定され得る。
【００３２】
ステップ９４で、画定された等線量ＲＯＩは、フィルタユニット５４によってフィルタをかけられ得る。例えば、画定された等線量ＲＯＩの表面は平滑化され得、小さい隣接した湾曲部は組み合わされ得、且つ／あるいは、膨張又は収縮の隣接した部分は組み合わされ得る。
【００３３】
ステップ９６で、線量目標は、画定された等線量の関心領域のために加算され且つ計算される。線量目標は、等線量ＲＯＩを画定するために使用される等線量線の等線量レベルの関数を含むことができる。例えば、リング形状の等線量ＲＯＩは、等線量ＲＯＩを画定するために使用された等線量線の最小、最大、又は平均を含むことができる。４０ｃＧｙのレベルを有する第１の等線量線と、４５ｃＧｙのレベルを有する第２の等線量線とによって画定されるリング形状の等線量ＲＯＩは、ｍｉｎ（４０，４５）、すなわち４０、ｍａｘ（４０，４５）、すなわち４５、又はａｖｇ（４０，４５）、すなわち４２．５、等として計算される線量目標を含むことができる。
【００３４】
最適化ユニット５８は、ステップ９８で、画定された等線量ＲＯＩに基づき、投与可能な放射線治療計画を生成する。生成された計画は、標的ボリュームのための最高線量目標に対応する等線量ＲＯＩのための一様線量目標又は最小線量目標を含むことができる。生成された計画は、標的ボリュームのためのより低い等線量に対応する画定された等線量ＲＯＩのための一様線量目標、最小線量目標、又は最小線量ボリューム目標を含むことができる。生成された計画は、標的ボリュームの外にある画定された等線量ＲＯＩ及び／又は画定された等線量リングＲＯＩのための最大線量目標を含むことができる。方法は、夫々のステップを実行するよう、例えばコンピュータ装置４４の電子プロセッサ４６などの１つ以上のプロセッサを含むことができる。投与計画は、放射線の外部ビームの投与のための命令又は制御信号を含む。制御信号は、例えばモニタユニット（ＭＵ）又はＢｑなどのビーム量の量と、ＭＬＣを成形するための制御命令とを含む。
【００３５】
当然ながら、ここで提示されている特定の実例となる実施形態に関連して、ある構造的及び／又は機能的特徴は、定義される要素及び／又はコンポーネントにおいて組み込まれるものとして記載される。しかしながら、それらの特徴は、同じ又は同様の利点により、必要に応じて他の要素及び／又はコンポーネントに同様に組み込まれてよいことが考えられている。また、当然ながら、例となる実施形態の種々の態様は、所望の用途に適した他の代替の実施形態を達成するために選択的に適宜用いられてよく、それによって、他の代替の実施形態は、それに組み込まれる態様の各自の長所を実現する。
【００３６】
また、当然ながら、ここで記載されている特定の要素又はコンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせを介して適切に実装されるそれらの機能を備えてよい。加えて、当然ながら、一緒に組み込まれるものとしてここで記載されているある諸要素は、適切な環境下で、スタンドアローンの要素であるか、あるいは、別なふうに分割されてよい。同様に、１つの特定の要素によって実行されるものとして記載される複数の特定の機能は、個々の機能を実行するよう独立して動作する複数の個別要素によって実行されてよく、あるいは、ある個々の諸機能は、分解され、一斉に動作する複数の個別要素によって実行されてよい。代替的に、互い二個となるものとしてここで別なふうに記載及び／又は図示されている幾つかの要素又はコンポーネントは、必要に応じて物理的に又は機能的に組み合わされてよい。
【００３７】
要約すれば、本明細書は、好適な実施形態を参照して説明されてきた。明らかに、変更及び代替は、本明細書を読んで理解することで当業者に想到されるであろう。本発明は、全てのそのような変更及び代替を、それらが添付の特許請求の範囲及びその均等note起用範囲内にある限り含むものとして解釈されるようと意図される。言い換えると、様々な上記の及び他の特徴及び機能、又はそれらの代替案は、多くの他の異なるシステム又はアプリケーションに望ましく組み合わされてよく、更には、それらにおける様々な現在予期されていない又は不測の代替案、変更、変形又は改善は、当業者によってその後になされてよく、それらは、添付の特許請求の範囲によって包含されるよう同様に意図されることは、明らかである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年10月14日(2015.10.14)
【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】
対象のボリュームのために計画されたソース線量グリッドから等線量線を受け取るか又は構成するよう構成される等線量線ユニットと、
前記受け取られた又は構成された等線量線に基づき少なくとも１つの等線量の関心領域を画定するよう構成される関心領域ユニットと、
前記少なくとも１つの画定された等線量の関心領域と、該画定された等線量の関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された投与可能な放射線治療計画を生成するよう構成される最適化ユニットと
を有する放射線治療プランニングシステム。
【請求項２】
前記対象のボリュームのために計画された前記ソース線量グリッドから線量ボリュームヒストグラムを受け取るか又は構成するよう構成される線量ボリュームヒストグラムユニットを更に有し、
前記少なくとも１つの線量目標は、前記受け取られた又は構成された線量ボリュームヒストグラムに基づく、
請求項１に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項３】
