使用不同指示器來確定放射治療目標(biāo)的位置變化的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定稱為目標(biāo)變化數(shù)據(jù)并能用于執(zhí)行放射治療的數(shù)據(jù)的方法，所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)描述了包含在患者體內(nèi)的目標(biāo)的位置變化的信息，其中該方法通過計(jì)算機(jī)來執(zhí)行并且包括以下步驟：·獲取描述映射規(guī)則的確定規(guī)則數(shù)據(jù)，其中所述映射規(guī)則用于將指示器變化集合映射到所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)上，所述指示器變化集合是包括多于一個(gè)元素的集合，所述指示器變化集合的元素分別表示指示器位置的各個(gè)變化的信息，至少兩個(gè)指示器分別指示稱為指示器結(jié)構(gòu)的不同身體結(jié)構(gòu)的位置變化；·獲取描述所獲取的指示器變化集合的集合數(shù)據(jù)；以及·通過將映射規(guī)則應(yīng)用于所獲取的指示器變化集合上，基于確定規(guī)則數(shù)據(jù)和集合數(shù)據(jù)來確定目標(biāo)變化數(shù)據(jù)。
【專利說明】使用不同指示器來確定放射治療目標(biāo)的位置變化

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及放射治療【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說涉及確定待治療的身體部位（稱為目標(biāo)） 的位置（也由此稱為"治療患體部位"）的領(lǐng)域。指示器用以指示目標(biāo)位置的變化，具體說 以確定目標(biāo)的實(shí)際位置。指示器的位置變化與目標(biāo)的位置變化相關(guān)聯(lián)。指示器可以是可檢 測的身體部位（稱為"指示性身體部位"）或標(biāo)記裝置（如處于身體內(nèi)部或附著于身體外 部），具體說是單個(gè)標(biāo)記物。

【背景技術(shù)】
[0002] 可以參考專利申請EP 08169422. 6和EP 09160153. 4及其對應(yīng)的美國專利申請 US 12/621，881和US 12/622, 002以及W0 2011/107145。這些申請的公開內(nèi)容通過引用并 入本文。此外，還涉及Tong Lin等人于2008年12月11日在美國新澤西州Piscataway由 IEEE 舉辦的 2008 年 MACHINE LEARNING AND APPLICATIONS (ICMLA，08)第七屆國際會(huì)議 上發(fā)表的''Tumor Targeting for Lung Cancer Radiotherapy Using Machine Learning Techniques"，其刊載于 ISBN :978-0-7695-4395-4, XP31379459,第 533 - 538 頁。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，具體涉及為了治療患體部位的輻射利用。
[0004] 本發(fā)明涉及控制治療束領(lǐng)域。治療束治療待治療的身體部位，該身體部位在下文 中還稱為"目標(biāo)"或"治療患體部位"。這些身體部位是患者身體的特定部位，即解剖學(xué)上的 患體部位。
[0005] 本發(fā)明涉及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及使用束具體說幅射束（也稱為治療束）來治療患 者的身體部位。電離輻射特別地用于治療目的。具體說，治療束包括或由電離輻射構(gòu)成。電 離輻射包括或由粒子（例如，亞原子粒子或離子）或電磁波構(gòu)成，所述粒子或電磁波的能量 足以使電子從原子或分子中分離，由此對其進(jìn)行電離。這種電離輻射的示例是X射線、高能 粒子（高能粒子束）和/或從放射性元件發(fā)出的電離輻射。治療輻射，具體來說是治療束， 具體說用于放射治療或放療中，特別是用于腫瘤學(xué)領(lǐng)域的放射治療或放療中。特別是針對 癌癥的治療，使用了電離輻射對帶有諸如腫瘤的病理結(jié)構(gòu)或組織的身體部位進(jìn)行治療。由 此，腫瘤作為治療患體部位的示例。
[0006] 優(yōu)選地，對治療束進(jìn)行控制使其能穿過治療患體部位。
