用于粒子治疗设备的质量保证的模体和方法技术

本发明专利技术提供了用于在调强粒子治疗模式中使用的粒子治疗设备的质量保证的模体和方法。该模体包括：框架结构；一个或多个楔块；第一材料块和第二材料块，该第一材料块和该第二材料块各自具有第一块面和与该第一块面平行的第二块面；被安排在所述第一块面处的绝对剂量计；位于所述块中的多个高密度材料珠；以及2D检测器。这些部件相对于该框架结构被安排在已知的固定位置中。中心珠相对于该框架结构保持在已知的中央固定位置中。这些部件被安排在该框架结构中，使得射束将穿过中心珠横穿模体，而不会穿过除了所述中心珠之外的任何材料。

Model body and method for quality assurance for particle therapy equipment

The present invention provides a mold and method for quality assurance for a particle treatment device used in the intensity modulated particle therapy mode. The mold body includes a frame structure; one or a plurality of wedge blocks; the first material block and the second block of material, the first material block and the second block of material having a first surface and each block and parallel to the first surface of the block second block is arranged; absolute dosimeter in the first block of the multi surface; a high density material in the block in the Pearl River; and the 2D detector. These components are arranged in a known fixed position relative to the frame structure. The central bead is kept in a known central fixed position relative to the frame structure. These components are arranged in the frame structure, so that the beam passes through the center bead across the mold body, but does not penetrate any material except the central bead.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于粒子治疗设备的质量保证的模体和方法
本专利技术涉及粒子治疗的领域。更具体地，本专利技术涉及用于调强粒子治疗(IMPT)模式(也被称为笔形射束扫描技术)的粒子治疗设备的质量保证的模体和方法。
技术介绍
在目前的质子射束设施中，笔形射束扫描技术(PBS)涉及对靶中分离的点进行照射，每个点具有预定的位置和深度，并为每个点规定预定的剂量。在设施的每个治疗室中，经递送的射束的不同特性经受日常的检验例程。这些特性是：-射束范围-在给定靶(通常是水模体或多层电离室)中在给定射束能量下的布拉格峰的位置，-由合适的2D检测器测量的点位置和点大小，该检测器例如是电离室阵列或配备有CCD相机的闪烁体屏，-由绝对电离室测量的沉积剂量，用于检查照射安装的输出因子。这些特性中的每一个通常由单独的测量装置在多个不同的射束能量水平处测量。完整的检验涉及许多手动操作，包括进入治疗室以适配模体或测量装置。因此，完成检验例程所需的时间为30分钟至60分钟的量级。在每天可以执行的治疗次数方面，这种长的检验时间降低了治疗设施的效率。文件EP2422847涉及一种剂量测定装置，该剂量测定装置用于在标准和适形辐射(即，高能量X射线而非粒子)治疗中、并且尤其在IMRT(调强放射治疗)中检验辐射射束。该装置包括有源区域和堆积板，该有源区域包括辐射检测器的线，该堆积板配备有不同厚度的降解器。这种装置被设计成具有旨在检验通常在放射治疗设备中使用的多叶准直器的功能的具体目的，但不用于执行粒子治疗设备的全局检验。这种装置不适合于测量粒子射束的射束范围，因为堆积板的厚度不适配于由预定能量的强子射束产生的布拉格峰的位置。文件WO2013160379披露了用于强子射束检验的设备和方法，其允许检验由粒子治疗设备发射的射束的特性(包括范围、点大小、和点位置)。然而，这种设备和方法并非设计用于对包括诸如患者定位系统、RX射线成像系统等部件的粒子治疗设备进行全局检验。没有提供允许确定粒子射束与一个或多个X射线源、或患者定位系统的正确对准的器件。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用于在调强粒子治疗(IMPT)模式中使用的粒子治疗设备的质量保证的模体和方法，其允许对粒子治疗设备进行快速可靠的检验。更准确地说，需要一种允许对由粒子治疗设备发射的粒子射束相对于各自包含X射线源和2DX射线检测器的两个或更多个X射线系统进行对准的模体。