用于多目标放射治疗的方法及设备.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103957995 A (43)申请公布日 2014.07.30 CN 103957995 A (21)申请号 201180075058.7 (22)申请日 2011.11.23 A61N 5/10(2006.01) (71)申请人 博医来股份公司 地址 德国费尔德基兴 (72)发明人 斯特凡维尔斯迈尔 (74)专利代理机构 北京聿宏知识产权代理有限 公司 11372 代理人 吴大建 刘华联 (54) 发明名称 用于多目标放射治疗的方法及设备 (57) 摘要 本发明涉及一种数据处理方法， 其用于确定 通过治疗设备来放射治疗至少两个空间分离的目 标的治疗方案， 该治疗设

2、备构造为在治疗时段中 通过一个或多个子光束对该至少两个目标进行治 疗， 一个或多个子光束构成了在治疗时段根据治 疗方案将要穿过该至少两个目标的至少一个治疗 束， 治疗设备进一步构造成至少在治疗时段中的 一时间间隔里允许由子光束中的至少两个子光束 同时治疗该至少两个目标。 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.05.23 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2011/070829 2011.11.23 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/075743 EN 2013.05.30 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 17 页 附图 3 页 (19)中

3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书17页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103957995 A CN 103957995 A 1/3 页 2 1. 一种数据处理方法， 其用于确定通过治疗设备来放射治疗至少两个空间分离的目标 的治疗方案， 所述治疗设备构造为在治疗时段中通过一个或多个子光束对所述至少两个目 标进行治疗， 所述一个或多个子光束构成在治疗时段根据治疗方案将要穿过所述至少两个 目标的至少一个治疗束， 所述治疗设备进一步构造成至少在所述治疗时段中的一时间间隔 里允许由所述子光束中的至少两个子光束同时治疗所述至少两个目标， 所述方法包括通过 计算

4、机来执行的以下步骤 ： - 获取目标数据， 所述目标数据描述了关于患者体内的所述至少两个空间分离的目标 的空间信息 ； - 获取治疗束约束数据， 所述治疗束约束数据允许确定出可通过所述治疗设备来实现 的潜在治疗方案， 并且所述潜在治疗方案描述了所述至少一个治疗束的潜在排布， 其称为 潜在治疗束排布 ； - 获取治疗束标准数据， 所述治疗束标准数据描述了用于通过所述至少一个治疗束来 治疗所述至少两个目标的标准， 所述标准包括辐射减少准则， 所述辐射减少准则描述了允 许确定的、 描述了在所述治疗时段中的一时间间隔里对所述至少两个目标进行非同时治疗 的治疗方案， 条件是与描述了在治疗时段中对所述至少

5、两个目标进行同时治疗的治疗方案 相比， 这种非同时治疗方案描述了所述至少两个目标外部的患者身体部位更少地暴露于治 疗辐射下， 具体说少到至少预定程度 ； 和 - 基于所述目标数据、 所述治疗束约束数据和所述治疗束标准数据， 确定满足所述辐射 减少准则的治疗方案。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其中， 所述辐射减少标准包括如下标准 a) 和 b)， 具体 说由以下标准 a) 和 b) 来表示 ： a) 所述标准 a) 描述了 ： 如果将所述至少两个目标投影到与所述一个或多个子光束中 一个空间分离的子光束相垂直的平面上， 以及如果将所述空间分离的子光束的截面区域投 影到所述平面上， 则在所

6、投射的截面区域内， 所述至少两个投影的空间上分离的目标中存 在不多于一个的目标会在具体说至少持续不会长过预定时间里空间上分离具体说至少预 定距离 ； 和 b)所述标准b)允许 ： 为了满足标准a)， 所述治疗方案描述了至少在治疗时段中的一时 间间隔里所述至少一个治疗束不会同时穿过所述至少两个目标中的所有目标， 其中， 具体 说仅当这种情况造成所述至少两个目标之外的患者身体部位的暴露至少减少到预定程度 时才会被允许。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其中， 具体说如果确定不出既描述了所述同时治疗又 满足所述辐射减少准则的治疗方案时， 具体说如果为了满足所述辐射减少标准使得所述至 少一个治疗

7、束在治疗过程中不能同时穿过所述至少两个目标中的所有目标， 则具体说基于 一组目标来确定所述治疗方案， 所述目标组将从所述至少两个目标中选择出的、 通过所述 至少一个治疗束同时治疗的目标描述为时间的函数， 并且其中至少在所述治疗时段的一时 间间隔里选择所述至少两个目标中的每个目标， 并且其中至少在所述治疗时段的一时间间 隔里不是所述至少两个目标中的所有目标都被选择。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其中， 将所述目标组中的目标数目最大化， 以用于基于 所述目标数据、 所述治疗束约束数据和所述治疗束标准数据来确定所述治疗方案。 权 利 要 求 书 CN 103957995 A 2 2/3 页