[0007] 治療患體部位的移動(dòng)具體是由于下文中稱為"關(guān)鍵移動(dòng)"的動(dòng)作所導(dǎo)致。關(guān)于這 方面還可參考上述申請EP08169422. 6和EP09160153. 4,在這些申請中對這些關(guān)鍵移動(dòng)進(jìn) 行了詳細(xì)討論。為了確定治療患體部位的位置，使用諸如X射線裝置、CT裝置或MRT裝置 的分析裝置來產(chǎn)生身體的分析圖像（例如X射線圖像或MRT圖像）。具體說，分析裝置采 用成像方法，具體說分析裝置是例如通過使用波和/或輻射和/或能量束（具體為電磁波 和/或輻射、超聲波和/或粒子束）來分析患者身體的裝置。分析裝置具體說是通過分析 患者身體來產(chǎn)生患者身體（特別是患者身體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和/或解剖部位）的圖像（例如， 二維或三維圖像）的裝置。分析裝置特別地用于醫(yī)學(xué)診斷中，特別是放射學(xué)中。然而，可能 難以在分析圖像中識別出治療患體部位。具體說，可能更容易識別出與治療患體部位的位 置變化、特別是治療患體部位的移動(dòng)變化相關(guān)聯(lián)的指示性身體部位。因此，在已知指示性身 體部位（也稱為"替代物（surrogate)"）與治療患體部位的位置變化（特別是移動(dòng)變化） 之間的相關(guān)性的基礎(chǔ)上，跟蹤指示性身體部位允許對治療患體部位的移動(dòng)進(jìn)行跟蹤。作為 指示性身體部位的跟蹤的備選方式或附加方式，標(biāo)記裝置（其可用作指示器，并稱為"標(biāo)記 指示器"）可通過使用標(biāo)記檢測裝置來進(jìn)行跟蹤。標(biāo)記指示器（例如代理標(biāo)記（fudiciary marker))的位置具體說與會(huì)由于關(guān)鍵移動(dòng)而改變位置的指示器結(jié)構(gòu)（諸如胸壁（如真肋或 假肋）、隔膜或腸壁等）的位置具有已知的（預(yù)定的）相關(guān)性，具體說是，相對于該指示器結(jié) 構(gòu)的位置而言具有固定的相對位置。
[0008] 在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，成像方法用于產(chǎn)生人體解剖結(jié)構(gòu)（例如，軟組織、骨骼、內(nèi)臟等）的 圖像數(shù)據(jù)（例如，二維或三維圖像數(shù)據(jù)）。醫(yī)學(xué)成像方法可理解為是指有利地基于儀器 (apparatus-based)的成像方法（即所謂的醫(yī)學(xué)成像模式和/或福射成像方法），諸如計(jì)算 機(jī)層析成像（CT)和錐束計(jì)算機(jī)層析成像（CBCT，特別是測定體積式CBCT)、X射線層析成像、 磁共振成像（MRT或MRI)、常規(guī)X線、超聲波和/或超聲檢查以及正電子發(fā)射層析成像。分 析裝置特別地用于以基于儀器的成像方法來產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)。成像方法特別用于醫(yī)學(xué)診斷， 以分析解剖體從而產(chǎn)生可由圖像數(shù)據(jù)來描述的圖像。成像方法特別用于檢測人體中的病理 變化。腫瘤例如代表了解剖結(jié)構(gòu)變化的示例。如果腫瘤生長，那么可以說成是代表了擴(kuò)張的 解剖結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)使用造影劑滲入腫瘤時(shí)，早期/晚期腦部腫瘤通常在MRI掃描中可見。 MRI掃描代表了成像方法的示例。在腦腫瘤的MRI掃描情況下，認(rèn)為MRI圖像中的信號增 強(qiáng)（由于造影劑滲入腫瘤而導(dǎo)致）代表了固體腫瘤塊。由此，腫瘤在由成像方法產(chǎn)生的圖 像中是可檢測的，特別是可辨別的。
[0009] 待由標(biāo)記檢測裝置（例如相機(jī)、超聲接收器或諸如CT或MRI的分析裝置）檢測的 標(biāo)記物的功能是使它的空間位置（即，其空間位置和/或排列）能夠被確定。檢測裝置具 體地根據(jù)導(dǎo)航系統(tǒng)（IGS，圖像引導(dǎo)手術(shù)）而部分已知。標(biāo)記物可以是主動(dòng)式標(biāo)記物。主動(dòng) 式標(biāo)記物可例如發(fā)射電磁輻射和/或波，其中所述輻射可位于紅外、可見光和/或紫外光譜 范圍內(nèi)。然而，標(biāo)記物也可以是被動(dòng)式的，即例如能反射位于紅外線、可見光和/或紫外光 譜范圍內(nèi)的電磁輻射、或者能阻斷X射線輻射。為此，標(biāo)記物可設(shè)有具有相應(yīng)反射特性的表 面，也可以由金屬制成以阻斷X射線輻射。標(biāo)記物也可以在無線電頻率范圍內(nèi)或以超聲波 的波長來反射和/或發(fā)射電磁輻射和/或波。標(biāo)記物優(yōu)選具有球形和/或球體形狀，并因 此可稱為標(biāo)記球體；然而，標(biāo)記物還可展現(xiàn)為例如立方體的帶角形狀。
