專利名稱：活體劑量測(cè)定的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及病人治療期間校準(zhǔn)放射治療設(shè)備中所用檢測(cè)器的方法以驗(yàn)證給病人輻照劑量的準(zhǔn)確性。
背景技術(shù)：
20世紀(jì)初以來(lái)放射療法一直用于治療人體中的癌癥。即使我們知道放射療法對(duì)于惡性腫瘤是有效的，但是，長(zhǎng)期以來(lái)許多癌癥的死亡率實(shí)際上沒(méi)有發(fā)生很大的變化。這種情況的主要原因是因?yàn)槲覀儾荒芸刂圃l(fā)性癌或轉(zhuǎn)移的發(fā)生。只有通過(guò)改進(jìn)局部控制才可以使治療更加有效。在過(guò)去幾年中，放射療法中的治療計(jì)劃系統(tǒng)TPS得到廣泛的發(fā)展，因此，現(xiàn)在能夠考慮特定病人的解剖結(jié)構(gòu)和有效計(jì)劃每個(gè)病人的更優(yōu)化治療，給目標(biāo)物提供均勻的劑量和給危險(xiǎn)器官提供最小的劑量。
這種優(yōu)化治療的治療技術(shù)比常規(guī)的治療方法更復(fù)雜，因?yàn)楸仨殭M向調(diào)制每個(gè)場(chǎng)的強(qiáng)度，從而補(bǔ)償病人的異質(zhì)性和輪廓，該技術(shù)稱之為強(qiáng)度調(diào)制放射療法IMRT。由于一次光子束的衰減，利用補(bǔ)償器，過(guò)濾器減小每個(gè)部分場(chǎng)的強(qiáng)度到預(yù)定的電平以完成優(yōu)化治療。然而，在利用幾個(gè)場(chǎng)時(shí)(4-8)，每個(gè)場(chǎng)要求單獨(dú)的補(bǔ)償器，這種技術(shù)既費(fèi)時(shí)又需要大量的勞動(dòng)。此外，光子束的衰減還造成射束中頻譜分布的多余變化，從而使整個(gè)過(guò)程變得更復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)IMRT場(chǎng)的最普通方法是利用MLC(多葉準(zhǔn)直器)，這是一種包括薄擋板(葉片)的裝置，它可以分別地放置以阻擋一小部分的場(chǎng)，從而使橫向射束整形成各種不規(guī)則的形狀。在治療期間移動(dòng)這些葉片，每個(gè)部分的治療體積照射不同的時(shí)間，從而可以調(diào)制治療區(qū)上的強(qiáng)度。
然而，新的治療技術(shù)要求病人準(zhǔn)確地處在預(yù)定的位置，這種情況不總是容易實(shí)現(xiàn)的。此外，準(zhǔn)確的劑量輻照要求增大了，從而增大對(duì)治療機(jī)的質(zhì)量控制(QC)，計(jì)劃過(guò)程和最終治療的要求。必須使用新的驗(yàn)證方法和QC。然而，幾乎沒(méi)有發(fā)表有關(guān)活體劑量測(cè)定法在治療期間的測(cè)定結(jié)果。
在傳統(tǒng)的活體劑量測(cè)定法中，利用檢測(cè)器對(duì)病人皮膚進(jìn)行測(cè)量以預(yù)測(cè)病人體內(nèi)劑量是非?？量痰模捎赥PS(治療計(jì)劃系統(tǒng))的限制，以前利用固定場(chǎng)(常規(guī)的治療)預(yù)測(cè)病人區(qū)域中的劑量分布，其中外部產(chǎn)生的二次電子對(duì)輻照劑量有重大的貢獻(xiàn)，例如，積累區(qū)(光子束進(jìn)入病人并到達(dá)病人5-35mm深度的部分)。在固定場(chǎng)中利用TPS不能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)表面或皮膚劑量或病人上游的空氣中劑量，并隨著動(dòng)態(tài)輻照治療使困難增加。在固定場(chǎng)中，解決這個(gè)問(wèn)題的方法是利用特殊設(shè)計(jì)的檢測(cè)器，全面校準(zhǔn)，或二者的組合。在IMRT治療中，利用全面校準(zhǔn)或特殊設(shè)計(jì)是不容易解決的，這是因?yàn)閳?chǎng)中的變化強(qiáng)度是與病人有關(guān)。在每個(gè)部分通常不利用傳統(tǒng)的活體劑量測(cè)定法，從而使特殊設(shè)計(jì)檢測(cè)器的擾動(dòng)變得忽略不計(jì)。IMRT治療中小的容限要求在每個(gè)部分有擴(kuò)展的劑量測(cè)定和治療控制，因此，常規(guī)治療中使用的檢測(cè)器擾動(dòng)變得很大。此外，在利用IMRT時(shí)，必須在許多點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量以驗(yàn)證場(chǎng)的形態(tài)，因此，檢測(cè)器的橫向位置是重要的。為了簡(jiǎn)化該問(wèn)題，人們建議僅測(cè)量空氣中的輻照通量。然而，由于缺乏可以明白的量化，很難判斷與預(yù)測(cè)值的差異。