8、 3 5. 根据权利要求 3 或 4 所述的方法， 其中， 基于所述目标数据、 所述治疗束约束数据和 所述治疗束标准数据来确定所述目标组使得所述治疗时间最短。 6. 根据权利要求 3 至 5 中任一项所述的方法， 其中， 通过确定候选组来确定所述目标 组， 所述候选组通过如下方法确定 ： 在所述治疗时段的第一时间间隔期间忽略所述至少两 个目标中的一个或多个目标、 在所述治疗时段中的第一时间间隔以外的第二时间间隔期间 将所忽略的所述至少两个目标中的一个或多个目标纳入到所述候选组中、 确定是否能够针 对所述候选组来确定所述治疗方案、 以及如果可以确定所述治疗方案则将所述候选组确定 为所述目标组。

9、7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 通过如下方式确定候选组 ： 在所述潜在治疗方案 违反了体积减少准则的某时间间隔里忽略所述至少两个目标中的一个或多个目标， 并且在 所述治疗时段内且在所述违规时间间隔以外的时间间隔里将所述至少两个目标中忽略的 一个或多个目标纳入到所述候选组中， 其中所述体积减少准则特别是根据权利要求 2 所述 的标准 a)， 所述潜在治疗方案满足在整个所述治疗时段对所述至少两个目标中的所有目标 同时进行治疗的条件， 所述时间间隔称为违规时间间隔。 8. 根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中， 所述治疗方案通过组合要在所述治 疗时段期间逐个地执行并分别描述了对所

10、述至少两个目标的子组进行治疗的亚治疗方案 来确定， 所述亚治疗方案基于关于各个子组的目标、 所述治疗束约束数据和所述治疗束标 准数据的空间信息来确定， 对所述子组进行选择， 使得每个目标均包括在所述子组中的至 少一个子组中， 并且所述亚治疗方案针对所述子组的所有目标， 满足所述体积减少标准， 具 体说是满足根据权利要求 2 所述的标准 a)。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其中， 所述治疗束标准数据包括 ： 在亚治疗时间间隔期 间根据各个所述亚治疗方案对每个子组的所有目标都至少顺序地进行治疗， 优选为同时治 疗。 10. 根据权利要求 9 所述的方法， 其中， 所述子组基于候选子组来确

11、定， 并且将所述候 选子组中的某候选子组选择为可针对其确定亚治疗方案的子组， 所述亚治疗方案描述了在 不违反所述辐射减少准则的同时在整个亚治疗时段期间同时治疗所述子组中的所有目标。 11. 根据权利要求 7-10 中任一项所述的方法， 其中， 所述治疗设备包括治疗光束源以 发出至少一个治疗束， 其中存在所述治疗光束源相对于所述至少两个目标的移动路径， 其 称为治疗路径， 所述移动路径具体说是在相对于所述至少两个目标垂直的至少一个平面中 的优选圆弧形的相对移动， 所述亚治疗方案描述了在所述光束源沿所述治疗路径和 / 或所 述治疗路径的一部分上的移动过程中进行的治疗， a) 其中， 在存在所述光束

12、源沿着起点和终点之间的所述治疗路径的多于一个的完整运 动， 其中将对每个子组的治疗分别分配给所述完整运动中的一个完整运动， 使得通过执行 多于一个的完整运动来治疗所有目标， 具体地说其中确定所述治疗方案， 使得在已对所述 至少两个目标中的所有目标进行治疗的情况下及治疗之后， 所述治疗路径仅当通过在所述 治疗设备所处的参考系统中转动患者时才会改变， 特别是通过旋转所述平面时才会改变， b) 其中， 在所述光束源沿所述治疗路径的第一子部向前移动过程中， 根据亚治疗方案 之一所忽略的目标在向后移动过程中或沿所述治疗路径的可与所述第一子部相同的第二 子部向后移动过程中根据另一亚治疗方案接收治疗 ； 和

13、 / 或 权 利 要 求 书 CN 103957995 A 3 3/3 页 4 c) 其中， 在所述光束源沿第一治疗路径的第一子部移动过程中， 根据亚治疗方案之一 所忽略的目标在沿第二治疗路径的第二子部移动过程中根据另一亚治疗方案接收治疗， 其 中所述第一治疗路径和第二治疗路径具体说由于患者在所述治疗设备所处的参考系统中 的移动而不同， 具体说通过相对于所述垂直平面来转动所述至少两个目标而产生的移动， 其中具体说， 当患者在所述参考系统中不移动的情况下所述第一和第二子部将相同。 12. 根据上述权利要求中任一项所述的方法， 其中， 描述了同时治疗、 并用于定义所述 辐射减少准则的所述治疗方案是