[0010] 標(biāo)記裝置可以是例如參考星標(biāo)或指針，或者是一個(gè)標(biāo)記物,或者優(yōu)選成預(yù)定的空 間關(guān)系一個(gè)以上的（單個(gè)）標(biāo)記物。標(biāo)記裝置包括一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或在兩個(gè)或多個(gè)標(biāo)記物 成預(yù)定的空間關(guān)系的情況下的多個(gè)標(biāo)記物。這種預(yù)定的空間關(guān)系具體通過數(shù)據(jù)處理方法獲 得，并且例如存儲(chǔ)在治療束系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中。
[0011] 本發(fā)明的目的在于確定目標(biāo)的位置變化。
[0012] 該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的保護(hù)主題來解決。從屬權(quán)利要求涉及優(yōu)選的實(shí)施方 式。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)、有利特征、優(yōu)選實(shí)施例以及有利方面在下文中公開，并包含在從屬權(quán)利 要求的保護(hù)主題中。只要技術(shù)上合理并可行，則不同的有利特征可根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行組合。特 別地，與一個(gè)實(shí)施例的某特征具有相同或相似的功能的另一實(shí)施例的另一特征之間可以互 相交換。特別地，能為一個(gè)實(shí)施例補(bǔ)充又一功能的另一實(shí)施例的某特性可添加于那一實(shí)施 例中。
[0013] 本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，目標(biāo)的關(guān)鍵移動(dòng)是一個(gè)以上的執(zhí)行關(guān)鍵移動(dòng)的身體 結(jié)構(gòu)（本文中稱為指示器結(jié)構(gòu)）所導(dǎo)致的結(jié)果，并且這些指示器結(jié)構(gòu)的移動(dòng)與目標(biāo)之間存 在復(fù)雜的關(guān)系。本發(fā)明人得到的結(jié)論是，為了分別建立目標(biāo)與各自的指示器結(jié)構(gòu)之間的獨(dú) 立相關(guān)性，單獨(dú)處理指示器的做法是不恰當(dāng)?shù)?。例如，肺部的位置和幾何?gòu)造（形狀和/或 尺寸）不僅受到一個(gè)指示器結(jié)構(gòu)（例如隔膜）的影響，而且還受到其他指示器結(jié)構(gòu)（例如 真肋和假肋）的影響。隔膜執(zhí)行顱尾移動(dòng)，真肋執(zhí)行前后移動(dòng)，而假肋則執(zhí)行橫向移動(dòng)。然 而，真肋的移動(dòng)例如也具有顱尾方向上的分量，由此該移動(dòng)會(huì)干擾隔膜的顱尾移動(dòng)。而且， 由于指示器結(jié)構(gòu)的不同移動(dòng)所導(dǎo)致的肺部變形又與不同方向上的移動(dòng)耦合。因此，根據(jù)本 發(fā)明，優(yōu)選考慮若干不同指示器結(jié)構(gòu)的位置變化，以確定目標(biāo)的位置（和/或幾何構(gòu)造）的 變化。目標(biāo)的位置（和/或幾何構(gòu)造）變化可具體地基于對嵌有目標(biāo)的結(jié)構(gòu)（稱為"目標(biāo) 結(jié)構(gòu)"）的位置變化和/或幾何構(gòu)造變化的確定來確定。嵌有腫瘤的目標(biāo)結(jié)構(gòu)以及任何類 型的身體結(jié)構(gòu)的示例可以例如是像肺、肝、乳腺、胰腺、腸、子宮、卵巢和前列腺這樣的器官。 指示器結(jié)構(gòu)的移動(dòng)還可經(jīng)由中間身體結(jié)構(gòu)（稱為"耦接結(jié)構(gòu)"）傳遞至目標(biāo)結(jié)構(gòu)。例如，盡 管存在中間身體結(jié)構(gòu)，但前列腺中的目標(biāo)位置（即，目標(biāo)結(jié)構(gòu)）還是受到隔膜（作為第一指 示器結(jié)構(gòu)的示例）和腸壁（作為第二指示器結(jié)構(gòu)的示例）的影響。同時(shí)，這些耦接結(jié)構(gòu)導(dǎo) 致了一組不同指示器結(jié)構(gòu)的位置變化與目標(biāo)的位置變化之間的復(fù)雜關(guān)系。
[0014] 指示器結(jié)構(gòu)具體來說是那些通過由腦干進(jìn)行特定的無意識控制的肌肉（如隔膜） 來表示其位置的結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的意義上，指示器結(jié)構(gòu)也可以是直接聯(lián)結(jié)（具體說附著） 于肌肉的身體結(jié)構(gòu)。具體地，指示器結(jié)構(gòu)的移動(dòng)直接聯(lián)結(jié)于肌肉（具體說是被無意識控制 的肌肉）的移動(dòng)。例如，外部肋間肌抬升胸廓的頂邊界。還例如，胸鎖乳突肌和胸小肌可影 響胸腔和胸骨的位置。
