活体剂量测定的方法技术

本发明专利技术涉及一种在病人的特定病人治疗期间放射治疗中能够量化剂量辐照的方法，其中利用预定时段中的测定结果以及放置在病人与辐射源之间射束中的信息装置，并把读数转换成对应于人体模型中测定结果。本发明专利技术还覆盖该方法以得到检测器的所述校准因子。通过同时照射信息装置和所述人体模型以得到每个信息装置，场和所述预定时段的所述校准因子，所述人体模型包含检测器以测量吸收的剂量，其中利用没有病人的所述特定病人治疗。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及病人治疗期间校准放射治疗设备中所用检测器的方法以验证给病人辐照剂量的准确性。
技术介绍
20世纪初以来放射疗法一直用于治疗人体中的癌症。即使我们知道放射疗法对于恶性肿瘤是有效的，但是，长期以来许多癌症的死亡率实际上没有发生很大的变化。这种情况的主要原因是因为我们不能控制原发性癌或转移的发生。只有通过改进局部控制才可以使治疗更加有效。在过去几年中，放射疗法中的治疗计划系统TPS得到广泛的发展，因此，现在能够考虑特定病人的解剖结构和有效计划每个病人的更优化治疗，给目标物提供均匀的剂量和给危险器官提供最小的剂量。这种优化治疗的治疗技术比常规的治疗方法更复杂，因为必须横向调制每个场的强度，从而补偿病人的异质性和轮廓，该技术称之为强度调制放射疗法IMRT。由于一次光子束的衰减，利用补偿器，过滤器减小每个部分场的强度到预定的电平以完成优化治疗。然而，在利用几个场时(4-8)，每个场要求单独的补偿器，这种技术既费时又需要大量的劳动。此外，光子束的衰减还造成射束中频谱分布的多余变化，从而使整个过程变得更复杂。实现IMRT场的最普通方法是利用MLC(多叶准直器)，这是一种包括薄挡板(叶片)的装置，它可以分别地放置以阻挡一小部分的场，从而使横向射束整形成各种不规则的形状。在治疗期间移动这些叶片，每个部分的治疗体积照射不同的时间，从而可以调制治疗区上的强度。然而，新的治疗技术要求病人准确地处在预定的位置，这种情况不总是容易实现的。此外，准确的剂量辐照要求增大了，从而增大对治疗机的质量控制(QC)，计划过程和最终治疗的要求。必须使用新的验证方法和QC。然而，几乎没有发表有关活体剂量测定法在治疗期间的测定结果。在传统的活体剂量测定法中，利用检测器对病人皮肤进行测量以预测病人体内剂量是非常苛刻的，由于TPS(治疗计划系统)的限制，以前利用固定场(常规的治疗)预测病人区域中的剂量分布，其中外部产生的二次电子对辐照剂量有重大的贡献，例如，积累区(光子束进入病人并到达病人5-35mm深度的部分)。在固定场中利用TPS不能准确地预测表面或皮肤剂量或病人上游的空气中剂量，并随着动态辐照治疗使困难增加。在固定场中，解决这个问题的方法是利用特殊设计的检测器，全面校准，或二者的组合。在IMRT治疗中，利用全面校准或特殊设计是不容易解决的，这是因为场中的变化强度是与病人有关。在每个部分通常不利用传统的活体剂量测定法，从而使特殊设计检测器的扰动变得忽略不计。IMRT治疗中小的容限要求在每个部分有扩展的剂量测定和治疗控制，因此，常规治疗中使用的检测器扰动变得很大。此外，在利用IMRT时，必须在许多点进行测量以验证场的形态，因此，检测器的横向位置是重要的。为了简化该问题，人们建议仅测量空气中的辐照通量。然而，由于缺乏可以明白的量化，很难判断与预测值的差异。另一个传统活体剂量测定法的方案是，人们建议利用放置在病人下游的成像系统，胶片或EPID(电子门成像装置)，其中校准该装置以测定剂量。这种方法是在K.I.Pasma et al.的“Portal dose imageprediction for dosimetric treatment verification in radiotherapy Iandalgorithm for open beam”中讨论，Medical Physics 25(6)，pages830-840，1998。例如，利用测量装置位置处的TPS(治疗计划系统)，可以与计算的剂量分布进行比较。在M.Kroonwijk et al.