治疗计划制定方法、装置及放疗系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种治疗计划制定方法，包括步骤：根据用户命令输入预设剂量分布方案；根据预设的算法至少匹配一放疗系统的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变；将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案；以及根据所述最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案制定治疗计划。本发明专利技术还提供一种治疗计划制定装置以及放疗系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】治疗计划制定方法、装置及放疗系统
本专利技术涉及放疗领域，特别是涉及一种治疗计划制定方法、装置及放疗系统。
技术介绍
在肿瘤、血管畸形及脑内的类似畸形的神经外科治疗中经常使用定向放射外科(SRS)技术，包含，例如，钴-60源的伽玛辐射。在定向放射外科技术中，最好是将多个这种源分布在患者头部的周围，借助准直器可将射线束聚焦于脑内的一个很小的球状区。球体的直径可选，辐射的持续时间也可选(权重)，并且通过在脑内将从数个这种辐照点发出的剂量叠加就可以生成这样一个辐射剂量场，其中肿瘤所接受的剂量最大，而同时周围的组织所接受的剂量最小。为了达到放射治疗辐射剂量在待放射靶区的高度集中，在靶区外的剂量下降，避免伤害到正常组织，适形和调强是放射治疗设备采用的两项主要技术。为了达到此目的，通常采取改换准直器孔径和变化多叶光栅窗口形状的办法。以伽玛刀为例，采取几种不同孔径的准直器而达到调整剂量的目的，但是，无法做到连续可调，降低了治疗精确度。而以医用直线加速器为例，其通常采用变化多叶光栅窗口形状的办法来调整剂量，但是，多叶光栅结构复杂，导致故障率很高。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种治疗计划制定方法、装置及放疗系统，以解决上述问题。本专利技术一实施例提供一种治疗计划制定方法，包括步骤：根据用户命令输入预设剂量分布方案；根据预设的算法至少匹配一放疗系统的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变；将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案；以及根据所述最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案制定治疗计划。本专利技术另一实施例提供一种治疗计划制定装置，至少包括：输入模块，用于根据用户命令输入预设剂量分布方案；计算模块，用于根据预设的算法至少匹配一放疗系统的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变；比较模块，用于将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案；以及制定模块，用于根据所述最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案制定治疗计划。本专利技术又一实施例提供一种放疗系统，至少包括：至少一个治疗头，用于产生辐射射线；治疗床，用于限定一目标靶区的位置；支架，用于支撑所述至少一个治疗头，并带动所述治疗头相对于所述治疗床沿多个维度连续运动；以及处理器，其至少包括上述的治疗计划制定装置。本专利技术的治疗计划制定装置和方法以及放疗系统，通过利用治疗头的连续移动(包括旋转和摆动等)获得连续可变的辐射角度，辅以准直器尺寸的调整以及其他参数的调整，而计算得到多个剂量分布方案，通过将计算得到的多个剂量分布方案与理想的预设剂量分布方案进行比较，得到最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案，进而制定出治疗计划。由此，在保持硬件结构无需变更的情况下，提高了治疗计划精确度。附图说明图1是本专利技术提供的一种治疗计划制定方法的流程图；图2是本专利技术提供的一种治疗计划制定装置的一实施例的功能模块图；图3是本专利技术提供的一种放疗系统的一实施例的示意图；图4是本专利技术提供的一种放疗系统的另一实施例的示意图；图5是本专利技术提供的一种放疗系统的又一实施例的示意图；图6是本专利技术提供的一种放疗系统的再一实施例的示意图；图7是本专利技术提供的一种放疗系统的另一实施例的示意图；图8是本专利技术提供的一种放疗系统的再一实施例的示意图；图9是本专利技术提供的一种放疗系统的又一实施例的示意图；图10是本专利技术提供的一种放疗系统的又一实施例的示意图。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本专利技术的一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式，都应属于本专利技术保护的范围。本专利技术的原理是：充分利用放射剂量在空间和时间四个维度的叠加效果，来实现合理的剂量分布。以手电筒的一束光线为例，在光束路径上放置一张白纸用以观测在特定截面的光照强度及光度分布，则会观测到纸面上形成圆形或近似于椭圆形的光斑，而当改变光束的入射角度时，光斑的形状会产生变化，光照强度(单位面积的辐射能量)也会变化。同样，利用这个原理，控制放射源的辐射束从不同角度进行预定时间的辐射，同时辅以准直器尺寸的调整，从而形成在一个特定的空间区域辐射剂量在该空间区域的连续变化，并呈现出特定的空间分布。请参阅图1，本专利技术提供一种治疗计划制定方法，包括以下步骤：步骤S101，根据用户命令输入预设剂量分布方案。本实施例中，医生根据待放射靶区的位置，通过半经验模型或玻尔兹曼(Boltzmann)输运方程计算得到所述预设剂量分布方案。