14、一种通过使受到治疗辐射的健康体积最小化而确定的治 疗方案。 13. 一种程序， 当其运行在计算机上或者当加载到计算机上时使计算机执行根据上述 权利要求中任一项所述的方法， 和 / 或一种具体说以非暂时方式存储所述程序的程序存储 介质 ； 和 / 或一种运行有所述程序的计算机或者其存储器加载有所述程序的计算机 ； 和 / 或一种携带了可表示所述程序、 具体说是上述程序的信息的信号波， 具体说是数字信号波， 所述程序具体说包括适于执行上述权利要求中任一项所述的方法的所有步骤的代码器。 14. 一种放射治疗系统， 包括 ： 如权利要求 13 所述的计算机 (1) ； 用于安置患者 (6) 的躺椅 (

15、2) ； 和 治疗设备 (3)， 其包括光束整形设备 (4) 和光束源 (5)。 15.根据权利要求14所述的放射治疗系统， 其中， 所述治疗设备(3)与躺椅(2)相对于 彼此可移动， 具体说是其中所述躺椅 (2) 在水平面上可转动和 / 或所述治疗设备 (3) 可沿 着位于特定的垂直定向平面中的圆弧形路径移动。 权 利 要 求 书 CN 103957995 A 4 1/17 页 5 用于多目标放射治疗的方法及设备 技术领域 0001 本发明涉及一种用于规划至少两个目标的放射治疗的数据处理方法， 特别是通过 治疗光束源和将治疗束引导至患者身体上或身体中的至少两个目标上的治疗束整形设备 来进行放

16、射治疗的数据处理方法。本发明涉及医学领域， 具体说涉及通过数据处理方法来 确定对患者进行放射治疗的治疗方案。本发明具体涉及放射治疗领域。 背景技术 发明内容 0002 本发明的目的在于提供一种针对至少两个目标的放射治疗方案的方法， 其中通过 治疗束来治疗至少两个目标。 0003 现有技术中的问题可以通过任一项独立权利要求的主题来解决。本发明的优点、 有利特征、 有利实施例及有利方面均在下文中公开， 并包含在从属权利要求的主题中。 只要 技术上合理且可行， 便可以根据本发明对不同的有利特征进行组合。 具体说， 一个实施例的 特征在具有与另一实施例的另一特征相同或类似的功能时， 可以在特别情况下进

17、行替换， 而一个实施例的特征在可为另一实施例补充附加功能时， 可被添加到另一实施例中。 0004 根据本发明的方法具体而言是一种数据处理方法。 所述数据处理方法优选使用具 体说是计算机的技术手段来执行。特别地， 所述数据处理方法由计算机执行或在计算机上 执行。为了处理数据， 特别是为了以电的方式和 / 或光的方式处理数据， 该计算机具体说还 包括处理器和存储器。所描述的计算步骤具体说通过计算机来执行。确定步骤或计算步骤 具体说是在该技术性的数据处理方法框架内(特别是在程序框架内)对数据进行确定的步 骤。 计算机可以具体为任何种类的数据处理装置， 尤其是电子数据处理装置。 计算机可以是 那些通常

18、被认为是例如台式个人计算机 PC、 笔记本、 上网本等的装置， 但计算机也可以是任 何可编程装置， 例如移动电话或嵌入式处理器。计算机可特别地包括 “子计算机” 系统 ( 网 络 )， 其中每个子计算机代表其本身的计算机。术语 “计算机” 包含云计算机， 特别是云服务 器。 术语 “云计算机” 包含云计算机系统， 特别地包括具有至少一个云计算机的系统， 特别是 具有多个可操作式互连的云计算机 ( 例如服务器场 ) 的系统。优选地， 云计算机与诸如万 维网 (WWW) 的广域网连接。这种云计算机位于连接于万维网的计算机的所谓 “云” 中。这 种基础设施用于云计算， 所述云计算描述了不要求终端用户

19、获知那些传送特定服务的计算 机的物理位置及配置的计算、 软件、 数据访问和存储服务。特别地， 术语 “云” 用来比喻互联 网 ( 万维网 )。特别地， 云提供作为服务 (LaaS) 的计算基础设施。云计算机可以用作用于 执行本发明方法的操作系统和 / 或数据处理应用程序的虚拟主机。优选地， 云计算机是由 Amazon Web ServicesTM提供的弹性计算云 (EC2)。为了接收或输出数据和 / 或执行模数转 换， 计算机特别地还包括接口。该数据特别地是可表示物理特性的数据和 / 或可从技术信 号生成的数据。该技术信号特别地通过 ( 技术性 ) 探测装置 ( 例如， 用于探测标记符的装 置

20、 ) 和 / 或 ( 技术性 ) 分析装置 ( 例如， 用于执行成像方法的装置 ) 产生， 其中所述技术信 说 明 书 CN 103957995 A 5 2/17 页 6 号具体说是电或光信号。技术信号具体说表示由计算机接收或输出的数据。 0005 优选地是， 本发明的方法至少部分地通过计算机来执行。 也就是说， 本发明方法的 所有步骤或仅某些步骤 ( 即少于总步骤数量的步骤 ) 可以由计算机来执行。 0006 表述 “获取数据” 具体说(在数据处理方法的框架内)包含数据是由数据处理方法 或程序确定的情况。 确定数据具体说包括 ： 测量物理量， 以及将所测量的值转换成具体说是 数字数据和 /