[0015] 只要下文中涉及到對象的位置變化的確定，那么這就同時(shí)包括在執(zhí)行位置變化之 后的該對象的新位置的確定。新位置的確定可基于先前的位置（在位置變化之前）和所確 定的位置變化來執(zhí)行。具體地，本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理方法獲取不同對象（例如目標(biāo)、指示器、 指示器結(jié)構(gòu)等）的起始位置，并使用本發(fā)明的方法從已知的起始位置開始跟蹤對象的變 化。就確定目標(biāo)的起始位置而言，例如可使用上述專利申請EP08169422. 6、EP09160153. 4 或者W02011/107145中所描述的任何方法。具體地，可以使用4D成像方法（具體說是四維 CBCT，即4D CBCT)來確定目標(biāo)和/或指示器結(jié)構(gòu)的起始位置（具體在放射治療之前確定）。 本發(fā)明的方法獲取起始位置，以便在放射治療過程中跟蹤目標(biāo)。具體地，指示器可被跟蹤， 并且可基于執(zhí)行對患者的身體的4D成像方法（例如，4D CT或4D MR)所得到的測量而獲 取所要求的確定規(guī)則數(shù)據(jù)，以確定目標(biāo)位置，具體說用以確定指示性身體部位的位置。優(yōu)選 地，針對獲取所述判斷規(guī)則數(shù)據(jù)，作為對指示性患體部分位置的確定的備選或附加方式，還 通過標(biāo)記檢測器裝置來獲取標(biāo)記物指示器的位置，從而建立指示器（即指示性身體部位和 /或指示性標(biāo)記物）與目標(biāo)之間的已知相對位置。通過這種方法，優(yōu)選地確定出描述了指示 器（標(biāo)記物指示器和/或指示性身體部位）與目標(biāo)之間的相對位置的位置集合，該位置集 合可用作根據(jù)本發(fā)明的用于跟蹤的起始點(diǎn)。
[0016] 更詳細(xì)地，本發(fā)明涉及一種用于確定目標(biāo)的位置變化以便為患者身體執(zhí)行放射治 療的方法（具體為跟蹤方法）。該方法具體在治療期間執(zhí)行，但也可以在治療（特別是啟動(dòng) 治療）之前執(zhí)行，以特別地用于訓(xùn)練目的或者用于將本發(fā)明的跟蹤方法鎖定在目標(biāo)上（并 且隨后再在治療期間繼續(xù)跟蹤）。鎖定在目標(biāo)上的做法具體可通過四維成像方法（如4D CT 或4D MR)來協(xié)助進(jìn)行。
[0017] 該方法優(yōu)選包括獲取確定規(guī)則數(shù)據(jù)的步驟。所述確定規(guī)則數(shù)據(jù)描述了指示器的位 置變化與目標(biāo)的位置變化之間的關(guān)系，具體說，指示器位置與目標(biāo)位置之間的關(guān)系。所述確 定規(guī)則數(shù)據(jù)具體說通過將（多于一個(gè)的）不同位置變化映射于目標(biāo)的（一個(gè)）位置變化上 的方式來描述一組不同指示器（多于一個(gè)的不同指示器）的位置變化與（單個(gè)）目標(biāo)的位 置變化之間的相關(guān)性。確定規(guī)則數(shù)據(jù)可基于使用分析裝置和/或標(biāo)記檢測器而產(chǎn)生的測量 數(shù)據(jù)來確定。特別地，使用四維成像方法，從而依據(jù)時(shí)間來確定目標(biāo)的位置，并優(yōu)選地通過 分析裝置和/或標(biāo)記檢測器來同時(shí)確定對應(yīng)的指示器位置。優(yōu)選地使用分析裝置和/或標(biāo) 記檢測器，以便將多個(gè)可能的目標(biāo)結(jié)構(gòu)位置與多個(gè)（多于一個(gè)的）不同的指示器位置（即， 一組位置）（其特別是針對指示器位置的多個(gè)不同集合而言）相互關(guān)聯(lián)。如下面將更詳細(xì)描 述的那樣，所述確定規(guī)則數(shù)據(jù)可基于從一個(gè)患者或多個(gè)患者所產(chǎn)生的的測量數(shù)據(jù)來確定。 所述確定規(guī)則數(shù)據(jù)具體描述了用于根據(jù)不同指示器（其與不同的指示器結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)）的位置 變化而導(dǎo)出目標(biāo)的位置變化的規(guī)則。指示器的位置變化表示指示器變化集合，并通過稱為 集合數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)來描述。
[0018] 優(yōu)選地是，獲取描述了稱為"指示器變化集合"的集合的集合數(shù)據(jù)。指示器變化集 合包括多于一個(gè)的元素，并且每個(gè)元素表示關(guān)于指示器（例如，標(biāo)記物指示器或指示性身 體部位）的位置變化的信息。也就是，根據(jù)本發(fā)明所使用的不僅僅是一個(gè)指示器的位置變 化，而是一組不同的信息（物理信息），具體來說是可由具體代表值或向量的η元組合來描 述的參數(shù)，特別是能具體描述指示器位置或指示器的位置變化的物理參數(shù)。優(yōu)選地，所述指 示器變化集合包括能描述關(guān)于不同指示器結(jié)構(gòu)的位置信息的元素。"不同"在本文中意指： 指示器結(jié)構(gòu)由不同的肌肉來移動(dòng)或者表示不同的肌肉（其具體由于身體的重要功能而移 動(dòng)）。特別地，"不同"是指指示器結(jié)構(gòu)以不同的方向移動(dòng)，具體是說當(dāng)經(jīng)受關(guān)鍵移動(dòng)時(shí)特別 地遵循不同的軌跡。