本专利技术由独立权利要求来限定。从属权利要求限定有利的实施例。根据本专利技术的第一方面，提供了一种可用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的模体，该模体包括：(a)框架结构，该框架结构具有由RX可透射材料制成的多个边缘、具有第一面和平行于所述第一面的第二面；(b)一个或多个楔块，该一个或多个楔块各自具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一楔面、以及与所述第一面相反定向且相对于所述第一面倾斜的第二楔面；(c)第一材料块，该第一材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面、以及朝向所述第二面定向并与其平行的第二块面，绝对剂量计被安排在所述第一块面处；(d)第二材料块，该第二材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面、以及朝向所述第二面定向并与其平行的第二块面；(e)多个高密度材料珠，该多个高密度材料珠位于所述第一块和/或所述第二块中；(f)被安排在所述第二面处的2D检测器。根据本专利技术，所述一个或多个楔块、所述第一材料块、所述绝对剂量计、所述第二材料块、所述多个高密度材料珠、和所述2D检测器相对于所述框架结构处于已知的固定位置。本专利技术的模体可以包括相对于该框架结构保持在已知的中央固定位置中的高密度材料中心珠，所述一个或多个楔块、所述第一材料块、和所述第二材料块被安排在所述框架结构中，使得从所述第一面并垂直于其穿过所述中心珠横穿所述模体的射束将达到所述第二面而不横穿除了所述中心珠之外的任何材料。优选地，该框架结构呈多面体的形状、更优选地是矩形立方体。多个视觉标记可以被设置在所述边缘中的一个或多个边缘的已知位置处。优选地，该一个或多个楔块包括在所述第一楔面和所述第二楔面之间距离在20mm至315mm之间并且由具有水等效辐射吸收特性的材料制成的部分。通过选择这样的距离，由所述粒子治疗设备发射并穿透所述第一楔块面的粒子射束的布拉格峰将在所述第二楔面处发生，以用于在通常用于粒子治疗的能量范围内的射束能量。优选地，这些楔块和/或该第一块和/或该第二块由具有水等效辐射吸收特性的材料制成。具有水等效辐射吸收特性的材料是其中粒子射束在其穿过材料行进的过程中损失如它在水中于相同的穿透距离处将损失的相同量的能量的材料。优选地，该2D检测器借助于多个夹子被保持在所述第二面的边缘上。优选地，该多个高密度材料珠是直径在1mm至3mm之间的金属球体。根据本专利技术的第二方面，提供了一种可用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的方法，所述设备包括具有参考位置的患者定位器以及两个或更多个X射线系统，所述两个或更多个X射线系统各自包括X射线源和2DX射线检测器，该方法包括以下步骤：a)提供根据本专利技术的模体；b)将所述模体定位在所述患者定位器上；c)将所述患者定位器定位在所述参考位置处；d)用指向所述模体的所述已知的中央固定位置的笔形射束照射所述模体、并且在所述2D检测器上获取所述笔形射束的图像；e)从所述图像计算在该中心珠与所述笔形射束之间的距离。优选地，该方法还可以包括在步骤b)与步骤c)之间的以下步骤f)将所述患者定位器定位在距所述参考位置的已知偏移向量处；g)在所述2DX射线检测器上获取所述模体的一个或多个X射线图像；h)从所述2DX射线检测器上的所述高密度材料珠的图像计算用于将所述患者定位器移动到所述参考位置的校正向量；i)检验所述偏移向量和所述校正向量的所述和小于阈值；更优选地，该方法还可以包括在步骤c)之后的以下步骤j)对各自具有相同能量的多个笔形射束照射所述模体(10)、并且获取在所述2D检测器(180)上的所述笔形射束的图像；k)从所述图像计算射束范围、点大小、点位置；l)从所述绝对辐射检测器(130)获取辐射剂量；m)检验所述射束范围、所述点大小、所述点位置、和所述辐射剂量在预期的射束范围、点大小、点位置、和辐射剂量的范围内。替代性地，提供了一种用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的方法，所述设备包括具有参考位置的患者定位器以及两个或更多个X射线系统，该两个或更多个X射线系统各自包括X射线源和2DX射线检测器，该方法包括以下步骤：n)提供根据本专利技术的模体；o)将所述模体定位在所述患者定位器上；p)将所述患者定位器定位在距所述参考位置的已知偏移向量处；q)在所述2DX射线检测器上获取所述模体的一个或多个X射线图像；r)从所述2DX射线检测器上的所述基准的图像计算用于将所述患者定位器移动到所述参考位置的校正向量；s)检验所述偏移向量和所述校正向量的所述和小于阈值；t)将所述患者定位器定位在所述参考位置处；u)对各自具有相同能量的多个笔形射束照射所述模体、并且获取在所述2D检测器上的所述笔形射束的图像；v)从所述图像计算射束范围、点大小、点位置；w)从所述绝对辐射检测器获取辐射剂量；x)检验所述射束范围、所述点大小、所述点位本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的模体(10)，该模体包括：a)框架结构(30)，该框架结构具有由RX可透射材料制成的多个边缘(40)、具有第一面(50)和平行于所述第一面的第二面(60)；b)一个或多