21、或通过计算机来计算该数据， 特别是在本发明的方法范围内计算该数据。 “获 取数据” 的含义还特别地包含这样的情况， 即通过数据处理方法或程序从例如另一程序、 前 一方法步骤或数据存储介质中接收或检索数据， 进而特别地用于通过数据处理方法或程序 进行进一步处理。因此，“获取数据” 还可例如表示等待接收数据和 / 或正在接收数据。所 接收的数据可例如经由接口来输入。 “获取数据” 还可指代数据处理方法或程序为了从数据 源 ( 主动 ) 或经由接口 ( 例如， 从另一计算机或网络 ) 接收或检索数据所执行的步骤， 所述 数据源例如为数据存储介质 ( 例如， ROM、 RAM、 数据库、 硬盘等 )。

22、数据可通过在获取步骤之 前执行附加步骤的方式来实现 “就绪” 状态。根据附加步骤来生成数据， 以用于获取。对数 据 ( 如通过分析装置 ) 进行特定的探测或捕获。作为备选或附加， 数据是根据所述附加步 骤如通过接口来输入的。可在特定况下输入所生成的数据 ( 如输入到计算机中 )。根据附 加步骤 ( 其在获取步骤之前进行 )， 数据也可以通过执行将数据存储于数据存储介质 ( 例 如， ROM、 RAM、 CD 和 / 或硬盘驱动器 ) 的附加步骤的方式来提供， 从而使数据在根据本发明 的方法或程序的框架内就绪。因此，“获取数据” 还可涉及操控设备以获得和 / 或提供待获 取的数据。 具体说， 获

23、取步骤不涉及侵入性步骤， 侵入性步骤表示对身体进行实质上的生理 干扰， 其需要对身体采取专业医疗措施， 并且即使采取了所需的专业医疗措施或护理， 该身 体还是会承受极大的健康风险。 特别地， 获取数据具体说是确定数据不涉及外科手术步骤， 并且尤其不涉及使用外科手术或外科疗法来治疗人体或动物体的步骤。 这也特别地适用于 涉及确定数据的任何步骤。为了区分本发明的方法所使用的不同数据， 数据被标记为 ( 即 简称为 )“XY 数据” 等， 并由其所描述的信息进行定义。 0007 本发明还涉及控制治疗束的领域。治疗束对待治疗的身体部位进行处理， 这在下 文中称为 “治疗患体部位” 。这些患体部位具体说

24、是患者身体的部位， 即解剖学上的身体部 分。 优选地是， 根据本发明的数据处理方法来确定对数据的控制， 所述数据处理方法描述了 通过本发明的放射治疗系统根据所确定的治疗方案对治疗束的控制。 0008 本发明涉及医药领域， 尤其涉及使用束具体说幅射束 ( 也称为治疗束 ) 来治疗患 者的身体部位。治疗束对待通过治疗辐射来治疗的身体部位进行治疗， 这种部位将在下文 称为 “治疗患体部位” 。治疗辐射是与待治疗的身体部位相互作用的辐射。这些身体部位具 体说是患者身体的部位， 即解剖学上的身体部位。电离辐射特别地用作以治疗为目的的治 疗辐射。具体说， 治疗束包括电离辐射或由电离辐射构成。电离辐射包括或

25、由粒子 ( 例如， 亚原子粒子或离子 ) 或电磁波构成， 所述粒子或电磁波的能量足以使电子从原子或分子中 分离， 由此对其进行电离。这种电离辐射的示例是 X 射线、 高能粒子 ( 高能粒子束 ) 和 / 或 从放射性元件发出的电离辐射。 治疗辐射， 特别是治疗束具体说用于放射治疗中， 特别是用 于肿瘤学领域中的放射治疗中。特别是针对癌症的治疗， 使用了电离辐射对带有诸如肿瘤 的病理结构或组织的身体部位进行治疗。由此， 肿瘤作为治疗患体部位的示例。 0009 优选地， 对治疗束进行控制使其能穿过治疗患体部位。 然而， 治疗束会对治疗患体 说 明 书 CN 103957995 A 6 3/17 页

26、 7 部位之外的身体部位造成负面影响。这些身体部位在本文称为 “外部身体部位” 。通常， 为 到达并由此穿过治疗患体部位， 治疗束必须穿过外部身体部位。 这里， 治疗患体部位包括或 特别地由至少两个空间上分离的目标构成。 0010 针对背景技术 A， 可参考以下两个网页 ： 0011 及 0012 rapidarc。 0013 治疗患体部位可以通过一次或多次地从一个或多个方向发出的一个或多个治疗 束来治疗。因此， 这种通过至少一个治疗束进行的治疗遵循由治疗方案所描绘的空间模式 和时间模式。 为了说明通过至少一个治疗束进行治疗的空间和/或时间特性， 使用术语 “光 束排布” ( 也称为 “治疗束