[0019] 映射規(guī)則將指示器變化集合映射到一個(gè)特定目標(biāo)變化數(shù)據(jù)上，所述特定目標(biāo)變化 數(shù)據(jù)描述了該（一個(gè)）目標(biāo)的位置的一個(gè)變化以及特別是變化之后的目標(biāo)位置。也就是， 將能表示不同的指示器結(jié)構(gòu)的所述變化集合的元素映射到相同的目標(biāo)變化數(shù)據(jù)上，具體說 是映射到相同的目標(biāo)位置變化上。指示器結(jié)構(gòu)的位置變化在本文中也稱為"指示器結(jié)構(gòu)變 化"。映射規(guī)則取決于由指示器變化集合所描述的位置變化。針對變化的規(guī)則還取決于變 化之前、變化期間、變化之后的標(biāo)識位置。
[0020] 上述確定規(guī)則數(shù)據(jù)優(yōu)選地基于上述對患者和/或患者池進(jìn)行的測量來建立。所獲 取的確定規(guī)則數(shù)據(jù)描述了用于將所獲取的指示器變化集合映射到目標(biāo)變化上的規(guī)則。也就 是，例如，指示器的位置變化集合可用來通過應(yīng)用由確定規(guī)則數(shù)據(jù)所描述的規(guī)則來確定目 標(biāo)的變化。所描述的規(guī)則優(yōu)選為用于將指示器變化集合映射到目標(biāo)變化上的規(guī)則。具體 地，所述規(guī)則描述了用于將多個(gè)指示器變化集合中的各個(gè)集合映射到多個(gè)目標(biāo)變化中的各 個(gè)變化上的規(guī)則。用于映射的規(guī)則導(dǎo)致了 ：將該規(guī)則應(yīng)用于所獲取的指示器變化集合的結(jié) 果是確定出一個(gè)目標(biāo)變化。換言之，雖然指示器變化集合中的兩個(gè)或多個(gè)元素表示不同的 指示器結(jié)構(gòu)的變化，但卻將應(yīng)用映射規(guī)則的指示器變化集合的元素都映射到相同的目標(biāo)變 化上。具體地說，映射規(guī)則可由滿射函數(shù)來表示，具體說由將多個(gè)指示器變化集合中的一項(xiàng) 轉(zhuǎn)換成多個(gè)目標(biāo)變化中的一項(xiàng)的單射函數(shù)來表示。"多個(gè)"可以是多個(gè)不同的指示器變化集 合和/或目標(biāo)變化，或者也可以是指示器變化集合和/或目標(biāo)變化的（連續(xù)的）多項(xiàng)。所 述規(guī)則具體說構(gòu)造成適于所獲取的某范圍的指示器變化集合，和/或適于相應(yīng)范圍的目標(biāo) 變化。所述范圍具體限定為例如對目標(biāo)位置變化的覆蓋小于5cm。
[0021] 根據(jù)該方法的另一步驟，通過將由確定規(guī)則數(shù)據(jù)所描述的規(guī)則應(yīng)用于所獲取的指 示器變化集合來基于所述確定規(guī)則數(shù)據(jù)和集合數(shù)據(jù)來確定目標(biāo)變化。
[0022] 不同的指示器結(jié)構(gòu)可引起目標(biāo)的不同移動(dòng)。例如，如果肺部為目標(biāo)結(jié)構(gòu)，那么真肋 的關(guān)鍵移動(dòng)可引起目標(biāo)的前后移動(dòng)，假肋的關(guān)鍵移動(dòng)可引起目標(biāo)的橫向移動(dòng)，而隔膜可引 起目標(biāo)的顱尾移動(dòng)。因此，目標(biāo)可在特定方向上進(jìn)行移動(dòng)，其中可以這樣理解特定方向：如 同可通過將指向不同的方向的若干向量相加來描述向量那樣，該特定方向可由不同的方向 分量組成。根據(jù)本發(fā)明，這些相加向量中的一個(gè)向量特別地與表示不同的指示器結(jié)構(gòu)的變 化集合中的多于一個(gè)的元素相關(guān)聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的一方面，映射規(guī)則構(gòu)造成將目標(biāo)的變化 方向與指示器變化集合中多于一個(gè)的元素相關(guān)聯(lián)。也就是，變化集合中的兩個(gè)或多個(gè)元素 可影響所述目標(biāo)在目標(biāo)變化的方向上的變化。假設(shè)變化集合的元素由例如表示位置變化向 量或沿軌跡的往復(fù)移動(dòng)的幅值的值和/或向量來表示的話，那么根據(jù)映射規(guī)則，允許并具 體描述了（至少針對目標(biāo)變化的子范圍而言）：使用表示關(guān)于兩個(gè)或多個(gè)不同指示器結(jié)構(gòu) 的位置變化的信息（具體說表示位置變化）的兩個(gè)或多個(gè)不同元素的兩個(gè)或多個(gè)值和/或 向量來確定沿主要由不同的指示器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)指示器結(jié)構(gòu)的移動(dòng)所導(dǎo)致（具體說是主 要與不同的指示器結(jié)構(gòu)中的一個(gè)指示器結(jié)構(gòu)的移動(dòng)相聯(lián)結(jié)）的目標(biāo)變化的那一方向上的 目標(biāo)變化。
