[发明专利]一种非均匀容积弧形调强方法

说明书

本发明公开了一种非均匀容积弧形调强方法，包括如下步骤：步骤S1，在Eclipse治疗计划系统中制作患者的VMAT治疗计划；步骤S2，从Eclipse系统中查询患者ID，将已制作的VMAT治疗计划及射野的DICOMRT数据信息输入MI计算模块；步骤S3，利用MI计算模块得到VMAT计划的MI系数曲线，并分析确定MI系数曲线中的波峰、波谷区域；步骤S4，优化去除MI波谷区域对应的角度范围，加强MI曲线峰值区域对应的角度优化，根据优化结果修改计划中的弧形野数据，得到NU‑VMAT计划；步骤S5，判断NU‑VMAT计划的MI曲线是否收敛，循环优化。本发明的治疗方法在保证提高治疗计划优化质量的同时提高放射治疗效率，独创的再优化模块可自动获得NU‑VMAT优化计划，具科学创新性。

技术领域

本发明涉及非均匀容积弧形调强技术领域，具体为一种非均匀容积弧形调强方法。

背景技术

放射治疗技术对保障肿瘤放射治疗的质量与提高治疗效率至关重要。目前国际上调强治疗常用的技术方法主要是：束流调强技术(IMRT， Intensity-modulated RadiationTherapy)和容积弧形调强技术(VMAT， Volumetric-modulated Arc Therapy)。

IMRT技术可以产生高度适合肿瘤靶区形状的剂量分布，降低靶区内外需要保护的正常组织的受照剂量使得其损伤降低。IMRT技术将一个照射野分成多个细小的子野，通过赋予不同子野不同的权重，产生优化不均匀的辐射强度分布，使得通过危及器官的线束通量减少，靶区线束通量增大，形成每个射野方向上有多个子野的不同强度分布。此技术的模型图如图1所示。

此技术适用于肿瘤周边有需要保护的重要正常组织，及靶区内需要同步加量的情形。其局限性：①制作常规IMRT放疗方案耗时长，需依赖放疗物理师的经验进行手动布野和人工调试。②逆向优化后，各照射野方向上子野数目多，加速器执行时间较长(常规IMRT计划子野总数50至100个，单次执行时间约为10分钟甚至更多；而现广泛使用的简化调强S-IMRT技术最少也需要约7分钟来完成一个相对复杂的放疗计划照射。③照射子野面积过小，单个子野机器跳数MU(monitor unit,MU)过少，增加了剂量的不确定性。④治疗方案复杂、MU数目较偏多且增加体部照射剂量。常规IMRT模型分析，以均分9野(0°,40°,80°,120°,160°,200°,240°,280°,320°)为例，每个照射野方向上均有若干个子野(一般为5～10个)。IMRT特点是每个角度上优化调强力度强但照射时机架停留时间较长，效率较低。

VMAT技术在治疗过程中对加速器机架角度、多叶准直器MLC(Multiple LeafCollimator，MLC)的叶片位置、剂量率、后备光栏、准直器角度等同时运动，在允许高度适形治疗计划应用的同时，可大幅提高机器效率，减少患者的治疗时间，同时也潜在减少了因治疗期间患者体位移动造成的周围正常组织器官受照而引起的放疗不良反应的发生。

VMAT技术使加速器机头在预先设定的弧形区域进行连续运动，并且MLC 也随着机架角度变化配合产生适合每个角度上的射野形状，同时加速器在机头旋转的过程中剂量率也可变。VMAT技术模型如图2所示，其局限性：①大部分的子野对靶区的剂量贡献并不大。②VMAT虽然可以保证将正常组织器官的照射剂量控制在临床可以接受范围之内，但无法避免地扩大了患者全身低剂量照射的范围。

常规VMAT模型分析，以机架旋转360°单一弧为例，每个机架位等间隔(以 2°为例)均有子野(用x0,...,xt+n表示)形成容积照射。VMAT特点是每个方向上仅有一个子野且通过相邻子野的重迭形成剂量不均匀强度分布，照射时机架停留时间短、效率高。