另一個(gè)傳統(tǒng)活體劑量測(cè)定法的方案是，人們建議利用放置在病人下游的成像系統(tǒng)，膠片或EPID(電子門成像裝置)，其中校準(zhǔn)該裝置以測(cè)定劑量。這種方法是在K.I.Pasma et al.的“Portal dose imageprediction for dosimetric treatment verification in radiotherapy Iandalgorithm for open beam”中討論，Medical Physics 25(6)，pages830-840，1998。例如，利用測(cè)量裝置位置處的TPS(治療計(jì)劃系統(tǒng))，可以與計(jì)算的劑量分布進(jìn)行比較。在M.Kroonwijk et al.的“In Vivodosimetry for prostate cancer patients using an electronic portalimaging device；demonstration of internal organ motion”中描述其中一個(gè)例子，Radiotherapy and Oncology，49(2)，pages 125-132，1998。另一個(gè)方案是根據(jù)EPID中測(cè)得的劑量分布計(jì)算病人中的劑量分布。這是在C.Vallhagen Dahlgren et al.的“Modelling the dosedistribution to an EPID with collapsed cone kernel superposition”中公開(kāi)，它是MDS Nordion公司于2001年3月13日在Uppsala組織的Workshop。
后者的優(yōu)點(diǎn)是它提供的數(shù)據(jù)是較容易理解。然而，單單在病人下游的測(cè)量總是不如與病人上游的測(cè)量進(jìn)行組合那樣準(zhǔn)確，從而不能區(qū)分偏差是由于治療機(jī)不正確的劑量輻照或定位誤差或病人解剖結(jié)構(gòu)變化(病人可能由于原始的診斷而使體重下降)造成的。后者對(duì)于分析偏差根源并不是次要的，從而可以防止它發(fā)生在下一次治療部分(在治療完成之前，病人通常接受30個(gè)部分)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在病人放射治療期間把劑量驗(yàn)證與病人定位驗(yàn)證分開(kāi)，并提供提供一種完成劑量驗(yàn)證的方法。因此，本發(fā)明是一種高效和準(zhǔn)確校準(zhǔn)活體中(在治療期間)所用檢測(cè)器的方法，可以在治療期間獲得高質(zhì)量和可靠的劑量測(cè)定結(jié)果。
實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的是利用權(quán)利要求1中描述的方法。從屬權(quán)利要求描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，其特征是以下的步驟照射人體模型，所述人體模型中的測(cè)量，利用病人與輻射源之間的檢測(cè)器(ExtDet)進(jìn)行測(cè)量，其中所述測(cè)量分成幾個(gè)時(shí)段，并分析測(cè)定結(jié)果以得到有關(guān)人體模型中測(cè)定結(jié)果之間和每個(gè)時(shí)段的病人與治療源之間關(guān)系的信息，該信息可用于病人的治療。
按照本發(fā)明，可以有不同的方法利用測(cè)定結(jié)果之間的關(guān)系。
因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)段存儲(chǔ)人體模型中的測(cè)定結(jié)果和利用檢測(cè)器的測(cè)定結(jié)果，可以得到測(cè)定結(jié)果之間的比例關(guān)系并確定輻照通量基準(zhǔn)。這能夠計(jì)算檢測(cè)器的校準(zhǔn)因子，這些校準(zhǔn)因子用在活體測(cè)量中病人的隨后治療。