[0023] 具體地，聯(lián)結(jié)兩個(gè)或多個(gè)元素的數(shù)學(xué)關(guān)系（由值和/或向量所述描述的）用于描 述所述映射規(guī)則。例如，可使用沿著顱尾方向的真肋移動(dòng)分量與沿著顱尾方向的隔膜移動(dòng) 分量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系來確定目標(biāo)變化。數(shù)學(xué)關(guān)系具體通過如加、減、乘、除的數(shù)學(xué)運(yùn)算符來 描述。所述數(shù)學(xué)關(guān)系可通過數(shù)學(xué)運(yùn)算符的組合來進(jìn)行說明。例如，η元組石（具體為向量） 由指示器變化集合來描述并表示不同指示器結(jié)構(gòu)的位置變化，而i是η元組，具體為描述 了目標(biāo)的位置變化的向量，由此，映射規(guī)則可表示為，例如：
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于確定稱為目標(biāo)變化數(shù)據(jù)并能用于執(zhí)行放射治療的數(shù)據(jù)的方法，所述目標(biāo)變 化數(shù)據(jù)描述了包含在患者體內(nèi)的目標(biāo)的位置變化的信息，其中所述方法通過計(jì)算機(jī)來執(zhí)行 并包括以下步驟： ?獲取描述映射規(guī)則的確定規(guī)則數(shù)據(jù)，其中所述映射規(guī)則用于將指示器變化集合映射 到所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)上，所述指示器變化集合是包括多于一個(gè)元素的集合，所述指示器變 化集合的元素分別表示指示器位置的各個(gè)變化的信息，至少兩個(gè)指示器分別指示稱為指示 器結(jié)構(gòu)的不同身體結(jié)構(gòu)的位置變化， ?獲取描述所獲取的指示器變化集合的集合數(shù)據(jù)；以及 ?通過將所述映射規(guī)則應(yīng)用于所獲取的指示器變化集合上，基于所述確定規(guī)則數(shù)據(jù)和 所述集合數(shù)據(jù)來確定所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)。
2. 根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中，所確定的目標(biāo)集合數(shù)據(jù)描述了以下至少一 項(xiàng)： a) 所述目標(biāo)的位置變化； b) 所述目標(biāo)的位置變化和變化前的目標(biāo)位置；以及 c) 變化后的目標(biāo)位置。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，關(guān)于指示器位置的各個(gè)變化的信息 描述了變化發(fā)生時(shí)的指示器位置變化和指示器位置，其中所述映射規(guī)則取決于所述指示器 位置，和/或 還包括獲取目標(biāo)位置數(shù)據(jù)的步驟，所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)描述了目標(biāo)位置變化之前的目標(biāo) 位置，并且所述映射規(guī)則取決于所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)；和/或 其中，關(guān)于指示器位置的各個(gè)變化的信息描述指示器的位置變化以及在所述指示器經(jīng) 歷往復(fù)移動(dòng)的情況下的位置變化的最大振幅和/或位置變化的頻率，其中所述映射規(guī)則取 決于指示器的位置變化和所述位置變化的最大振幅和/或所述位置變化的頻率。