27、排布” )。因此， 治疗方案优选通过所述治疗束排布来说明。治疗 束排布是针对至少一个治疗束的布置。治疗束排布的相对位置优选相对于参考系统 ( 特别 地相对于治疗设备 )、 治疗室并优选相对于患者身体 ( 具体说相对于至少两个目标 ) 来说 明。优选地是， 所述至少两个目标处于描述了治疗束排布的位置的参考系统中。治疗束排 布优选地也对相对位置进行了说明。 至少两个目标的实际治疗优选按照根据本发明所确定 的治疗束的布置来执行。因此， 术语 “治疗方案” 优选对应于术语 “治疗束排布” 。 0014 具体地， 治疗束排布描述了治疗期间至少一个治疗束应采用的空间特征， 并具体 地改变应在治疗过程中采用

28、的空间特征。特别地， 空间特征包括由至少一个治疗束所采用 的位置和/或至少一个治疗束的几何结构(大小和/或形状)， 特别是包含在至少一个治疗 束中并特别地构成至少一个治疗束的子光束的位置和 / 或几何结构。 0015 光束位置描述了治疗束排布中的治疗束位置。光束位置的排布称为位置排布。光 束位置优选由光束方向和附加信息进行定义， 所述附加信息允许在特定的三维空间中向治 疗束分配一具体位置， 例如关于所定义的坐标系统中的坐标信息。该具体位置优选为直线 上的一点。这条线称为 “束线” 并在光束方向上传播， 例如沿着治疗束的中心轴传播。所定 义的坐标系统优选相对于治疗设备或相对于患者身体的至少一部分

29、进行定义， 具体说相对 于至少两个目标进行定义。位置排布包括至少一个光束位置 ( 具体情况下由至少一个光束 位置组成 )， 特别是包括多个光束位置， 其中所述多个光束位置可包括一组离散的光束位置 ( 如两个或多个不同的光束位置 ) 或连续的多重 ( 多样 ) 光束位置。 0016 在治疗过程中， 一个或多个治疗束具体说采用由所述位置排布同时地或顺序地 ( 后者具体说是在只有一个束源发出治疗束的情况下进行 ) 定义的治疗束位置。如果存在 若干个光束源， 那么在治疗过程中， 至少全部光束位置的子组也可同时地被治疗束所采用。 特别地， 治疗束的一个或多个子组可以根据预定顺序来采用所述排布的光束位置。

30、一子组 治疗束包括一个或多个治疗束。 包括一个或多个治疗束并采用由位置排布所定义的所有光 束位置的整组治疗束即为光束排布。 0017 本发明还涉及一种程序， 所述程序当运行在计算机上或者当加载到计算机上时使 计算机执行本文所述的一个、 多个或全部的方法步骤 ； 和/或涉及一种存储有所述程序(特 别是以非暂时性形式 ) 的程序存储介质 ； 和 / 或涉及一种运行所述程序的计算机或者其存 储器加载有所述程序的计算机 ； 和 / 或涉及一种携带了可表示所述程序 ( 特别是上述程 序 ) 的信息的信号波， 特别是数字信号波， 所述程序具体说包括适于执行本文所述的任意 说 明 书 CN 10395799

31、5 A 7 4/17 页 8 或全部的方法步骤的代码装置。 0018 在本发明的框架内， 计算机程序单元可通过硬件和/或软件(这包括固件、 驻留软 件、 微代码等 ) 来实施。在本发明的框架内， 计算机程序单元可采取通过计算机可用、 特别 是计算机可读的数据存储介质来实施的计算机程序产品的形式， 具体说可采取所述数据存 储介质中包含的指令执行系统上采用的或与之结合使用的计算机可读的程序指令、“代码” 或 “计算机程序” 的形式。这种系统可以是计算机 ； 计算机可以是包括用于执行根据本发 明的计算机程序单元和 / 或程序的装置的数据处理设备， 特别是包括执行计算机程序单元 的数字处理器(中央处理

32、单元， 即CPU)以及可选地包括用于存储执行计算机程序单元所使 用的和 / 或产生的数据的易失性存储器 ( 具体说是随机存取存储器， 即 RAM) 的数据处理设 备。 在本发明的框架内， 计算机可用、 特别是计算机可读的数据存储介质可以是任何数据存 储介质， 其可以包含、 存储、 传送、 传播或传输那些指令执行系统、 装置或设备上使用或与之 结合使用的程序。 计算机可用、 特别是计算机可读的数据存储介质例如可以是， 但不限于电 子、 磁、 光、 电磁、 红外或半导体系统、 仪器或设备， 或者是诸如互联网的传播介质。 计算机可 用或计算机可读的数据存储介质甚至可以是例如可打印所述程序的纸或其他合