在應(yīng)用校準(zhǔn)因子之后，來(lái)自這種活體測(cè)量的讀數(shù)可以預(yù)測(cè)人體模型內(nèi)部的劑量。劑量分布中偏差的量化可用于判斷該偏差是否可接受。在大多數(shù)情況下，這種劑量輻照的驗(yàn)證是足夠的，可以提供與離線驗(yàn)證類似的結(jié)果。
利用EPID或其他的方法，按照傳統(tǒng)的方式可以完成病人定位的驗(yàn)證，例如，在治療射束之外的投影中(稱之為圖像引導(dǎo)放射療法)，利用診斷X射線源和傳輸檢測(cè)器。利用診斷X射線源的優(yōu)點(diǎn)是使圖像的對(duì)比度得到很大的提高，從而提供位置的準(zhǔn)確性，這是專業(yè)人員都知道的。
另一種方案可以是輻照通量驗(yàn)證，其中通過(guò)比較所有時(shí)段的積分值與人體模型中積分測(cè)定結(jié)果，可以得到ExtDet每個(gè)時(shí)段的參照值。利用來(lái)自EPID圖像的背投影組合或作為治療計(jì)劃系統(tǒng)的輸入，可以給出病人量化的劑量數(shù)據(jù)。
在驗(yàn)證劑量輻照和/或病人定位的主要偏差之后，第二步可以是組合這兩個(gè)偏差，從而預(yù)測(cè)病人中的劑量分布，用于更精確檢查給腫瘤，危險(xiǎn)器官等的劑量。這種來(lái)自一個(gè)部分或幾個(gè)部分累積的數(shù)據(jù)可用于改變剩余治療部分的治療計(jì)劃，從而補(bǔ)償早期的偏差。如果需要，可以在每個(gè)部分之后更新這種自適應(yīng)治療技術(shù)。
利用病人上游的檢測(cè)器 ExtDet測(cè)量輻照通量的另一種方案是，利用MLC位置的信息作為輸入，計(jì)算輻照通量和隨后利用上述方法校準(zhǔn)該輻照通量，例如，在治療前驗(yàn)證期間，校準(zhǔn)每個(gè)時(shí)段的輻照通量到人體模型中測(cè)得的劑量。與利用ExtDet比較，這種人體模型中的劑量確定在準(zhǔn)確性和驗(yàn)證方面受到限制，但仍然是非常有用的，因?yàn)樗軌蛟谥委熎陂g量化人體模型中劑量的偏差。
根據(jù)以下的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的。


以下參照附圖給予詳細(xì)的描述，其中圖1a表示安排了人體模型的治療機(jī)示意圖，其中還配置檢測(cè)器，圖1b表示圖1a中治療機(jī)的示意圖，但利用人體代替人體模型，
圖2a表示圖1a中治療機(jī)的示意圖，但在機(jī)器與人體模型之間配置2D檢測(cè)器裝置，圖2b表示圖2a中治療機(jī)的示意圖，但利用人體代替人體模型，圖3是輻射光束的示意圖，和圖4表示治療計(jì)劃的離線驗(yàn)證。
具體實(shí)施例方式
圖1-2表示利用輻射治療腫瘤的放射治療裝置示意圖，我們用參考數(shù)字10代表放射治療裝置。該裝置包括放射治療系統(tǒng)，它能夠從治療頭發(fā)射電子束或光子束12。放射治療系統(tǒng)配置常規(guī)的場(chǎng)整形裝置(未畫出)，例如，MLC，用于改變射束的橫向形狀以屏蔽人體的非影響區(qū)域并把射束集中到腫瘤。放射治療系統(tǒng)還配置控制裝置(未畫出)。
安排病人20躺在臺(tái)子22上。臺(tái)子22可以繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并可以沿水平方向和垂直方向移動(dòng)，為了使病人的治療區(qū)是在射束的區(qū)域。此外，按照本發(fā)明的方法利用不同的檢測(cè)器，用于測(cè)量從放射治療裝置發(fā)射的輻射。這些檢測(cè)器可以包括實(shí)時(shí)檢測(cè)器以測(cè)量表面/皮膚14，例如，半導(dǎo)體檢測(cè)器，氣體檢測(cè)器，閃爍檢測(cè)器，等等。檢測(cè)器裝置可以是薄的或包含結(jié)構(gòu)的裝置以減小散射輻射的影響。還可以按照這樣的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，在它的整個(gè)區(qū)域有均勻的厚度g/cm2，從而考慮到封裝的各種密度和典型射束模式下的檢測(cè)器。