当需要通过计算机进行治疗计划制定时，通过手动或自动输入设备，将所述预设剂量分布方案存储到计算机系统中。步骤S102，根据预设的算法，至少匹配一放疗系统100的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变。本实施例中，所述放疗系统100的至少一个治疗头可相对于所述待放射靶区在至少一个维度上连续移动，使得所述辐射角度连续可变。所述放疗系统100可以是任何立体定向放射外科(SRS)设备或立体定向放射治疗(SRT)设备，例如三维适形放疗(3-dimentionalconformalradio-therapy，3D-CRT)设备和调强适形放疗(intensitymodulatedradiotherapy，IMRT)设备等。所述治疗头至少包括放射源以及多个准直器，所述放射源的射线能量通常为确定的值，所述准直器可以是孔径准直器，也可以是多叶准直器。更具体的，所述预设的算法包括函数：f(Φ,θ,B,D,t,d)，其中，变量Φ表示一个治疗头在第一维度上相对于目标靶区旋转的旋转角度，变量θ表示所述治疗头在第二维度上相对于目标靶区的摆动角度，所述第二维度不同于所述第一维度，B为射线能量参数，变量D表示治疗头的放射源点到目标靶区位置的距离，变量t为辐射时间，变量d为治疗头的准直器的出射口尺寸。基于所述函数f，可计算得到多个剂量分布值。步骤S103，将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案。本实施例中，通过将计算得到的多个剂量分布值与所述预设辐射剂量方案进行比较，从而确定最接近所述预设辐射剂量的各个剂量分布参数，进而确定治疗计划。步骤S104，根据最接近所述预设剂量分布方案的所述待用辐射剂量分布方案，制定治疗计划。本专利技术的治疗计划制定方法，通过利用治疗头102的连续移动(包括旋转和摆动等)获得连续可变的辐射角度，辅以准直器尺寸的调整以及其他参数的调整，而计算得到多个剂量分布方案，通过将计算得到的多个剂量分布方案与理想的预设剂量分布方案进行比较，得到最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案，进而制定出治疗计划。由此，提高了治疗计划精确度。请参阅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治疗计划制定方法，包括步骤：根据用户命令输入预设剂量分布方案；根据预设的算法至少匹配一放疗系统的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变；将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案；以及根据所述最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案制定治疗计划。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种治疗计划制定方法，包括步骤：根据用户命令输入预设剂量分布方案；根据预设的算法至少匹配一放疗系统的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数，并计算出多个待用辐射剂量分布方案，其中，所述辐射角度连续可变；将所述多个待用辐射剂量分布方案分别与所述预设剂量分布方案进行比较，以确认最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案；以及根据所述最接近所述预设剂量分布方案的待用辐射剂量分布方案制定治疗计划。2.根据权利要求1所述的治疗计划制定方法，其特征在于，所述预设的算法基于函数：f(Φ,θ,B,D,t,d)计算得到所述待用辐射剂量分布方案，其中，变量Φ表示一个治疗头在第一维度上相对于目标靶区旋转的旋转角度，变量θ表示所述治疗头在第二维度上相对于目标靶区的摆动角度，所述第二维度不同于所述第一维度，B为射线能量参数，变量D表示治疗头的放射源点到目标靶区位置的距离，变量t为辐射时间，变量d为治疗头的准直器的出射口尺寸。3.根据权利要求2所述的治疗计划制定方法，其特征在于，所述治疗头是包括单个放射源的适形治疗头，所述预设的算法包括函数：其中，S为叠加剂量分布，n表示放射源的位置变化数量；在所述匹配放射源的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数以制定治疗计划的步骤中，分别代入不同的Φi、ti、Di、ti、di和固定的B的值，计算得到多个S值，并将计算得到的多个S值与所述预设辐射剂量方案进行比较，从而确定最接近所述预设辐射剂量的各个剂量分布参数，进而确定治疗计划。4.根据权利要求3所述的治疗计划制定方法，其特征在于，所述适形治疗头的数量为两个以上，且均设置在同一个可旋转支架上连续运动，所述预设的算法包括函数：其中，§1为叠加剂量分布，p表示适形治疗头数量；在所述匹配放射源的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数以制定治疗计划的步骤中，分别代入不同的Φi、ti、Di、ti、di和固定的B的值，计算得到多个§1值，并将计算得到的多个§1值与所述预设辐射剂量方案进行比较，从而确定最接近所述预设辐射剂量的各个剂量分布参数，进而确定治疗计划。5.根据权利要求2所述的治疗计划制定方法，其特征在于，所述治疗头是包括多个放射源的聚焦治疗头，所述聚焦治疗头可连续运动，所述预设的算法包括函数：其中，§2为叠加剂量分布，o表示聚焦治疗头的位置变化数量，m表示放射源的数量；在所述匹配放射源的射线能量以及各准直器的尺寸、辐射角度以及辐射时间参数以制定治疗计划的步骤中，分别代入不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘海峰，
申请(专利权)人：数码医疗集团，
类型：发明
国别省市：中国香港,81