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述映射規(guī)則包括所獲取的、待映射 的指示器變化集合的元素之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述映射規(guī)則基于以下至少一項(xiàng)： a) 個(gè)體指示器目標(biāo)對應(yīng)數(shù)據(jù)，其描述患者的多個(gè)不同的指示器變化集合與相應(yīng)的目標(biāo) 變化數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系，所述對應(yīng)關(guān)系已通過分析待治療的患者身體而產(chǎn)生；和 b) 通用指示器目標(biāo)對應(yīng)數(shù)據(jù)，其描述了多個(gè)不同的指示器變化集合與相應(yīng)的目標(biāo)變化 數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系，所述對應(yīng)關(guān)系已通過分析多個(gè)不同患者的身體而產(chǎn)生。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，嵌有目標(biāo)的身體結(jié)構(gòu)稱為目標(biāo)結(jié)構(gòu)，并且所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的位置變化和/或幾何 構(gòu)造變化稱為目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化，并且 所述映射規(guī)則還基于： 個(gè)體目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)，其描述了多個(gè)不同的指示器變化集合與相應(yīng)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化 之間的對應(yīng)關(guān)系，所述個(gè)體目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)已通過分析待治療的患者身體而產(chǎn)生；并且 其中，所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化基于所獲取的指示器變化集合和所述個(gè)體目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù) 來確定，以及 其中，所述映射規(guī)則還基于描述了將所確定的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化映射到所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù) 上的規(guī)則的子規(guī)則；以及 其中，所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)基于所確定的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化和所述子規(guī)則來確定。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的方法， 其中，嵌有目標(biāo)的身體結(jié)構(gòu)稱為目標(biāo)結(jié)構(gòu)，并且所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的位置變化和/或幾何 構(gòu)造變化稱為目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化，并且 所述映射規(guī)則還基于： 通用目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)，其描述了多個(gè)不同的指示器變化集合與相應(yīng)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化 之間的對應(yīng)關(guān)系，所述通用目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)已通過分析多個(gè)不同患者的身體而產(chǎn)生；并 且 其中， 所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化基于所獲取的指示器變化集合和所述通用目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)來確 定，以及 其中，所述映射規(guī)則還基于描述了將所確定的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化映射到所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù) 上的規(guī)則的子規(guī)則；以及 其中，所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)基于所確定的目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化和所述子規(guī)則來確定。