檢測(cè)器還可以在是輻射源與人體模型/病人之間測(cè)量的檢測(cè)器，例如，膠片或EPID的成像系統(tǒng)。檢測(cè)器連接到合適的信號(hào)處理裝置(未畫出)。上述的細(xì)節(jié)對(duì)于專業(yè)人員是熟知的，此處不再詳細(xì)描述。
按照本發(fā)明方法的目的是利用上述設(shè)備，為的是能夠量化放射治療中的劑量輻照，特別是在病人的特定病人治療期間(以下稱之為活體)，在預(yù)定的時(shí)段內(nèi)利用放置在病人與輻射源之間輻射束中的檢測(cè)器(以下稱之為ExtDet)進(jìn)行測(cè)量，并利用檢測(cè)器測(cè)定結(jié)果與人體模型中測(cè)定結(jié)果之間的比率關(guān)系，把讀數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的人體模型中的測(cè)定結(jié)果。
按照本發(fā)明方法的另一個(gè)目的是得到ExtDet的校準(zhǔn)因子。得到的每個(gè)ExtDet的所述校準(zhǔn)因子是用于圖3的人體模型36中限定段的每個(gè)點(diǎn)，且所述限定的時(shí)段中每個(gè)場(chǎng)同時(shí)照射ExtDet和所述人體模型，其中所述人體模型包含檢測(cè)器以測(cè)量吸收的劑量，它利用沒(méi)有病人的所述特定病人治療(以下稱之為離線)。
利用以下的步驟可以描述按照本發(fā)明方法的例子●利用治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)制訂病人的個(gè)人治療計(jì)劃。然后，利用診斷設(shè)備確定病人的解剖結(jié)構(gòu)，例如，計(jì)算機(jī)斷層照相術(shù)CT，并利用TPS中輸入的測(cè)定結(jié)果，大致確定治療裝置的輻射特性。確定目標(biāo)體積和危險(xiǎn)器官，并作出治療的最佳計(jì)劃，其中利用作為危險(xiǎn)器官最大劑量和目標(biāo)最小劑量的準(zhǔn)則。計(jì)劃的結(jié)果是治療機(jī)所用的信息以確定投影，射束模式，場(chǎng)形狀和MLC葉片的移動(dòng)。
●TPS中的特定病人治療計(jì)劃應(yīng)用于合適劑量測(cè)定的人體模型，并計(jì)算人體模型內(nèi)部的劑量分布。
●在治療之前，利用特定病人治療照射與計(jì)算中所用相同的離線物理人體模型。通過(guò)比較測(cè)定結(jié)果與完整場(chǎng)，子場(chǎng)或部分的計(jì)劃(離線質(zhì)量控制或治療前驗(yàn)證)，測(cè)量人體模型內(nèi)部的劑量分布以驗(yàn)證總體的劑量。此外，在每個(gè)時(shí)段的人體模型中所有測(cè)量點(diǎn)，它是由正確的時(shí)間或與強(qiáng)度調(diào)制場(chǎng)治療機(jī)同步所限定，測(cè)量每個(gè)場(chǎng)的劑量分布并存儲(chǔ)。圖4表示以上的過(guò)程。
●在與測(cè)量離線的人體模型內(nèi)部的同時(shí)，還利用人體模型表面上或人體模型與治療源之間射束下任何位置的外部檢測(cè)器ExtDet測(cè)量劑量，其中利用與人體模型測(cè)量中相同或同步的時(shí)段。這個(gè)步驟還可以這樣完成，首先在人體模型內(nèi)部放置檢測(cè)器并測(cè)量每個(gè)時(shí)段的輻射，然后沿人體模型上游放置人體模型，再現(xiàn)以前的輻照條件并測(cè)量每個(gè)時(shí)段的輻射。利用這種解決方法，在兩個(gè)測(cè)量中可以利用相同的檢測(cè)器。得到每個(gè)ExtDet，每個(gè)場(chǎng)和時(shí)段的讀數(shù)用于計(jì)算校準(zhǔn)因子與人體模型中的劑量值?；蚴紫却鎯?chǔ)得到的讀數(shù)和隨后計(jì)算校準(zhǔn)因子，或立刻進(jìn)行計(jì)算。最好按照以下公式計(jì)算校準(zhǔn)因子
Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(t+1)＝Sn，f，t(i)，t(i+1)/(Dseg-n，f，p，t(i)，t(I+1))其中D在某個(gè)時(shí)段測(cè)得具有已知形狀，定位和取向的人體模型中測(cè)得的吸收劑量S來(lái)自ExtDet的積分信號(hào)n圖3中ExtDet的檢測(cè)器單元32f特定的場(chǎng)(場(chǎng)標(biāo)識(shí)限定的一個(gè)射束投影)seg圖3中一個(gè)特定的ExtDet檢測(cè)器單元n和場(chǎng)f 36限定的一個(gè)特定投影方向中陰影體積所描述的一段人體模型p該段中限定的點(diǎn)Cal校準(zhǔn)因子t(i)時(shí)段i開(kāi)始的時(shí)間，t(0)是序列的開(kāi)始時(shí)間。