的“In Vivodosimetry for prostate cancer patients using an electronic portalimaging device；demonstration of internal organ motion”中描述其中一个例子，Radiotherapy and Oncology，49(2)，pages 125-132，1998。另一个方案是根据EPID中测得的剂量分布计算病人中的剂量分布。这是在C.Vallhagen Dahlgren et al.的“Modelling the dosedistribution to an EPID with collapsed cone kernel superposition”中公开，它是MDS Nordion公司于2001年3月13日在Uppsala组织的Workshop。后者的优点是它提供的数据是较容易理解。然而，单单在病人下游的测量总是不如与病人上游的测量进行组合那样准确，从而不能区分偏差是由于治疗机不正确的剂量辐照或定位误差或病人解剖结构变化(病人可能由于原始的诊断而使体重下降)造成的。后者对于分析偏差根源并不是次要的，从而可以防止它发生在下一次治疗部分(在治疗完成之前，病人通常接受30个部分)。
技术实现思路
本专利技术的目的是在病人放射治疗期间把剂量验证与病人定位验证分开，并提供提供一种完成剂量验证的方法。因此，本专利技术是一种高效和准确校准活体中(在治疗期间)所用检测器的方法，可以在治疗期间获得高质量和可靠的剂量测定结果。实现这个目的是利用权利要求1中描述的方法。从属权利要求描述本专利技术的优选实施例。按照本专利技术的一个方面，其特征是以下的步骤照射人体模型，所述人体模型中的测量，利用病人与辐射源之间的检测器(ExtDet)进行测量，其中所述测量分成几个时段，并分析测定结果以得到有关人体模型中测定结果之间和每个时段的病人与治疗源之间关系的信息，该信息可用于病人的治疗。按照本专利技术，可以有不同的方法利用测定结果之间的关系。因为在特定的时段存储人体模型中的测定结果和利用检测器的测定结果，可以得到测定结果之间的比例关系并确定辐照通量基准。这能够计算检测器的校准因子，这些校准因子用在活体测量中病人的随后治疗。在应用校准因子之后，来自这种活体测量的读数可以预测人体模型内部的剂量。剂量分布中偏差的量化可用于判断该偏差是否可接受。在大多数情况下，这种剂量辐照的验证是足够的，可以提供与离线验证类似的结果。利用EPID或其他的方法，按照传统的方式可以完成病人定位的验证，例如，在治疗射束之外的投影中(称之为图像引导放射疗法)，利用诊断X射线源和传输检测器。利用诊断X射线源的优点是使图像的对比度得到很大的提高，从而提供位置的准确性，这是专业人员都知道的。另一种方案可以是辐照通量验证，其中通过比较所有时段的积分值与人体模型中积分测定结果，可以得到ExtDet每个时段的参照值。利用来自EPID图像的背投影组合或作为治疗计划系统的输入，可以给出病人量化的剂量数据。在验证剂量辐照和/或病人定位的主要偏差之后，第二步可以是组合这两个偏差，从而预测病人中的剂量分布，用于更精确检查给肿瘤，危险器官等的剂量。这种来自一个部分或几个部分累积的数据可用于改变剩余治疗部分的治疗计划，从而补偿早期的偏差。如果需要，可以在每个部分之后更新这种自适应治疗技术。利用病人上游的检测器 ExtDet测量辐照通量的另一种方案是，利用MLC位置的信息作为输入，计算辐照通量和随后利用上述方法校准该辐照通量，例如，在治疗前验证期间，校准每个时段的辐照通量到人体模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在放射治疗中能够量化剂量辐照的方法，其特征是，它包括以下步骤：照射人体模型，所述人体模型中的测量，利用人体模型与辐射源之间的信息装置收集有关照射的信息，其中所述测量分成几个时段，和分析测定结果以得到每个时段有关人体模型中测定结果之间关系的信息和人体模型与治疗源之间的信息，该关系信息用于病人治疗的验证。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：格尔根尼尔松，
申请(专利权)人：格尔根尼尔松，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]