一种中子束的照射参数选取装置及其使用方法，所述照射参数包括照射点和照射角度，所述照射参数选取装置包括：取样部，选取多组照射点和照射角度；计算部，计算出每组照射点和照射角度对应的评价值；择优部，根据计算部计算出的评价值，在所有取样的照射点和照射角度中选取一组最佳的可实施的照射点和照射角度。中选取一组最佳的可实施的照射点和照射角度。中选取一组最佳的可实施的照射点和照射角度。
【技术实现步骤摘要】
照射参数选取装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及一种参数选取装置及其使用方法，尤其涉及一种照射参数选取装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]随着原子科学的发展，例如钴六十、直线加速器、电子射束等放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制，在杀死肿瘤细胞的同时，也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害；另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同，传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如：多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
[0003]为了减少肿瘤周边正常组织的辐射伤害，化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中；而针对高抗辐射性的肿瘤细胞，目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源，如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。其中，中子捕获治疗便是结合上述两种概念，如硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)，借由含硼药物在肿瘤细胞的特异性集聚，配合精准的射束调控，提供比传统放射线更好的癌症治疗选择。
[0004]硼中子捕获治疗是利用含硼(
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B)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由10B(n,α)7Li中子捕获及核分裂反应产生4He和7Li两个重荷电粒子，两粒子的总射程约相当于一个细胞大小，因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级，当含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中，搭配适当的中子射源，便能在不对正常组织造成太大伤害的前提下，达到局部杀死肿瘤细胞的目的。
[0005]现有中子捕获治疗计划系统中，其照射几何角度皆为人工根据经验判断及定义。由于人体结构相当复杂，各种组织或器官对辐射的敏感度也大不相同，因此单单靠人工判断很可能忽略更好的照射角度，而导致治疗效果大打折扣。随着技术的发展，开始采用软件计算若干不同照射角度的评价值并依此选取最佳的照射点和照射角度，然而，通过软件计算结果选取的最佳照射点和照射角度属于理论上的最佳，实际操作过程中存在不可能实施的可能性，为了达到治疗效果的优化和治疗计划的可实施性，射束的照射点和照射角度的选取需要进一步优化。
[0006]因此，有必要提出一种选取最佳的可实施的照射点和照射角度的照射参数选取装置。
技术实现思路
[0007]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术人提供一种能够选取最佳的可实施的照射点和照射角度的照射参数选取装置及其使用方法。
[0008]本申请提供一种中子束的照射参数选取装置，所述照射参数包括照射点和照射角度，其特征在于：所述照射参数选取装置包括：取样部，选取多组照射点和照射角度；计算
部，计算出每组照射点和照射角度对应的评价值；及择优部，根据计算部计算出的评价值，在所有取样的照射点和照射角度中选取一组最佳的可实施的照射点和照射角度。
[0009]进一步地，所述计算部计算出中子束进入患者后入射的深度和所经过的器官的种类，然后根据中子束通过人体的径迹信息则判断肿瘤是否落于该组照射点和照射角度对应的最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据配合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性信息等数据计算该组照射点和照射角度对应的评价值。
[0010]进一步地，所述择优部在所有取样的照射点和照射角度中剔除在实际照射过程中不可实施的照射点和照射角度并选取一组最优的可实施的照射点和照射角度。
[0011]本申请还提供一种上述的照射参数选取装置的使用方法，包括以下步骤：取样部读取患者CT/MRI/PET-CT等具有明确人体解剖的影像，逐一定义各个器官、组织及肿瘤的轮廓，并给设定的材料种类及密度，在完成轮廓、材料及密度的定义后，选取中子束的照射点及照射角度；计算部计算中子束所通过的器官的径迹，即计算出中子束进入人体后所经过的器官的种类及其厚度，在取得中子束通过人体的径迹信息后，则判断肿瘤是否落于最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据结合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性等信息，计算该照射点和照射角度对应的评价值；若否，则给予最差的评价值，完成评价值的计算后，对照射点、照射角度及对应的评价值进行纪录；择优部在所有取样的照射参数中选取一组最优的可实施的照射参数。