t(i+1)時(shí)段i+1開(kāi)始的時(shí)間，t(T)是序列的結(jié)束時(shí)間。
Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1)ExtDet檢測(cè)器單元n和從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f限定的人體模型段中點(diǎn)p的劑量Sn，f，t(i)，t(i+1)在從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)f中ExtDet檢測(cè)器單元n的信號(hào)Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)在場(chǎng)f中ExtDet檢測(cè)器單元n使用的校準(zhǔn)因子。為了轉(zhuǎn)換從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分的信號(hào)以得到ExtDet檢測(cè)器單元n和從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f限定的人體模型段中點(diǎn)p的劑量。
●在治療病人期間，可以把每個(gè)ExtDet的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成人體模型段中各點(diǎn)的劑量，按照以下公式利用每個(gè)時(shí)段的所述校準(zhǔn)因子Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝(Sn，f，t(i)，t(i+1)/Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1))按照以下的公式，可以對(duì)人體模型中每個(gè)特定劑量點(diǎn)的所有時(shí)間段求和以給出每個(gè)場(chǎng)在該點(diǎn)的總劑量Dseg-n,f,p=Σi=0TDseg-n,f,p,t(i),t(i+1)=Σi=0T(Sn,f,t(i),t(i+1)/Caln,f,seg-n,f,p,t(i),t(i+1))]]>然后，可以對(duì)每個(gè)特定點(diǎn)來(lái)自全部場(chǎng)的劑量求和以給出完整治療部分(完整治療是由幾天或幾周給出的幾個(gè)部分構(gòu)成)中所有點(diǎn)的總劑量。在應(yīng)用到類似于離線驗(yàn)證(治療前驗(yàn)證)的人體模型上時(shí)，可以直接地比較每個(gè)點(diǎn)的總劑量與治療計(jì)劃系統(tǒng)的結(jié)果。
利用每個(gè)時(shí)段的數(shù)據(jù)，可以分析測(cè)得劑量值與計(jì)算劑量值之間的偏差，從而簡(jiǎn)化分析階段。
若偏差是由葉片的不正確移動(dòng)造成的，則人體模型中計(jì)算的劑量值可能略微不正確，在這種情況下，利用人體模型測(cè)定結(jié)果可以驗(yàn)證準(zhǔn)確值，該測(cè)定結(jié)果模擬輻照未對(duì)準(zhǔn)治療期間的移動(dòng)。
利用檢測(cè)器的投影或與ExtDet限定的標(biāo)記，可以確定ExtDet在人體模型和病人的橫向平面上位置，其中利用來(lái)自人體模型下游的圖像裝置中圖像，例如，EPID或放射照相膠片。
利用檢測(cè)器裝置上的標(biāo)記，可以觀察場(chǎng)中病人相對(duì)于檢測(cè)器的不正確定位，檢測(cè)器裝置照亮EPID圖像，例如，lead-seeds。利用幾個(gè)投影，可以確定病人的定位。
或者，輻照通量驗(yàn)證按照治療計(jì)劃的人體模型中積分劑量與利用ExtDet同時(shí)測(cè)量的參考信號(hào)，其中(Sn，f，t(i)，t(i+1)正比于(Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1)，可以估算治療期間每個(gè)時(shí)段的輻照通量偏差，雖然它不能直接地轉(zhuǎn)換成人體模型中的劑量。
