束流配送方法、装置、电子设备及介质制造方法及图纸

本公开提供一种束流配送方法、装置、电子设备及介质，方法包括：将靶区截面形状划分成若干个等间距的扫描点，基于逐点主动位置配送方式，对扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；通过束流调制模块调整均匀射野的深度、布拉格峰展宽和边缘半影，将调整后的均匀分布的束流配送至靶区。该方法减少了束流的浪费，增加束流利用率，缩短治疗时间，减少次级辐射和感生放射性的产生，并且，有效地减少器官运动造成的位置、剂量偏差。剂量偏差。剂量偏差。

【技术实现步骤摘要】
束流配送方法、装置、电子设备及介质


[0001]本公开涉及粒子治疗、质子重离子放射治疗
，尤其涉及一种束流配送方法、装置、电子设备及介质。

技术介绍

[0002]离子束在穿透生物时的深度剂量分布非常适合于治疗肿瘤。离子束穿越物质时其动能主要损失在射程的末端，会呈现急剧增强的布拉格峰(Bragg峰)，即离子与物质相互作用时能量主要损失在射程末端毫米量级的范围内，且离子束的Bragg峰位置高精度可控。利用这些特点，可最大程度地将能量沉积于肿瘤靶区，使得对肿瘤的局部控制率增强，同时使正常组织的并发症发生风险降低。因此，对于邻近危及器官的肿瘤，质子/重离子治疗比传统光子放射治疗更有优势。离子束放疗具有独特的深度剂量分布、较高的相对生物学效应等常规放疗方法难以比拟的优势，因此被称为“21世纪最理想的医用放射治疗射线”。
[0003]目前，运用于离子治疗的束流配送方法有两种类型。包括主动配送和被动配送。在实现本专利技术构思的过程中，申请人发现现有束流配送方法至少存在以下缺陷：被动式束流配送系统通过扫描磁铁将束斑扫描成固定大小的方形均匀射野，治疗时束流配送系统会选择大于靶区截面的方形野，而靶区的截面形状绝大部分不是方形野，甚至实际的靶区截面面积远远小于所选的固定方形野，多余面积内的剂量由MLC阻挡，导致靶区截面面积之外的束流浪费，这部分浪费的束流即增加了治疗时间，又产生了更多的次级辐射和感生放射性。主动式束流配送系统是将特定剂量，逐点、逐层配送，频繁地换点、换能增加治疗时间，对质子治疗还会大幅度降低质子通量，从而降低了治疗效率。此外，主动式束流配送方式，在每一点的剂量配送是一次性的，对于运动幅度大的器官，有很大的概率会造成配送位置与肿瘤靶区位置不匹配，或者对危及器官造成误照射，增加治疗风险。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本公开提供一种束流配送方法、装置、电子设备及介质，用于至少部分解决上述技术问题。
[0005]基于此，本公开第一方面提供一种束流配送方法，包括：将靶区截面形状划分成若干个等间距的扫描点，基于逐点主动位置配送方式，对扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；通过束流调制模块调整均匀射野的深度、深度方向的布拉格峰展宽和均匀射野的边缘半影，将调整后均匀分布的束流配送至靶区。
[0006]根据本公开的实施例，利用正交的扫描磁铁，基于逐点主动位置配送方式，对等间距的扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野。
[0007]根据本公开的实施例，束流调制模块包括依次排布的脊形过滤器、降能片、多叶光栅和补偿器；通过降能片和补偿器共同调整均匀射野的深度；通过脊形过滤器调整均匀射野深度方向的布拉格峰展宽；通过多叶光栅调整均匀射野的形状及均匀射野的半影。
[0008]根据本公开的实施例，多叶光栅构型于均匀射野的边缘。
[0009]根据本公开的实施例，平面分布的均匀射野的面积略大于靶区截面的面积。
[0010]根据本公开的实施例，方法还包括：将扫描点所需剂量划分为多次对靶区重复照射。
[0011]根据本公开的实施例，可以使用束斑尺寸大较大的束流照射靶区。
[0012]本公开第二方面提供一种束流配送装置，包括：扫描模块，用于基于逐点主动位置配送方式，对靶区截面上等间距的扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；束流调制模块，用于调整均匀射野的深度、深度方向的布拉格峰展宽和均匀射野的边缘半影，将调整后均匀分布的束流配送至靶区。
[0013]本公开第三方面提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，其中，当一个或多个程序被一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器实现上述方法。