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，包括以下步驟： 獲取目標(biāo)位置數(shù)據(jù)，所述目標(biāo)位置數(shù)據(jù)描述了變化之前的所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的目標(biāo)位 置； 所述子規(guī)則包括描述了目標(biāo)結(jié)構(gòu)的物理參數(shù)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)模型，所述物理參數(shù)規(guī)定了由 于所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的邊界變化所導(dǎo)致的所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，所述模型基于目標(biāo) 數(shù)據(jù)模仿了由于所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化所導(dǎo)致的所述目標(biāo)結(jié)構(gòu)中的目標(biāo)位置的變化；并且 其中，所述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)的確定還基于所述目標(biāo)數(shù)據(jù)。
9. 根據(jù)上述提及子規(guī)則的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述子規(guī)則基于將表示 目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化前含有所述目標(biāo)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)的目標(biāo)結(jié)構(gòu)圖像彈性融合到根據(jù)所確定的目標(biāo) 結(jié)構(gòu)變化而產(chǎn)生的目標(biāo)結(jié)構(gòu)圖像中。
10. 根據(jù)上述提及子規(guī)則的任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，所述子規(guī)則基于描述了 目標(biāo)結(jié)構(gòu)變化與相應(yīng)的目標(biāo)變化數(shù)據(jù)之間的對應(yīng)關(guān)系的目標(biāo)結(jié)構(gòu)對應(yīng)數(shù)據(jù)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，由所獲取的變化集合的元素來表示 其移動(dòng)的指示器包括以下指示器中的至少兩個(gè)：根據(jù)隔膜運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)的第一指示器、根據(jù) 假肋而移動(dòng)的第二指示器、根據(jù)真肋而移動(dòng)的第三指示器、根據(jù)心臟跳動(dòng)而移動(dòng)的第四指 示器以及根據(jù)腸運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)的第五指示器。
12. -種程序，當(dāng)運(yùn)行于計(jì)算機(jī)（200)上或加載到計(jì)算機(jī)（200)上時(shí)使得所述計(jì)算機(jī) (200)執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法的方法步驟，和/或一種存儲(chǔ)有所述程 序的程序存儲(chǔ)介質(zhì)，和/或一種運(yùn)行所述程序或其中的存儲(chǔ)器加載有所述程序的計(jì)算機(jī)， 和/或一種攜帶有表示所述程序的信息的信號波，具體說是數(shù)字信號波。
13. 一種治療束系統(tǒng)，包括： 如權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)（200)，其構(gòu)造成基于所獲取的指示器變化集合來確定所 述目標(biāo)變化數(shù)據(jù)；和 治療裝置（100)，其構(gòu)造成根據(jù)所確定的目標(biāo)變化數(shù)據(jù)來發(fā)射治療束并控制所述治療 束的位置。
14. 一種用于控制治療束位置的方法，包括上述方法權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的步驟，并 且還包括以下步驟： 基于所確定的目標(biāo)變化數(shù)據(jù)來控制所述治療束的位置。
【文檔編號】G06T7/20GK104145295SQ201280071164
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月5日
【發(fā)明者】斯特凡·維爾斯邁爾 申請人:博醫(yī)來股份公司