或者，利用病人上游的檢測(cè)器ExtDet測(cè)量輻照通量，它是利用MLC位置的任何信息作為輸入計(jì)算輻照通量，然后利用上述方法校準(zhǔn)該輻照通量，例如，校準(zhǔn)每個(gè)時(shí)段的輻照通量到治療前驗(yàn)證期間人體模型中測(cè)得的劑量。與利用ExtDet比較，這種確定人體模型中的劑量在準(zhǔn)確性和驗(yàn)證方面受到限制，但仍然是非常有用的，因?yàn)樗軌蛄炕委熎陂g的偏差作為人體模型中的劑量。得到有關(guān)MLC位置的信息是容易的，因?yàn)樵诜派渲委熝b置中已經(jīng)配置控制MLC葉片位置的裝置。這個(gè)信息可用于比較人體模型內(nèi)部的測(cè)定結(jié)果。
在利用MLC位置的信息時(shí)，可以按照以下公式計(jì)算校準(zhǔn)因子Caln，f，p，t(i)，t(i+1)＝Fn，f，t(i)，t(i+1)/(Df，p，t(i)，t(i+1))其中Df，p，t(i)，t(i+1)在從時(shí)間t(i)到t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f的人體模型中點(diǎn)p的劑量。
Fn，f，t(i)，t(i+1)在沿射線的病人與輻射源之間場(chǎng)f的輻照通量，該射線相交于從時(shí)間t(i)到t(i+1)積分的人體模型中的點(diǎn)p。
Caln，f，p，t(i)，t(i+1)描述病人與輻射源之間輻照通量與人體模型中劑量關(guān)系的校準(zhǔn)因子。
按照以下的公式，可以對(duì)人體模型中每個(gè)特定劑量點(diǎn)的全部時(shí)間段讀數(shù)求和以給出每個(gè)場(chǎng)在該點(diǎn)的總劑量，Df,p=Σi=0TDf,p,t(i),t(i+1)=Σi=0TFn,f,t(i),t(i+1)/Caln,f,p,t(i),t(i+1)]]>在放射治療裝置的控制和測(cè)量系統(tǒng)中可以實(shí)施本發(fā)明的方法，從而利用其中現(xiàn)有的處理器和存儲(chǔ)裝置。當(dāng)然，還可以在包含必需設(shè)備的獨(dú)立單元中實(shí)施本發(fā)明的方法，例如，中央處理單元CPU完成按照本發(fā)明的步驟。這是借助于程序存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的專用計(jì)算機(jī)程序完成的。應(yīng)當(dāng)明白，該計(jì)算機(jī)程序還可以在通用工業(yè)計(jì)算機(jī)中運(yùn)行以代替專用計(jì)算機(jī)。
軟件包括計(jì)算機(jī)程序代碼單元或軟件代碼部分，使計(jì)算機(jī)利用上述的公式，算法，數(shù)據(jù)和計(jì)算實(shí)施該方法。部分的程序可以存儲(chǔ)在上述處理器中，但是，它也可以存儲(chǔ)在ROM，RAM，PROM或EPROM芯片中。部分或整個(gè)的程序還可以存儲(chǔ)在其他合適的計(jì)算機(jī)可讀媒體中，例如，磁盤，CD-ROM或DVD盤，硬盤，磁光存儲(chǔ)器裝置，非易失性存儲(chǔ)器，閃爍存儲(chǔ)器，如固件，或存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)服務(wù)器。
應(yīng)當(dāng)明白，以上描述的本發(fā)明和附圖應(yīng)當(dāng)作為非限制性例子，而本發(fā)明的保護(hù)范圍是受所附的專利權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種在放射治療中能夠量化劑量輻照的方法，其特征是，它包括以下步驟照射人體模型，所述人體模型中的測(cè)量，利用人體模型與輻射源之間的信息裝置收集有關(guān)照射的信息，其中所述測(cè)量分成幾個(gè)時(shí)段，和分析測(cè)定結(jié)果以得到每個(gè)時(shí)段有關(guān)人體模型中測(cè)定結(jié)果之間關(guān)系的信息和人體模型與治療源之間的信息，該關(guān)系信息用于病人治療的驗(yàn)證。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，信息裝置包括多葉準(zhǔn)直器(MLC)葉片的位置，它用于整形輻射源的照射光束。
3.按照權(quán)利要求2的方法，其特征是，人體模型中的測(cè)量與多葉準(zhǔn)直器葉片位置的確定是同時(shí)進(jìn)行的。
