ОДНОВРЕМЕННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ МУЛЬТИМОДАЛЬНОЙ ИНВЕРСИИ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ РАДИОТЕРАПЕВТИЧЕСКОГО ЛЕЧЕНИЯ

1. Система (10), выполненная с возможностью облегчения оптимизации плана мультимодального лучевого лечения, использующего лучевую терапию, как фотонным лучом, так и ионным лучом, содержащая:
входной графический интерфейс пользователя (GUI) (16), который содержит:
дисплей (18), на котором пользователю представляется информация, связанная с одной или более имитационными моделями плана лучевой терапии (44);
оптимизатор (36), выполненный с возможностью одновременной оптимизации подачи дозы от устройства (30) фотонной терапии и от устройства (32) ионной терапии в одной или более имитационных моделях (44), итерационно корректируя множество параметров (38) оптимизации для каждого устройства (30) фотонной терапии и устройства (32) ионной терапии во время имитации; и
имитатор (40), выполненный с возможностью создания одной или более имитационных моделей (44) в соответствии с параметрами (38) оптимизации, причем система выполнена с возможностью отображения результатов процесса оптимизации в реальном времени посредством отображения дозы на дисплее (18).
2. Система по п.1, в которой оптимизатор (36) идентифицирует оптимальную имитационную модель (44), которая удовлетворяет заданным целевым критериям (48) лучевой терапии.
3. Система по любому из п.1 или 2, дополнительно содержащая:
диагностический сканер, получающий данные изображения интересующего объема (112) у пациента (34), подлежащего лечению, используя объединенную фотонную и ионную лучевую терапию; и
процессор (52) реконструкции, который реконструирует полученные данные изображения в одно или более изображений (54), используемых имитатором (40) для идентификации контуров пациента (34) и интересующего объема (158), подлежащего лечению.
4. Система по п.1, в которой устройство ионной терапии испускает одно из водородного ионного луча или протонного луча или углеродного ионного луча или другого ионного луча.
5. Система по п.2, в которой оптимальная имитационная модель (44) представляет объединенную фотонную и ионную терапию, разрушающее интересующий объем (158), с минимальной объединенной дозой облучения вне интересующего объема по сравнению с другими имитационными моделями.
6. Система по п.2, в которой оптимальная имитационная модель представляется пользователю на дисплее.
7. Система по п.1, дополнительно содержащая системный процессор (12), который создает один или более графиков гистограмм объема дозы (DVH) (49), которые представляются пользователю на дисплее (18).
8. Система по п.1, в которой фотонный луч и ионный луч являются одним из остронаправленного луча или луча, смоделированного по методу Монте-Карло, и в которой одна или более имитационных моделей (44) содержат множество интересующих областей (156), охватывающих весь интересующий объем (158).
9. Система по п.1, в которой параметрами оптимизации являются один или более из следующих параметров:
траектория луча;
подача дозы;
расстояние до интересующего объема;
интенсивность луча;
доза за единицу времени;
расположение луча на интересующем объеме или внутри него;
характеристики аппаратуры;
биологическая эффективность; и
контуры интересующего объема или пациента.
10. Система по п.1, дополнительно содержащая устройство (20) ввода, через которое пользователь вводит целевые критерии (48) лучевой терапии для плана лучевой терапии.
11. Система по п.1, в которой по меньшей мере один из следующих устройств:
устройство фотонной терапии является устройством лучевой терапии с модулированной интенсивностью (IMRT) и устройство ионной терапии является устройством арк-терапии с модулированным объемом (VMAT);
устройство фотонной терапии является устройством VMAT и устройство ионной терапии является устройством протонной терапии с модулированной интенсивностью (IMPT);
устройство фотонной терапии является устройством IMRT и устройство ионной терапии является устройством IMPT; и
устройство фотонной терапии является устройством VMAT для фотонной терапии и устройство ионной терапии является устройством VMAT для ионной терапии.
12. Способ оптимизации плана мультимодального лучевого лечения, использующего лучевую терапию, как фотонным лучом, так и ионным лучом, содержащий этапы, на которых:
одновременно оптимизируют подачу дозы от устройства (30) фотонной терапии и устройства (32) ионной терапии в одной или более имитационных моделях (44), итерационно корректируя множество параметров (38) оптимизации для каждого устройства (30) фотонной терапии и устройства (32) ионной терапии во время имитации; и
создают одну или более имитационных моделей (44) в соответствии с параметрами (38) оптимизации, имитируя протонный или ионный луч;
отображают результаты процесса оптимизации в реальном времени посредством отображения дозы на дисплее (18).
13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап, на котором:
идентифицируют оптимальную имитационную модель (44), удовлетворяющую заданным целевым критериям (48) лучевой терапии.
14. Способ по любому из п.12 или 13, дополнительно содержащий этапы, на которых:
получают посредством по меньшей мере томографического сканера или магнитно-резонансного сканера данные изображения интересующего объема (112) у пациента (34), подлежащего лечению, используя объединенную фотонную и ионную лучевую терапию; и
реконструируют полученные данные изображения в одно или более объемных изображений (54), используемых во время генерации имитационных моделей (44), чтобы идентифицировать контуры пациента (34) и интересующего объема (158), предназначенных для лечения.
15. Способ по п.12, в котором устройство ионной терапии испускает водородный ионный луч или протонный луч или углеродный ионный луч или другой ионный луч.
16. Способ по п.13, в котором оптимальная имитационная модель (44) представляет объединенную фотонную и ионную терапию, при которой интересующий объем (158) облучается минимальной объединенной дозой облучения ткани, расположенной вне интересующего объема, по сравнению с другими имитационными моделями.
17. Способ по п.12, дополнительно содержащий создание одного или более графиков объемных гистограмм дозы (DVH) (49), которые представляются пользователю на дисплее (18).
18. Способ по п.12, в котором одна или более имитационных моделей (44) содержат множество интересующих областей (156), которые покрывают весь интересующий объем (158).
19. Способ по п.12, в котором параметры оптимизации включают в себя один или более из следующих:
траектория луча;
подача дозы;
расстояние до интересующего объема;
интенсивность луча;
доза на единицу времени;
расположение луча на интересующем объеме или в его пределах;
характеристики аппаратуры;
биологическая эффективность; и
контуры интересующего объема или пациента.
20. Процессор (12), выполненный с возможностью исполнения исполняемых компьютером команд для выполнения способа по п.12.
21. Считываемый компьютером носитель данных, который несет компьютерные команды, управляющие процессором, чтобы выполнить способ по п.12.
22. Способ по п.13, дополнительно содержащий прием ввода данных от пользователя, который описывает заданные целевые критерии лучевой терапии (48) для плана лучевой терапии.
23. Способ по п.12, в котором по меньшей мере одно из следующего:
устройство фотонной терапии является устройством фотонной терапии с модулированной интенсивностью (IMRT) и устройство ионной терапии является устройством арк-терапии с модулированным объемом (VMAT) для ионной терапии;
устройство фотонной терапии является устройством VMAT для фотонной терапии, и устройство ионной терапии является устройством протонной терапии с модулированной интенсивностью (IMPT);
устройство фотонной терапии является устройством IMRT и устройство ионной терапии является устройством IMPT; и
устройство фотонной терапии является устройством VMAT для фотонной терапии и устройство ионной терапии является устройством VMAT для ионной терапии.
24. Система по любому из пп.1, 2, 4-10
в которой оптимизатор идентифицирует оптимальную имитационную модель из одной или более имитационных моделей (44) и предоставляет идентифицированную оптимальную модель контроллеру (26) для выполнения, используя первое устройство (30) для лечения и второе устройство (32) для лечения.