33、适介质， 因 为程序可以通过电的方式而获取， 例如通过光学扫描该纸或其他合适介质， 然后再编译、 解 码或以适当方式另行处理。优选地， 数据存储介质是非易失数据存储介质。本文所述的计 算机程序产品以及任何软件和 / 或硬件形成用于执行本发明的示例性实施例中的功能的 各种装置。计算机和 / 或数据处理设备可特别地包括具有可输出引导信息的装置的引导信 息设备。引导信息可例如通过视觉指示装置 ( 如监视器和 / 或灯 ) 可视地输出给用户， 和 / 或通过听觉指示装置 ( 如扬声器和 / 或数字语音输出装置 ) 可听地输出给用户， 和 / 或通 过触觉指示装置 ( 如振动元件或并入到仪器中的振动元件

34、 ) 可触摸地输出给用户。 0019 本发明还涉及一种如权利要求所述的放射治疗系统。 0020 剂量标准数据可描述通过治疗束和 / 或最小剂量水平对所述至少两个目标中的 各个目标进行覆盖的所需覆盖水平。而且， 剂量标准数据可描述针对目标之外的部位中的 剂量分布所需的均匀度。剂量标准数据可描述针对每个目标的最小剂量限制。剂量标准数 据可描述针对目标之外的部位的最大剂量限制， 特别是针对关键身体部位 ( 具体说是那些 功能重要且不应受辐射影响的身体部位， 像大脑中的视觉中枢 ) 的最大剂量限制。 0021 如上所述， 本发明特别地涉及放射治疗， 特别是涉及一种可用于规划放射治疗的 数据处理方法。这

35、种放射治疗方案具体说描述了治疗束的排布。以上对治疗束和治疗束的 排布进行了说明。放射治疗用于目标的放疗。目标表示要由治疗辐射进行治疗的身体部 位。这里， 这种身体部位称为 “治疗身体部位” 。治疗身体部位具体说是多个病变或病变的 排布(特别是肿瘤或肿瘤的排布)， 具体说是已通过外科治疗切除的部位的某些特定病变/ 肿瘤。 0022 根据本发明， 提供一种数据处理方法， 其优选用于为目标的放射治疗来确定治疗 方案。这些目标特别地是空间上分离的目标。治疗优选通过治疗设备来执行。治疗设备优 选构成为对目标 ( 特别是两个或多个目标， 特别是三个或多个目标， 特别是四个或多个目 标)进行治疗， 特别是同

36、时进行治疗。 在治疗时段(其特别对应于放射治疗疗程(session) 的时段 )， 治疗通过由治疗设备发出的至少一个治疗束来进行。更详细地说， 目标优选由包 含在所述至少一个治疗束中的一个或多个子光束来治疗。特别地， 对子光束中的各个光束 说 明 书 CN 103957995 A 8 5/17 页 9 进行分配以治疗各个目标。治疗根据上述治疗方案 ( 治疗束排布 ) 来执行。优选地， 子光 束中的一个光束根据治疗方案专门用于治疗目标中的一个目标。优选地， 为了允许至少在 治疗时段中的一时间间隔中进行同时治疗， 治疗设备构造成同时发出至少两个子光束， 从 而能够使治疗时间缩短。特别地， 治疗设备

37、构造为允许至少在治疗时段中的一时间间隔里 通过子光束中的至少两个光束， 能够同时治疗所述至少两个目标中的至少两个目标。治疗 设备具体构造成发出在空间上分离的子光束以用于同时治疗目标。特别地， 治疗方案的确 定可包括确定一组至少两个目标。 该目标组可包括所有治疗目标或少于所有治疗目标的目 标， 并且如下文更详细描述的那样， 该组内的目标数目可在治疗时段中变化。 所确定的治疗 方案具体地说明了对一组目标的治疗 ( 参见下文 )。 0023 治疗方案的确定优选基于目标数据、 治疗束约束数据和治疗束标准数据， 这将在 下文描述。 特别地， 确定治疗方案， 以满足由治疗束约束数据所描述的约束和由治疗束标

38、准 数据所描述的标准。本文到此， 对子光束的几何结构 ( 尺寸和 / 或形状 ) 进行了说明， 特 别是截面区域的几何形状， 这特别指代子光束在患者体内 ( 特别是当穿过光束整形设备之 后 ) 所具有的形状。 0024 上述目标数据描述了关于特别是在患者体内空间上分离的至少两个目标的空间 信息。该空间信息具体说描述了目标的几何结构 ( 尺寸和 / 或形状 ) 和 / 或目标的位置。 0025 目标数据具体说提供了有关空间体积 ( 其必须吸收辐射以治疗目标 ) 的空间信 息。优选地是， 目标位置被描述为在其中具有潜在治疗束排布 ( 即， 可通过治疗设备来实现 的治疗束排布 ) 的参考系统中， 该