4.按照權(quán)利要求1的方法，其特征是，信息裝置包括檢測(cè)器(ExtDet)。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征是，人體模型中的測(cè)量與利用檢測(cè)器(ExtDet)的測(cè)量是同時(shí)進(jìn)行的。
6.按照權(quán)利要求2至5的方法，其特征是，根據(jù)得到的關(guān)系信息計(jì)算校準(zhǔn)因子作為來(lái)自信息裝置的信息讀數(shù)與人體模型中沿照射光線測(cè)定結(jié)果的比率。
7.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的方法，其特征是，還包括步驟存儲(chǔ)每個(gè)特定時(shí)段的人體模型中測(cè)定結(jié)果和病人與治療源之間信息的數(shù)據(jù)。
8.按照與權(quán)利要求4或5有關(guān)的權(quán)利要求6的方法，其特征是，按照以下公式計(jì)算校準(zhǔn)因子Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Sn，f，t(i)，t(i+1)/(Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1))其中Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1)ExtDet檢測(cè)器單元n和從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f限定的人體模型段中點(diǎn)p的劑量Sn，f，t(i)，t(i+1)在從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)f中ExtDet檢測(cè)器單元n的信號(hào)Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)在場(chǎng)f中ExtDet檢測(cè)器單元n使用的校準(zhǔn)因子。為了轉(zhuǎn)換從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分的信號(hào)以得到ExtDet檢測(cè)器單元n和從時(shí)間t(i)至t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f限定的人體模型段中點(diǎn)p的劑量。
9.按照權(quán)利要求4至8中任何一個(gè)的方法，其特征是，檢測(cè)器(ExtDet)放置在人體模型的表面上。
10.按照權(quán)利要求4至8中任何一個(gè)的方法，其特征是，檢測(cè)器(ExtDet)放置在輻射源與人體模型的表面之間。
11.按照權(quán)利要求5至7中任何一個(gè)的方法，其特征是，檢測(cè)器(ExtDet)放置在人體模型的內(nèi)部。
12.按照從屬于權(quán)利要求2或3的權(quán)利要求6的方法，其特征是，按照以下公式計(jì)算校準(zhǔn)因子Caln，f，p，t(i)，t(i+1)＝Fn，f，t(i)，t(i+1)/(Df，p，t(i)，t(i+1))其中Df，p，t(i)，t(i+1)在從時(shí)間t(i)到t(i+1)積分場(chǎng)(投影)f的人體模型中點(diǎn)p的劑量Fn，f，t(i)，t(i+1)在沿射線的病人與輻射源之間場(chǎng)f的輻照通量，該射線相交于從時(shí)間t(i)到t(i+1)積分的人體模型中的點(diǎn)pCaln，f，p，t(i)，t(i+1)描述病人與輻射源之間輻照通量與人體模型中劑量關(guān)系的校準(zhǔn)因子。
13.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的方法，其特征是，在照射人體模型期間利用特定病人治療計(jì)劃，并通過(guò)比較人體模型中測(cè)得的劑量與治療計(jì)劃以驗(yàn)證人體模型照射的準(zhǔn)確性。
14.按照權(quán)利要求2或3的方法，其特征是，在病人治療期間，利用與照射人體模型期間相同的MLC位置。
15.按照權(quán)利要求1，4至11中任何一個(gè)的方法，其特征是，在病人治療期間，利用與人體模型照射期間病人與治療源之間相同橫向位置的ExtDet。
16.按照權(quán)利要求15的方法，其特征是，在病人治療期間，利用每個(gè)時(shí)段的所述校準(zhǔn)因子，把來(lái)自ExtDet的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成劑量。
17.按照權(quán)利要求16的方法，其特征是，按照以下的公式轉(zhuǎn)換該讀數(shù)Dseg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Sn，f，t(i)，t(i+1)/Caln，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)
18.按照權(quán)利要求12的方法，其特征是，在病人治療期間，利用每個(gè)時(shí)段的所述校準(zhǔn)因子，把來(lái)自MLC的位置信息轉(zhuǎn)換成劑量。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征是，按照以下的公式轉(zhuǎn)換該讀數(shù)Df，p，t(i)，t(i+1)＝Fn，f，t(i)，t(i+1)/Caln，f，p，t(i)，t(i+1)
20.按照權(quán)利要求16至19中任何一個(gè)的方法，其特征是，對(duì)來(lái)自每個(gè)特定劑量點(diǎn)的所有時(shí)段的讀數(shù)求和以得到總的劑量。
21.按照從屬于權(quán)利要求16-17的權(quán)利要求20的方法，其特征是，按照以下的公式得到求和值Dseg-n,f,p=Σi=0TDseg-n,f,p,t(i),t(i+1)=Σi=0T(Sn,f,t(i),t(i+1)/]]>Caln,f,seg-n,f,p,t(i),t(i+1))]]>
22.按照從屬于權(quán)利要求18-19的權(quán)利要求20的方法，其特征是，按照以下的公式得到求和值Df,p=Σi=0TDf,p,t(i),t(i+1)=Σi=0TFn,f,t(i),t(i+1)/Caln,f,p,t(i),t(i+1)]]>
23.按照權(quán)利要求4的方法，還包括步驟利用檢測(cè)器的投影或ExtDet限定的標(biāo)記，確定橫向平面上ExtDet的位置，其中利用來(lái)自人體模型下游圖像裝置中的圖像，例如，EPID或放射照相膠片。
24.按照以上權(quán)利要求中任何一個(gè)的方法，其特征是，利用一個(gè)治療部分或幾個(gè)治療部分累積的病人中劑量分布，其中利用病人解剖的測(cè)定結(jié)果和輻照劑量，通過(guò)計(jì)算得到劑量分布，用于改變以前治療之后的治療以適應(yīng)預(yù)期的劑量分布。
25.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，它能夠使計(jì)算機(jī)完成權(quán)利要求1至24中任何一個(gè)所述的方法。
26.一種按照權(quán)利要求25的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，它存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀媒體上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在病人的特定病人治療期間放射治療中能夠量化劑量輻照的方法，其中利用預(yù)定時(shí)段中的測(cè)定結(jié)果以及放置在病人與輻射源之間射束中的信息裝置，并把讀數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于人體模型中測(cè)定結(jié)果。本發(fā)明還覆蓋該方法以得到檢測(cè)器的所述校準(zhǔn)因子。通過(guò)同時(shí)照射信息裝置和所述人體模型以得到每個(gè)信息裝置，場(chǎng)和所述預(yù)定時(shí)段的所述校準(zhǔn)因子，所述人體模型包含檢測(cè)器以測(cè)量吸收的劑量，其中利用沒(méi)有病人的所述特定病人治療。
文檔編號(hào)A61N5/10GK1649643SQ03810172
公開(kāi)日2005年8月3日 申請(qǐng)日期2003年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月6日
發(fā)明者格爾根·尼爾松 申請(qǐng)人:格爾根·尼爾松