个楔块(70)，该一个或多个楔块各自具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一楔面(80)、以及与所述第一面相反定向且相对于所述第一面(50)倾斜的第二楔面(90)；c)第一材料块(100)，该第一材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面(110)、以及朝向所述第二面(60)定向并与其平行的第二块面(120)，绝对剂量计(130)被安排在所述第一块面(110)处；d)第二材料块(140)，该第二材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面(150)、以及朝向所述第二面(60)定向并与其平行的第二块面(160)；e)多个高密度材料珠(170)，该多个高密度材料珠位于所述第一块(110)和/或所述第二块(140)中；f)被安排在所述第二面处的2D检测器(180)；所述一个或多个楔块(70)、所述第一材料块、所述绝对剂量计、所述第二材料块、所述多个高密度材料珠(170)、和所述2D检测器(180)相对于所述框架结构(30)处于已知的固定位置，其特征在于高密度材料中心珠(175)被保持在相对于所述框架结构(30)的已知的中心固定位置中，所述一个或多个楔块(70)、所述第一材料块(100)、和所述第二材料块(140)被安排在所述框架结构(30)中，使得从所述第一面(50)并垂直于其穿过所述中心珠(175)横穿所述模体(10)的射束将达到所述第二面(60)而不横穿除了所述中心珠(175)之外的任何材料。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 EP 15165139.51.一种可用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的模体(10)，该模体包括：a)框架结构(30)，该框架结构具有由RX可透射材料制成的多个边缘(40)、具有第一面(50)和平行于所述第一面的第二面(60)；b)一个或多个楔块(70)，该一个或多个楔块各自具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一楔面(80)、以及与所述第一面相反定向且相对于所述第一面(50)倾斜的第二楔面(90)；c)第一材料块(100)，该第一材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面(110)、以及朝向所述第二面(60)定向并与其平行的第二块面(120)，绝对剂量计(130)被安排在所述第一块面(110)处；d)第二材料块(140)，该第二材料块具有朝向所述第一面定向并与其平行的第一块面(150)、以及朝向所述第二面(60)定向并与其平行的第二块面(160)；e)多个高密度材料珠(170)，该多个高密度材料珠位于所述第一块(110)和/或所述第二块(140)中；f)被安排在所述第二面处的2D检测器(180)；所述一个或多个楔块(70)、所述第一材料块、所述绝对剂量计、所述第二材料块、所述多个高密度材料珠(170)、和所述2D检测器(180)相对于所述框架结构(30)处于已知的固定位置，其特征在于高密度材料中心珠(175)被保持在相对于所述框架结构(30)的已知的中心固定位置中，所述一个或多个楔块(70)、所述第一材料块(100)、和所述第二材料块(140)被安排在所述框架结构(30)中，使得从所述第一面(50)并垂直于其穿过所述中心珠(175)横穿所述模体(10)的射束将达到所述第二面(60)而不横穿除了所述中心珠(175)之外的任何材料。2.根据权利要求1所述的模体(10)，其特征在于，所述框架结构(30)呈多面体的形状。3.根据权利要求2所述的模体(10)，其特征在于，所述多面体是矩形长方体。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模体(10)，其特征在于，多个视觉标记(200)被设置在所述边缘(40)中的一个或多个边缘的已知位置处。5.根据权利要求1至4中任一项所述的模体(10)，其特征在于，所述一个或多个楔块(70)包括在所述第一楔面(80)和所述第二楔面(90)之间距离在20mm至315mm之间并且由具有水等效辐射吸收特性的材料制成的部分(210)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的模体(10)，其特征在于，所述一个或多个楔块(70)和/或所述第一块(100)和/或所述第二块(140)由具有水等效辐射吸收特性的材料制成。7.根据权利要求1至6中任一项所述的模体(10)，其特征在于，所述2D检测器(180)借助于多个夹子(220)被保持在所述第二面(60)的边缘(40)上。8.根据权利要求1至7中任一项所述的模体(10)，其特征在于，所述多个高密度材料珠(170，175)是直径在1mm至3mm之间的金属球体。9.一种可用于调强粒子治疗(IMPT)模式的粒子治疗设备的质量保证的方法，所述设备包括具有参考位置的患者...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·马赛利斯，伊夫·克拉勒布特，蒂埃里·默滕斯，弗雷德里克·德西，
申请(专利权)人：离子束应用股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE