[发明专利]用于放射疗法的质量保证的系统、设备和方法

说明书

用于使用3D伽马评价方法对验证基于弧的放射治疗设备中的放射剂量递送质量保证的系统、设备和方法。

技术领域

本公开主要涉及向患者递送放射，更具体地涉及用于在放射治疗之前和放射治疗期间执行质量控制测量的系统、方法和计算机程序产品。

背景技术

放射外科和放射疗法治疗系统是通过在使对周围组织和重要的解剖结构的放射暴露最小化的同时，向病理解剖递送规定剂量的放射(X射线、伽马射线、电子、质子和/或离子)，而使用外部放射束来治疗病理解剖(肿瘤、损伤、血管畸形、神经紊乱等)的放射疗法治疗系统。放射疗法的特征是每次分割(fraction)的低放射剂量(例如100到200厘戈瑞)、更短的分割时间(例如每次治疗10到30分钟)以及超分割(hyper fractionation，例如30到45个分割)和重复治疗。放射外科的特点是每次分割相对高的放射剂量(例如500到2000厘戈瑞)、每次分割延长的治疗时间(例如每次治疗30到60分钟)以及低分割(hypo-fractionation，例如1到5个分割或治疗日)。由于在放射外科期间向患者递送的高放射剂量，放射外科要求高的空间精度，以确保肿瘤或异常(即目标)接收到规定的剂量，同时周围正常组织不受损害。

通常，放射外科和放射疗法治疗由几个阶段构成。第一，使用计算机断层扫描(CT)、锥束CBCT、磁共振成像(MRl)、正电子发射断层扫描(PET)、3D旋转血管造影(3DRA)或超声波技术中的任意一种，来构建感兴趣区域(头部、身体等)中的解剖结构的精确的三维(3D)地图(map)。这确定目标在解剖结构内的准确坐标，即在身体内定位肿瘤或异常，并且定义其准确的形状和大小。第二，考虑各种医学约束，计算放射束的移动路径，以递送外科医生发现可接受的剂量分布。在该阶段期间，专家组使用特别的计算机软件来开发治疗计划，以通过将放射束设计为从不同的角度和平面收敛在目标区域上，来最佳地照射肿瘤，并且使到达周围正常组织的剂量最小。第三，执行放射治疗计划。在该阶段期间，根据规定的治疗计划向患者递送放射剂量。

存在许多因素可以导致规定的放射剂量分布和所递送的实际剂量(即在放射治疗期间向目标递送的实际剂量)之间的差异。一个这样的因素是患者的位置在放射治疗系统中的不确定性。其它因素涉及由在患者的治疗过程期间会出现的变化而引入的不确定性。这些变化可以包括诸如患者的设置位置中的小的差异的随机误差。其它来源可归于在治疗期间如果患者的肿瘤退化或者如果患者的体重减轻而可能出现的生理变化。另一个类别的不确定性包括移动。因为一些移动可能更随机并且不可预测，而另一些移动会更规则，因此移动可能潜在地与这些类别中的任意一个重叠。这些不确定性会影响患者的治疗的质量和向目标递送的实际放射剂量。

因此，基于预定治疗计划向目标递送所预测的放射剂量的准确度，在放射治疗的最终成功或失败中扮演重要的角色。不准确的剂量递送会导致或者对于治愈不足的放射或者对附近的健康组织过量的放射。因此，需要质量保证工具和协议，以验证向目标递送规定的放射剂量。

在放射治疗中，基于以下假设进行放射递送：基于正确的信息来开发放射治疗计划，正确地校准放射束相对于患者设置的位置，并且放射治疗系统不仅适当地工作，而且其还基于用于对系统进行编程的正确并且一致的外部输入来工作。然而，如果例如对支持设备的校准不正确，或者系统不适当地工作，或者治疗计划包括不正确的信息，则即使放射治疗系统按照指示操作，也将在治疗期间向目标递送不正确的剂量。放射剂量太高可能导致对肿瘤周围的健康组织的严重损害，而剂量太低可能危及治愈的可能性。因此，在所递送的放射剂量中的相对小的误差可能严重伤害患者。

发明内容

本公开包括用于放射治疗质量保证协议实现的系统、方法、设备和计算机程序产品。

本公开还包括用于治疗前和治疗剂量测定验证的系统、方法、设备和计算机程序产品。

本公开还提供用于治疗技术的剂量测定验证的系统、方法和计算机程序产品。

本公开还提供用于治疗前剂量验证的系统、方法和计算机程序产品。