[0012]进一步地，所述照射点与照射角度的选取，可以是顺向选取或逆向选取，顺向选取是将照射点决定于人体外的位置并可按照固定的角度或距离间隔依序取样，也可以透过随机取样的方式进行取样；逆向选取则是将照射点决定于肿瘤范围内，其照射点可以是肿瘤质心或最深处，而照射角度则可以利用随机取样或依预定的间隔角度取样的方式进行；中子束角度则可设定为照射点至肿瘤质心或肿瘤最深处的向量方向。
[0013]进一步地，所述择优部将每一组照射点和照射角度的优劣的进行排序之后，从优到劣依次验证每一组照射点和照射角度是否可实施，直到找出一组可实施的最优的照射点和照射角度。
[0014]进一步地，在进行评价值的计算之后，所述择优部先找出所有的不可实施的照射点和照射角度，然后剔除这些不可实施的照射点和照射角度，最后，在留下的照射点和照射角度中选取最优的一组。
[0015]进一步地，所述择优部在进行评价值的计算之前，预先排除不可实施的照射点和照射角度，则计算完成之后选取最优的一组。
[0016]进一步地，所述计算部将照射点、照射角度及对应的评价值的数据以3D或2D图像的形式输出。
[0017]进一步地，所述择优部择优过程可以是完全由相关设备自动进行，也可以部分穿插人工手动。
附图说明
[0018]图1是硼中子捕获反应示意图。
[0019]图2是
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B(n,α)7Li中子捕获核反应方程式。
[0020]图3是本专利技术实施例中的中子捕获治疗设备的示意图。
[0021]图4是本专利技术实施例中的控制系统的示意图。
[0022]图5是本专利技术实施例中的中子束的照射参数的评价值的计算的逻辑框图。
[0023]图6是本专利技术实施例中的中子束照射时的器官径迹示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图对本专利技术的实施例做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0025]中子捕获治疗作为一种有效的治疗癌症的手段近年来的应用逐渐增加，其中以硼中子捕获治疗最为常见，供应硼中子捕获治疗的中子可以由核反应堆或加速器供应。硼中子捕获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是利用含硼(
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B)药物对热中子具有高捕获截面的特性，借由
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B(n,α)7Li中子捕获及核分裂反应产生4He和7Li两种重荷电粒子。参照图1和图2，其分别示出了硼中子捕获反应的示意图和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种中子束的照射参数选取装置，所述照射参数包括照射点和照射角度，其特征在于：所述照射参数选取装置包括：取样部，选取多组照射点和照射角度；计算部，计算出每组照射点和照射角度对应的评价值；及择优部，根据计算部计算出的评价值，在所有取样的照射点和照射角度中选取一组最佳的可实施的照射点和照射角度。2.根据权利要求1所述的照射参数选取装置，其特征在于：所述计算部计算出中子束进入患者后入射的深度和所经过的器官的种类，然后根据中子束通过人体的径迹信息则判断肿瘤是否落于该组照射点和照射角度对应的最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据配合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性信息等数据计算该组照射点和照射角度对应的评价值。3.根据权利要求1所述的照射参数选取装置，其特征在于：所述择优部在所有取样的照射点和照射角度中剔除在实际照射过程中不可实施的照射点和照射角度并选取一组最优的可实施的照射点和照射角度。4.如权利要求1-3项中任意一项所述的照射参数选取装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：取样部读取患者CT/MRI/PET-CT等具有明确人体解剖的影像，逐一定义各个器官、组织及肿瘤的轮廓，并给设定的材料种类及密度，在完成轮廓、材料及密度的定义后，选取中子束的照射点及照射角度；计算部计算中子束所通过的器官的径迹，即计算出中子束进入人体后所经过的器官的种类及其厚度，在取得中子束通过人体的径迹信息后，则判断肿瘤是否落于最大可治疗深度范围内，若是，则以此径迹信息为依据结合用户设定的器官含硼浓度、器官辐射敏感因数及中子束特性等信息，计算该照射点和照射角度对应的评价值；若否，则给予最差的评价值，完成评价值的计算后，对照...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘渊豪，
申请(专利权)人：中硼厦门医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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