39、位置特别地是相对于治疗设备来描述的。目标位置也可 以描述在其他参考系统中。例如， 目标位置可以描述在目标所处的参考系统中。在这种情 况下， 治疗方案 ( 治疗束排布 ) 优选地描述在目标所处的参考系统中。当然， 不同参考系统 之间的变换可通过目标数据来执行并具体地由目标数据来说明。 0026 如上所述， 治疗束排布可包括一个或多个治疗束， 所述治疗束在治疗时段中的至 少一时间间隔里又可包括至少一个、 优选为两个或多个空间分离的子光束。 应当注意， 与连 续治疗单个目标相比， 通过多个子束进行的针对多个目标的同时治疗允许治疗时间显著下 降。 因此， 根据本发明， 优选地具有包含了允许同时治疗至少

40、两个目标的至少两个子光束的 治疗束。所述至少两个子光束中的两个光束可以由单个治疗光束源发出的光束产生， 特别 是通过借助光束整形设备 ( 例如多叶式准直仪 ) 来阻挡部分光束的方式产生， 和 / 或通过 使用两个不同的子治疗光束源且每一个子治疗光束源均发出所述两个子光束中的一个子 光束的方式产生 ( 换言之， 治疗光束源包括两个子治疗光束源 ( 其具体说可以独立方式或 依赖方式移动 )。治疗束可包括或者具体说由一个或多个子光束组成。优选地， 治疗光束 源是可移动的， 以便根据治疗方案产生 ( 特别是在与光束整形设备结合的情况下 ) 治疗辐 射 ( 其具有空间和 / 或时间特征 )， 即治疗束排

41、布 ( 其根据本发明来确定 )， 从治疗光束源 的方向看去目标可以在光束源移动过程的一定时段中 “重叠” ， 指向这些目标的始终空间上 分离的子光束随后可以在那个时段合并。由先前分别专门用于治疗单一目标的合并的子 光束所产生的子光束具体而言治疗多于一个目标， 即由合并的子束先前单独治疗的所有目 标。因此， 治疗束可包括至少两个 ( 整合的 ) 子光束， 其在治疗时段中空间上分离至少一时 间间隔， 并且可以在治疗过程中合并一定时间间隔。本发明具体说涉及确定借助子光束来 对空间分离的目标进行优化的治疗束排布。 说 明 书 CN 103957995 A 9 6/17 页 10 0027 通过本发明的

42、数据处理方法， 确定出针对同时治疗一组至少两个目标的治疗方案 ( 治疗束排布 )。也就是， 优选地至少在治疗期间的一时间间隔中， 至少两个目标同时通过 至少两个子光束来治疗。( 放射疗法 ) 治疗在称为 “治疗时段” 的期间执行， 并且特别与在 该治疗时段中执行的治疗疗程 ( 也称为 “片段” ) 相对应。由于用于同时治疗上述至少两个 目标的组的治疗束排布具体说取决于该至少两个目标的组， 反之亦然， 本发明的方法特别 地包括确定所述至少两个目标的组， 治疗束排布可针对所述至少两个目标的组来确定 ( 这 满足了由治疗束约束数据所描述的约束和由治疗束位置数据所描述的标准 )。根据一个或 多个潜在的

43、治疗束排布， 该至少两个目标特别地仅包括那些在整个治疗时段能够 ( 可能 ) 同时被治疗的目标。 0028 该组待由治疗束治疗的目标可以是时间的函数。换言之， 所述至少两个目标中的 一个或多个目标可以在至少治疗中的一时间间隔 / 时段中从该组目标中 “忽略” 。如下文将 要描述的那样， 那些由于技术约束 ( 治疗束约束数据 ) 和医疗标准 ( 治疗束标准数据 ) 而 无法与其他目标同时治疗的目标可以在至少那些约束和标准不允许同时治疗该目标的时 间间隔中从所述至少两个目标中忽略。 因此， 该组目标， 特别是所述至少两个目标中由治疗 辐射覆盖的单个目标可以随时间改变。这里， 上述技术性约束由上述

44、“治疗束约束数据” 来 描述， 上述医疗标准则由上述 “治疗束标准数据” 来描述。具体而言， 该组目标在治疗时间 的时间间隔 ( 即， 一部分治疗时间 ) 内可以包括所有目标、 少于所有的目标、 一个或多个目 标或者零个目标。该组目标至少在治疗时间的一时间间隔中特别地包括一个或多个目标， 但少于至少两个目标的所有目标。 0029 特别地， 治疗光束源可以相对于目标移动， 其中从光束源的方向看去， 所述目标可 以改变几何形状， 特别是改变轮廓。治疗束设备优选构造成当治疗光束源移动时可改变指 向这种目标的子光束截面区域的 “几何形状” ， 具体说以确保从治疗光束源指向目标的每个 方向上目标都能够在

45、整个截面区域上吸收治疗束。 优选地， 以如下方式对光束整形 ： 如果所 述至少两个目标投影到与空间分离的一个或多个子光束的光束方向垂直的平面 ( 投影平 面 ) 上， 以及如果空间分离的子光束的截面区域投影到该平面上， 则存在不超过所述至少 两个投影的空间分离的目标中的一个目标在投影截面区域内在具体说至少不长于预定时 间的时间里空间分离。该标准 ( 称为 “不多于一个目标” 标准 ) 作为下文将进一步说明的 辐射减少准则的示例。 0030 具体而言， 治疗束约束数据描述了针对可能的(潜在)治疗束排布的约束， 特别是 描述了关于具体说在治疗设备所处的参考系统中的可能的治疗束排布的空间信息。 该约

46、束 具体而言是描述了在光束源与患者 ( 特别是目标 ) 之间可能的相对位置的技术约束， 所述 相对位置通过治疗设备实现。治疗束约束数据描述了具体说关于光束整形设备 ( 具体而言 为对光束的截面形状进行整形的准直仪， 尤其是多叶式准直仪 ) 的可能配置和 / 或位置的 信息， 和/或关于光束源相对于所述至少两个目标的可能位置的信息(例如， 由于光束源例 如沿路径的有限移动范围， 和 / 或患者所在的躺椅的有限移动范围 )。换言之， 这种约束是 关注于产生治疗束排布的可行的 “技术性” 约束。这里， 可行的治疗束排布称为 “潜在治疗 束排布” 。 换言之， 潜在治疗束排布是那种可以通过治疗设备来实

47、现但可能违反或可能不违 反医疗标准的排布。应当理解， 形成由光束源产生的光束的截面形状的每个光束整形设备 在治疗过程的至少一时间间隔中要受制于某些技术限制。例如， 可用作光束整形设备的多 说 明 书 CN 103957995 A 10 7/17 页 11 叶式准直仪无法产生如下这样的分离子光束， 即， 至少一部分子光束与多叶式准直仪的叶 片的移动方向平行。而且， 至少一个治疗束的排布特征的约束可包括关于光束源相对于所 述至少两个目标的可能位置的信息。例如， 一个或多个目标可位于由治疗光束源在相对于 目标 / 多个目标的某个位置 ( 坐标和 / 或方向 ) 中产生的治疗束所覆盖的区域之外， 其中

48、 当治疗光束源移动到另一位置时， 所述目标或多个目标位于该治疗束所覆盖的区域内。 0031 治疗束标准数据具体而言涉及针对治疗空间分离的目标的医疗标准。 这些标准特 别地描述了目标之外的部位 ( 称为 “外部身体部位” ) 由于根据治疗束约束数据的可用的有 限选择优选不受治疗辐射的影响。 根据本发明， 为了确定治疗方案， 采用下面描述的治疗束 标准数据。 治疗束标准数据具体说描述了称为 “辐射减少准则” 的标准， 根据该标准， 如果可 以的话 ( 特别是当减少超过预定程度的情况下 )， 通过执行非同时治疗而不是同时治疗所 述至少两个目标来减少外部身体部位在辐射中的暴露 ( 下文中也称为 “暴露

49、” )。也就是， 减 少辐射(特别是减少至预定程度或更大的程度)在治疗过程中具有比所有的至少两个目标 的同时治疗更高的优先级。 “允许确定非同时治疗方案” 具体说意味着在确定 ( 最优 ) 治疗 方案时赋予减少暴露(外部身体部位的暴露具体说减少至少预定程度)的优先级高于同时 治疗至少两个目标的优先级。 减少暴露具体说意味着如果这种减少能够通过由非同时治疗 取代同时治疗的方式来实现并且这种减少等于或大于预定程度， 那么受到治疗辐射的体积 ( 由外部身体部位填充且不包括所述至少两个目标的体积， 其也称为 “健康体积” ) 将减少。 这种健康体积特别是指或包括至少两个目标中的两个或多个或全部目标之间的体积。 健康 体积可特别地是两个目标之间的间隙内的体积， 该间隙内的体积在两个目标同时由子光束 ( 只有一个在空间上分离的子光束 ) 治疗的情况下受到治疗辐射。如果想在治疗期间 ( 即 总治疗时间 ) 同时治疗至少两个目标中的所有目标， 那么由于治疗束约束数据所描述的约 束， 他 / 她可能不可避免地要使目标之间的健康体积遭受治疗辐射。然而， 期望减少遭受辐 射的健康体积。根据辐射减少准则， 如果这种非同时治疗使得暴露减少具体说是受到至少 一个治疗束的治疗辐射的健康体积(该体积由外侧身体部位填充)减少具体说至少减少至 预定程度， 那么允许 ( 即在特别情