[发明专利]一种放射治疗中精确剂量分布调制系统及方法

权利要求书

1.一种放射治疗中精确剂量分布调制系统，其持征在于包括：医用加速器靶源、多叶准直器、治疗床、脉冲式KV级X射线机、X射线平板探测器、光学定位系统、PC服务器；医用加速器靶源为高能电子打靶通过轫致辐射效应产生的X射线光子源；多叶准直器作为射束准直装置，通过实时调整多叶光栅叶片序列的位置和整机移位的运动方式形成预定射束方向和射束形状治疗射束；脉冲式KV级X射线机和X射线平板探测器作为病人二维X射线投影影像采集装置，在加速器360°旋转空间内连续采集影像；光学定位系统，安装在加速器前上方，用于监控病人的呼吸运动信号和非自主性运动信号；PC服务器内配影像采集模块、影像处理模块、靶区运动实时监控模块、X射线机驱动接口、X射线影像采集驱动卡、光学定位信号采集驱动卡、治疗床驱动接口、多叶准直器驱动接口，其中影像采集模块与X射线机驱动接口、X射线影像采集驱动卡、光学定位信号采集驱动卡、影像处理模块连接，负责四维锥形束CT影像采集与重建；影像处理模块与影像采集模块、靶区运动实时监控模块、治疗床驱动接口连接，负责摆位纠正和靶区运动模型构建；靶区运动实时监控模块与影像处理模块、光学定位信号采集驱动卡、多叶准直器驱动接口连接，负责靶区运动的实时监控和多叶准直器的实时定位跟踪；X射线机接口与影像采集模块、脉冲式KV级X射线机连接，负责影像采集模块和脉冲式KV级X射线机间的信号转换；X射线影像采集驱动卡与影像采集模块、X射线平板探测器连接，负责影像采集模块和X射线平板探测器间的信号转换；光学定位信号采集驱动卡与影像采集模块、靶区运动实时监控模块、光学定位系统连接，负责光学定位系统与影像采集模块、靶区运动实时监控模块之间的信号转换；治疗床驱动接口与影像处理模块、治疗床连接，负责影像处理模块和治疗床间的信号转换；多叶准直器驱动接口与靶区运动实时监控模块、多叶准直器连接，负责靶区运动实时监控模块和多叶准直器间的信号转换。

2.根据权利要求1所述的一种放射治疗中精确剂量分布调制系统，其持征在于：所述光学定位系统是激光扫描定位系统、红外激光定位系统或其他光学定位系统。

3.根据权利要求1所述的一种放射治疗中精确剂量分布调制系统，其特征在于：影像处理模块根据摆位时采集的四维锥形束CT影像和光学定位系统探测的呼吸运动信号来构建靶区运动模型，数学表达式如下：

TM(x,y,z,t,ISO)=a+bR(t)corr+NI(t)---(1)]]>

NI(t)=P(Rconst,t)-P(Rconst,tct)---(2)]]>

R(t)corr=R(t)+R(Δt)---(3)]]>

其中，

TM_{(x,y,z,t,ISO)}：在放射治疗中，肿瘤靶区中心相对于医用加速器治疗等中心的运动偏移量；

NI_(t)：病人非自主性运动偏移量；

a，b：靶区运动模型初始化参数；

摆位时记录的与计划CT同呼吸时相下光学定位系统坐标，为参考坐标；

治疗中，与计划CT同呼吸时相下光学定位系统坐标；

Δt：系统响应延时时间，包括光学定位系统定位和多叶准直器位移的总响应延时；

系统响应延时修正后的光学定位系统预测呼吸运动信号；

R_(t)：光学定位系统实时监测的呼吸运动信号；

R_(Δt)：系统响应延时时间内呼吸运动信号变化量。