[发明专利]一种计算放疗射线平面探测器剂量的方法和系统

说明书

本发明公开了一种计算放疗射线平面探测器剂量的方法和配套的系统。其内容包括：校准测量平面的深度偏差模型的参数；从放疗治疗计划系统(TPS)接收三维患者外照射治疗计划以及测量平面深度位置；根据每一个射野的治疗机头角度以及测量平面的深度偏差模型计算该射野的测量平面的深度偏差；根据治疗计划和每一个射野的深度偏差计算深度位置偏移后测量平面上的剂量分布；将各个射野在偏移后测量平面上的剂量分布叠加起来，生成校准后的探测器测量平面上的剂量。

技术领域

本发明涉及一种放射线探测器剂量的计算方法，具体涉及一种计算放疗射线平面探测器剂量的方法和系统。

背景技术

当代的放疗技术，如适形调强放疗(IMRT)和容积调强放疗(VMAT)等，需要通过控制放疗设备以较为复杂的方式从不同角度照射病人体内包含肿瘤或癌症部位，以便在尽可能减少对周边的人体组织的伤害的情况下提高治疗有效率和安全性。这使得放射治疗计划日趋复杂，计划验证的重要性也日益提高。

在对患者的放疗计划做计划验证时，需要在特定水模上执行对应的验证计划，并使用放疗射线探测器来获取指定位置处吸收的辐射剂量。利用放疗设备模型和放疗计划也可以计算探测器的预期吸收剂量。一般通过比较以上两种测量和计算剂量可以确定放疗计划的剂量计算的准确性。平面探测器的原理是利用探测器阵列以测量指定平面上的剂量分布。阵列中的每个像素探测器可以为电离室(如MatriXX)或者半导器探测器(如MapCHECK)。

研究者在临床使用中发现，平面探测器的测量结果对射束的入射角度存在依赖性。当射束垂直射向探测器时，探测器的剂量测量值与模型计算值较为符合。而当治疗机头的方向与垂直方向的角度增加时，特别在接近90度时，探测器的剂量测量值与模型计算值的偏差可以很大，甚至接近11％。有研究者试图以唯象的方法通过引入“修正场”来修正这一偏差。但是由此得到的“修正场”，在一定的角度上表现出了对入射角变化的敏感性，并且无法显式地表示为设备参数和计划参数的函数。因此，平面探测器在实际临床质控工作中，经常被用作0度角射野的剂量验证。而在复合野验证中(即每个射野不转动到0度角，而是位于计划中设定的原始位置)，物理师一般选择具有特殊设计的非平面探测器(例如：ArcCHECK)，从而在设计上消除射野角度对平面探测器的影响，但是费用较为昂贵；或者选择没有角度依赖性的高精度胶片来测量，但是胶片的校准和扫描过程相当复杂繁琐。

目前，作为一种放疗计划剂量验证工具，平面探测器缺少一种基于自身结构特点来修正非垂直入射的射线在探测器上的计算剂量以符合探测器测量值的方法。这样的方法有助于在计划验证工作中利用平面探测器进行复合野验证，相比于ArcCHECK和胶片，降低成本，提高质控工作效率。

发明内容

这一部分用于简单介绍本发明的内容，详细介绍见“具体实施方式”。这里的内容，不用于对本发明的关键因素、重要特征、权利声明提出限制。

基于上文提到的放疗射线平面探测器的剂量计算方法的必要性，本发明提出一种基于探测器自身结构特点考虑了每个像素探测器角度依赖特性的计算放疗射线平面探测器剂量的方法和系统，使得在计划验证工作中可以利用平面探测器进行复合野验证，从而降低成本，提高质控工作效率。

本发明提供了一种计算放疗射线平面探测器平面剂量的方法。该方法包括以下步骤：

步骤1：校准测量平面的深度偏差模型的参数；

步骤2：从放疗治疗计划系统(TPS)接收三维患者外照射治疗计划以及测量平面深度位置；

步骤3：根据每一个射野的治疗机头角度以及测量平面的深度偏差模型计算该射野的测量平面的深度偏差；

步骤4：根据治疗计划和每一个射野的深度偏差计算深度位置偏移后测量平面上的剂量分布；

步骤5：将各个射野在偏移后测量平面上的剂量分布叠加起来，生成校准后的探测器测量平面上的剂量。