[发明专利]一种放疗剂量验证的方法

说明书

本发明涉及一种放疗剂量验证的方法，属于放疗过程中的剂量验证技术领域。本发明的方法首先由EPID上的灰度响应值提取出EPID上的原射线灰度响应值并转换为EPID上的原射线通量，然后反推计算出模体内每一点的原射线通量值，再利用模体内的散射核确定模体内的散射线通量值，最后，利用模体内的剂量转换因子得到对应位置的剂量值；现有技术中剂量转换是在EPID上通过拟合的方式实现的，由于放疗过程中患者体内某位置的实际剂量吸收是和穿透该位置的X(γ)射线通量相关的，与EPID上的通量没有直接的联系，与现有技术相比，本发明的剂量转换因子更符合实际物理过程，重建出的剂量精度更高。

技术领域

本发明涉及一种放疗剂量验证的方法，该方法通过基于EPID(电子射野影像装置)的直接反演计算三维剂量，然后将模体内的三维射线剂量和TPS剂量进行比较，以实现放疗剂量验证，属于放疗过程中剂量验证技术领域。

背景技术

现有的放疗剂量验证方法可以分为两大类：正向法和反向法。正向法的主要缺陷是只能在二维平面上比较剂量差异，而且EPID平面上的剂量差和患者体内剂量差之间的关系尚不明确。为了实现精准放疗，必须使用反向法。反向法的最新发展是M.Wending等人在2012年提出的，其算法的主要步骤是：①通过建立好的模型去除EPID上的散射线灰度值；②利用拟合出来的EPID灰度-剂量响应曲线将EPID上的原射线灰度值转换为EPID上的原射线剂量；③利用原射线透射率和CT图像反演计算模体内的原射线剂量；④利用模体内的原射线剂量乘以模体内的散射线和原射线比值，再和散射核函数卷积计算模体内的散射线剂量；⑤将模体内的原射线剂量和模体内的散射线剂量相加得到模体内的剂量。该方法总体上可以得到比较满意的模体内的三维射线剂量，但是，该方法还存在几点缺陷，主要是：①该方法的剂量转换是在EPID平面上实现的，将EPID平面的灰度值转换为剂量值，然后通过指数衰减反推到模体中。但是，X射线释放的剂量值与质能衰减系数相关，EPID设备的密度值和模体不同，所以二者之间的关系不能用简单的指数衰减来转换。②在计算模体内的散射核剂量过程中，该方法假定在重建面的下面有着和重建面上面一样的材料。因此，在对计算模体内任意深度的散射线剂量时，要乘的模体内的散射线和原射线比值是入射深度两倍的函数即SPR[T^primary(2d_ij^geom)]，这个假设条件和实际情况并不是很符合，对剂量重建的准确性有一定的影响。③该方法在计算散射核的时候只使用中心点测量值，但是不同深度下的散射核并不相同。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种放疗剂量验证的方法，该方法通过反演计算模体内的三维射线剂量，弥补了现有技术的缺陷。该方法是一种基于EPID数据和相应的模体CT图像直接反演计算模体内的三维射线剂量的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种放疗剂量验证的方法，该方法的步骤包括：

第一步，建立EPID上的散射线灰度响应值与原射线灰度响应值比值的模型；

第二步，建立EPID上的原射线灰度响应值-原射线通量转换曲线模型；

第三步，建立EPID上的原射线衰减系数及原射线硬化系数模型；

第四步，建立模体内的散射核模型；

第五步，建立模体内的剂量转换因子模型；

第六步，通过EPID设备采集放疗时每个射野的图像，利用第一步建立的EPID上的散射线灰度响应值与原射线灰度响应值比值模型以及第二步建立的EPID上的原射线灰度响应值-原射线通量转换曲线模型得到各个射野下EPID上的原射线通量；

第七步，利用第三步建立的EPID上的原射线衰减系数及原射线硬化系数模型和第六步得到的各个射野下EPID上的原射线通量确定模体内的三维原射线通量；