[0014]本公开第四方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时使处理器实现上述方法。
[0015]根据本公开实施例提供的束流配送方法、装置、电子设备及介质，至少包括以下有益效果：
[0016]采用主动与被动结合的束流配送方式，将靶区沿束流入射方向划分成若干个等能量断层，可以基于逐点主动位置配送方式，对同一等能量断层的扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，使得大小及形状可以比较灵活的按照靶区横向截面形状进行调整，减少了束流的浪费，增加束流利用率，缩短治疗时间，减少次级辐射和感生放射性的产生。在此基础上，再通过束流调制模块调整均匀射野的深度、深度方向的布拉格峰展宽和射野的边缘半影，使得束流完全落在照射区域，既能达到治疗肿瘤的作用，又能有效保护正常组织。
[0017]进一步地，基于逐点主动位置配送方式，对束斑大小的要求较小，可以选择束斑较大的束流，从而使配送过程中扫描磁铁换点次数减少，且在各点配送剂量完全一致，驻留时间相对一致，增加了束流配送的稳定性。通过多叶光栅进一步调整主动逐点配送产生的均匀射野的形状，能够提高适形度，减小均匀射野的半影，使射野边缘更锐利。
[0018]更进一步地，将扫描点所需粒子剂量划分为多次对所述靶区重复照射，可有效地减少器官运动造成的位置、剂量偏差。
[0019]此外，相对于单一主动式束流配送模式，主动和被动集合配送模式对主动式扫描磁铁电源的响应速度要求低于调制扫描，易于实现。
附图说明
[0020]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0021]图1示意性示出了本公开实施例提供的束流配送方法流程图。
[0022]图2示意性示出了本公开实施例提供的主动位置配送图。
[0023]图3示意性示出了本公开实施例提供的适形于靶区的空间剂量分布图。
[0024]图4A示意性示出了本公开实施例提供的二维适形照射方式的过程图。
[0025]图4B示意性示出了本公开实施例提供的三维分层适形照射方式的过程图。
[0026]图5A示意性示出了传统束流配送方法的不同靶形区域对应的射野形状图。
[0027]图5B示意性示出了本公开实施例提供的不同靶形区域对应的射野形状图。
[0028]图6A示意性示出了本公开实施例提供的束流配送方法方形射野扫描路径图。
[0029]图6B示意性示出了本公开实施例提供的束流配送方法的不规则射野扫描路径图。
[0030]图7示意性示出了本公开实施例提供的束流配送装置的模块图。
[0031]图8示意性示出了本公开实施例提供的束流配送装置的结构图。
[0032]图9示意性示出了根据本公开实施例的适于实现上文描述的方法的电子设备的框图。
具体实施方式
[0033]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种束流配送方法，其特征在于，包括：将靶区截面形状划分成若干个等间距的扫描点，基于逐点主动位置配送方式，对扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野，其中，平面分布的均匀射野的形状与靶区的形状一致，且覆盖整个靶区；通过束流调制模块调整均匀射野的深度、深度方向的布拉格峰展宽和均匀射野的边缘半影，将调整后均匀分布的束流配送至靶区。2.根据权利要求1所述的束流配送方法，其特征在于，利用正交的扫描磁铁，基于逐点主动位置配送方式，对等间距的扫描点配送相同剂量的粒子，形成垂直于束流方向平面分布的均匀射野。3.根据权利要求1所述的束流配送方法，其特征在于，所述束流调制模块包括依次排布的脊形过滤器、降能片、多叶光栅和补偿器；通过所述降能片和所述补偿器共同调整所述均匀射野的深度；通过所述脊形过滤器调整所述均匀射野深度方向的布拉格峰展宽；通过多叶光栅调整所述均匀射野的形状及边缘半影。4.根据权利要求3所述的束流配送方法，其特征在于，所述多叶光栅构型于所述均匀射野的边缘。5.根据权利要求3所述的束流配送方法，其特征在于，所述平...

【专利技术属性】
技术研发人员：石健，周利荣，朱骥，单国平，王凯，刘志强，王建力，王彬冰，刘吉平，杜锋磊，徐翀，
申请(专利权)人：浙江省肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：