[发明专利]束流配送方法、装置、电子设备及介质

说明书

本公开提供一种束流配送方法、装置、电子设备及介质，方法包括：将靶区截面形状划分成若干个等间距的扫描点，基于逐点主动位置配送方式，对扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；通过束流调制模块调整均匀射野的深度、布拉格峰展宽和边缘半影，将调整后的均匀分布的束流配送至靶区。该方法减少了束流的浪费，增加束流利用率，缩短治疗时间，减少次级辐射和感生放射性的产生，并且，有效地减少器官运动造成的位置、剂量偏差。

技术领域

本公开涉及粒子治疗、质子重离子放射治疗技术领域，尤其涉及一种束流配送方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

离子束在穿透生物时的深度剂量分布非常适合于治疗肿瘤。离子束穿越物质时其动能主要损失在射程的末端，会呈现急剧增强的布拉格峰(Bragg峰)，即离子与物质相互作用时能量主要损失在射程末端毫米量级的范围内，且离子束的Bragg峰位置高精度可控。利用这些特点，可最大程度地将能量沉积于肿瘤靶区，使得对肿瘤的局部控制率增强，同时使正常组织的并发症发生风险降低。因此，对于邻近危及器官的肿瘤，质子/重离子治疗比传统光子放射治疗更有优势。离子束放疗具有独特的深度剂量分布、较高的相对生物学效应等常规放疗方法难以比拟的优势，因此被称为“21世纪最理想的医用放射治疗射线”。

目前，运用于离子治疗的束流配送方法有两种类型。包括主动配送和被动配送。在实现本发明构思的过程中，申请人发现现有束流配送方法至少存在以下缺陷：被动式束流配送系统通过扫描磁铁将束斑扫描成固定大小的方形均匀射野，治疗时束流配送系统会选择大于靶区截面的方形野，而靶区的截面形状绝大部分不是方形野，甚至实际的靶区截面面积远远小于所选的固定方形野，多余面积内的剂量由MLC阻挡，导致靶区截面面积之外的束流浪费，这部分浪费的束流即增加了治疗时间，又产生了更多的次级辐射和感生放射性。主动式束流配送系统是将特定剂量，逐点、逐层配送，频繁地换点、换能增加治疗时间，对质子治疗还会大幅度降低质子通量，从而降低了治疗效率。此外，主动式束流配送方式，在每一点的剂量配送是一次性的，对于运动幅度大的器官，有很大的概率会造成配送位置与肿瘤靶区位置不匹配，或者对危及器官造成误照射，增加治疗风险。

发明内容

针对上述技术问题，本公开提供一种束流配送方法、装置、电子设备及介质，用于至少部分解决上述技术问题。

基于此，本公开第一方面提供一种束流配送方法，包括：将靶区截面形状划分成若干个等间距的扫描点，基于逐点主动位置配送方式，对扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；通过束流调制模块调整均匀射野的深度、深度方向的布拉格峰展宽和均匀射野的边缘半影，将调整后均匀分布的束流配送至靶区。

根据本公开的实施例，利用正交的扫描磁铁，基于逐点主动位置配送方式，对等间距的扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野。

根据本公开的实施例，束流调制模块包括依次排布的脊形过滤器、降能片、多叶光栅和补偿器；通过降能片和补偿器共同调整均匀射野的深度；通过脊形过滤器调整均匀射野深度方向的布拉格峰展宽；通过多叶光栅调整均匀射野的形状及均匀射野的半影。

根据本公开的实施例，多叶光栅构型于均匀射野的边缘。

根据本公开的实施例，平面分布的均匀射野的面积略大于靶区截面的面积。

根据本公开的实施例，方法还包括：将扫描点所需剂量划分为多次对靶区重复照射。

根据本公开的实施例，可以使用束斑尺寸大较大的束流照射靶区。