[发明专利]用于强子治疗设备的质量保证的模体和方法

说明书

本发明提供了一种用于在调强粒子治疗模式中使用的强子治疗设备的质量保证的模体和方法。该模体包括：包括底板的框架结构、一个或多个能量楔形件、以及2D检测器，能量楔形件第一面相对于所述底板倾斜并且能量楔形件第二面垂直于所述底板，所述一个或多个能量楔形件安装在所述底板上；所述一个或多个楔形件和2D检测器相对于所述框架结构处于已知的固定位置。所述模体还包括扩展布拉格峰楔形件，所述SOBP楔形件具有相对于所述底板倾斜的SOBP楔形件第一面和垂直于所述底板的SOBP楔形件第二面，所述SOBP楔形件由相对密度高于1.3、优选地1.5、更优选地1.7的材料支撑。本发明还提供一种用于确定计划的SOBP与实际SOBP的相符性的方法。

技术领域

本发明涉及强子治疗领域。更具体地，本发明涉及用于在调强粒子治疗(IMPT)模式(也被称为笔形束扫描(PBS)技术)中使用的强子治疗设备的质量保证的模体和方法。

背景技术

强子治疗包括通过用高能强子束进行辐照来治疗肿瘤。优选的强子通常是质子和碳离子。在当前的质子束设施中，笔形束扫描技术(PBS)涉及对目标中单独的点进行辐照，每个点具有预定义的位置和深度，并为每个点规定预定义的剂量。在该设施的每个治疗室中，需要每天对所递送射束的各种特性进行验证例程。这些特征是：

-射束范围：给定射束能量下，在给定目标(通常是水模体或多层电离室)中布拉格峰的位置(深度)；

-点位置、点大小和点对称性，其由合适的2D检测器(例如，电离室阵列或配备CCD相机的闪烁屏)测量；

-沉积剂量，其由绝对电离室测量，用于检查辐照装置的输出因子；

-质子束相对于X射线成像系统的位置；

-当使用扩展布拉格峰(SOBP)时，计划的SOBP与实际的SOBP的相符性。

通常，这些特性中的每一个都是通过单独的测量装置在许多不同的射束能级下进行测量的。完整的验证涉及许多手动操作，包括进入治疗室以调整模体或测量装置。因此，完成验证例程所需的时间大约为30至60分钟。就每天可进行的治疗次数而言，如此长的验证时间降低了治疗设施的效率。在质子束设施中用于质量保证(QA)的典型时间如下：每天QA：30分钟，即，每年总计16天；每月QA：每月3小时，即，每年总计4.5天；每年QA 16个小时，即，每年2天。因此，减少执行每天QA所需的时间很重要。

从文献WO 2016/170115已知一种用于粒子治疗设备的质量保证的模体和方法。该模体包括：框架结构；一个或多个楔形件；第一材料块和第二材料块，每个材料块具有第一块面和与第一块面平行的第二块面；布置在所述第一块面处的绝对剂量计；位于所述块中的多个高密度材料珠；以及2D检测器。这些部件相对于框架结构布置在已知的固定位置。中心珠相对于框架结构保持在中心已知的固定位置。这些部件布置在框架结构中，使得射束将穿过中心珠而穿过模体，而不会穿过除了所述中心珠之外的任何材料。IBA Dosimetry提供的产品“Sphinx PT”是根据此文献制造的。该模体的楔形件由相对密度为1,045的等效于水的材料(即，RW3)制成。该模体优选地与具有闪烁屏和CCD相机的2D检测器一起使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于在调强粒子治疗(IMPT)模式中使用的强子治疗设备的质量保证的模体和方法，使得能够对粒子治疗设备进行快速而可靠的验证。更准确地，需要一种模体，该模体允许执行对计划的SOBP与实际SOBP的相符性的验证，同时将执行验证所需的时间和精力最小化。

本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定了有利的实施例。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于可在调强粒子治疗(IMPT)模式中使用的强子治疗设备的质量保证的模体，所述强子治疗设备被配置用于产生具有介于低能量极限与高能量极限之间的能量的强子束。该模体可以包括：