[发明专利]一种调强放疗计划评估参数矩阵确定方法、装置及介质

说明书

本发明公开了一种调强放疗计划评估参数矩阵确定方法，包括：建立参数矩阵，参数矩阵由通量参数子矩阵、传输参数子矩阵和精度参数子矩阵构建而成，每个子矩阵分别包括12、30和13个元素；获取调强放疗计划的治疗计划文件和验证计划文件；将治疗计划文件信息输入参数矩阵中，得到评价指标数据集合；将验证计划文件输入验证设备并运行，得到计划验证结果集；根据评价指标数据集合和计划验证结果集的相关性，确定调强放疗计划质量保证的通过的计划影响参数。本发明还公开了计划评估参数矩阵确定装置和介质，实现自动计算调强放疗计划质量评估参数，避免人为因素对计划评估的影响，提高剂量验证时效性。

技术领域

本发明涉及肿瘤放射治疗技术领域和计算机技术领域，尤其涉及一种调强放疗计划评估参数矩阵确定方法、装置及介质。

背景技术

目前，肿瘤放射治疗已基本完成了从传统的三维适形(3DCRT)到调强放疗的演变，固定野调强放疗(FF-IMRT)和容积旋转调强放疗(VMAT)在头颈、前列腺和妇科等各部位肿瘤的治疗中也已经逐渐成为标准治疗方法。与3DCRT相比，FF-IMRT和VMAT提高了肿瘤部位的剂量分布一致性和均匀性，周围危及器官得到了更好的保护，从而减少了急性和晚期毒性反应。

到目前为止，国内及国际权威机构已经出版了有关调试、临床实施、剂量处方和报告等的临床指导性共识或指南。比如，2018年美国医学物理学家协会(AmericanAssociation of Physicists in Medicine，AAPM)在Medical Physics上发表了基于测量的IMRT剂量验证容差限值和方法学(TG218)，报告推荐了γ通过标准的容差限值及临床实施标准，对特定患者质量保证(Quality Assurance，QA)及正确使用QA工具和方法提出了指导性意见，并对γ指标评估IMRT验证提供了使用性操作建议。然而，已发表的研究显示，治疗前计划验证(尤其是γ指标)结果与剂量-体积直方图(Dose-Volume Histogram，DVH)变化之间的相关性较弱，并不能在本质上揭示计划验证QA失败的计划相关误差来源。

传统医用直线加速器通过调制不同参数实现FF-IMRT或VMAT技术，比如，步进式或分段式改变MLC位置和速度实现滑窗(或动态)IMRT，同时再改变机架旋转速度和剂量率实现VMAT技术。所以，FF-IMRT和VMAT可以看作是束流离散值在不同自由度上的变化和固定物理特性同时作用的结果。这些束流离散值在计划传输和治疗中受机架旋转速度、剂量率和控制点MU等的变化而变化。固定物理特性是恒定的参数，一般由直线加速器特性决定，如MLC属性(叶片传输、叶片边缘形状和运动限值)、束流能量、机架旋转最大速度及控制点等。MLC、机架旋转等的调制会增加计划参数的额外复杂性，加之患者解剖结构、剂量限制、优化算法和直线加速器性能等的影响，均可能会造成剂量传输和分布与计划处方值的偏移。目前在治疗前计划验证中出现的计划γ通过率低于正常值或QA验证失败，有可能就是束流过于复杂的缘故。然而，物理师如果需要明确治疗前计划QA验证失败是源于剂量计算、剂量传输还是剂量测量或其他原因，目前是很困难的。临床大多数情况下都需要重新制定放疗计划来解决此问题。因此，研究计划评估参数与治疗前计划验证QA之间的相关性，以期为物理师提供误差来源分析参考，对提高临床时效性和减轻工作量至关重要。

调强放射治疗技术目前逐渐成为各肿瘤的标准治疗方法，与此相关的专门的计划质量控制程序也应逐步完善。目前，在调强放疗中由于多因素的调制，致使放疗计划越来越复杂，治疗计划人工评估受经验影响明显且耗时耗力，另外，治疗前计划验证通过率也较3DCRT技术有所降低，在众多因素中明确引起通过率降低的原因，到目前为止，是件非常困难的事情。通常情况下，物理师通过重新制作放疗计划来解决此问题，费时费力，同时还降低了直线加速器的执行效率。

发明内容