前記受け取られた又は構成された線量ボリュームヒストグラム又は前記受け取られた又は構成された等線量線を視覚化し、医療関係者が前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つを変更することを可能にするよう構成されるユーザインタフェースと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム及び前記視覚化された等線量線を表示するよう構成されるディスプレイデバイスと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つに対する前記医療関係者による変更を受け取るよう構成される少なくとも１つの入力デバイスと
を更に有する請求項１又は２に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、等線量線によって画定されたボリュームにおいて位置するボクセルを含む、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、
等線量線によって境界を示されたボリューム、
２つの等線量線の間で制限されたボリューム、又は
等線量線の外にあるボリューム
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項６】
前記少なくとも１つの線量目標は、前記少なくとも１つの等線量の関心領域を画定する等線量線に関連する線量値の関数の結果を含む、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの線量目標は、
標的ボリュームのための最高等線量に対応する前記少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標若しくは最小線量目標のうちの少なくとも１つ、
前記標的ボリュームのためのより低い等線量に対応する前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための一様線量目標、最小線量目標、若しくは最小線量ボリューム目標のうちの少なくとも１つ、又は
前記標的ボリュームの外にある画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための最大線量目標
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項８】
前記関心領域の表面を平滑化すること、
小さい隣接した湾曲部を結合すること、又は
膨張又は収縮の隣接した部分を結合すること
のうちの少なくとも１つに基づき、前記画定された少なくとも１つの等線量の関心領域の少なくとも一部分にフィルタをかけるよう構成されるフィルタリングユニット
を更に有する請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項９】
前記フィルタリングユニットは、多葉コリメータ（ＭＬＣ）の特性に基づきフィルタをかけるよう構成される、
請求項８に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１０】
前記投与可能な放射線治療計画は、放射線治療デバイスがステップ・アンド・シュート技術又は連続運動技術のうちのいずれか１つにおいて放射線の外部ビームを供給するための制御信号を含む、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１１】
前記制御信号は、ビーム量及びＭＬＣ形状のための命令を含む、
請求項１０に記載の放射線治療プランニングシステム。
【請求項１２】
対象のボリュームのために計画されたソース線量グリッドから等線量線を受け取るか又は構成するステップと、
前記受け取られた又は構成された等線量線に基づき少なくとも１つの等線量の関心領域を画定するステップと、
前記画定された少なくとも１つの関心領域と、該画定された少なくとも１つの等線量の関心領域のための少なくとも１つの線量目標とに基づき、最適化された投与可能な放射線治療計画を生成するステップと
を有する放射線治療プランニングのための方法。
【請求項１３】
前記受け取るか又は構成するステップは、前記対象のために計画された線量ボリュームヒストグラムを受け取るか又は構成するステップを更に有し、
前記少なくとも１つの線量目標は、前記受け取られた線量ボリュームヒストグラムに基づく、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記受け取るか又は構成するステップは、
前記対象のボリュームの画像上に重ね合わされた前記受け取られた又は構成された等線量線及び前記受け取られた又は構成された線量ボリュームヒストグラムを視覚化するステップと、
前記視覚化された線量ボリュームヒストグラム又は前記視覚化された等線量線のうちの１つを変更するステップと
を有する、
請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、等線量線によって画定されたボリュームにおいて位置するボクセルを含む、
請求項１２乃至１４のうちいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの等線量の関心領域は、
等線量線によって境界を示されたボリューム、
２つの等線量線の間で制限されたボリューム、又は
等線量線の外にあるボリューム
のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１２乃至１５のうちいずれか一項に記載の方法。
【国際調査報告】
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