基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备及照射参数获取方法技术

一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备及照射参数获取方法，其中适形放疗设备设置有成像单元——获取目标对象所在区域的目标区域图像；放射单元——根据目标对象的轮廓在可寻址平板X射线源的阴极和阳极的对应区域施加电压，实现根据目标对象寻址出束；计划单元——根据目标区域图像分割目标对象，根据目标对象及目标剂量得到照射参数，使放射单元根据照射参数对目标区域中的目标对象进行X射线放射。与现有技术相比，其利用可寻址平板X射线源透明可视和射束强度可调的特性，保证目标对象接受精确照射，减少其他区域不必要的辐射，以及能快速计算和评估目标对象的剂量分布，优化可寻址平板X射线源工作参数，以满足照射剂量适形、调强的要求。调强的要求。调强的要求。

【技术实现步骤摘要】
基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备及照射参数获取方法


[0001]本专利技术涉及适形放疗设备
，特别涉及一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备及照射参数获取方法。

技术介绍

[0002]术中放疗(Intraoperative radiotherapy，IORT)设备可在操作者直视下用射线对瘤床及可能残留的肿瘤组织进行单次大剂量照射，为肿瘤的治疗提供了有效的设备保障。
[0003]现有的高能电子线(4
‑
12MeV)和低能X射线(40
‑
50kV)IORT设备，都是采用特定限光筒或施照器将高能电子线或低能X射线直接输运到目标区域，对辐射野内组织实施无差别等量照射，容易造成靶区周围受到过量照射。此外，IORT由于缺少术中图像，无法界定靶区照射范围，同时无法评估靶区三维剂量分布，放射参数选取很大程度依赖于操作者经验，造成剂量分布无法与靶区适形，可能导致靶区的剂量不足或者重要器官剂量过量，无法保证放射的治疗效果。
[0004]基于上述问题，马攀等提出了超声图像引导术中电子线治疗方法，研制了模拟定位限光筒和多机械臂式术中放疗装置，利用机械臂带动成像装置对受试者拟放疗部位进行三维成像，确定靶区域周围正常组织和重要器官关系，实施图像引导术中电子线放疗(MaP,Li M,Chen X,et al.Ultrasound
‑
guided intraoperativeelectron beam radiation therapy:A phantom study[J].Physica Medica,2020,78:1
‑
7.)。Manlio F.Valdivieso
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Casique等开发适用于术中低能X射线设备INTRABEAM放疗计划系统RADIANCE，能够加载使用者术前和术中CT图像，模拟手术切除和施照器放置情况，实现术中电子线或者低能X射线剂量验证和计划评估(Valdivieso
‑
Casique M F,Rodr
í
guez R,Rodr
í
guez
‑
Besc
ó
s S,et al.RADIANCE—A planning software for intra
‑
operative radiation therapy[J].Transl Cancer Res,2015,4(2):196
‑
209.)。
[0005]上述研究实现了包括术中图像引导和三维剂量计算的计划系统设计，但目前使用的固定尺寸的限光筒和施照器仍无法与靶区适形，不能对靶区进行精确照射。当前电子线术中放疗设备常借助外置硬件如挡铅块或三维补偿块来保护重要器官，但外置硬件的使用增大了放疗难度和感染风险，也不能保证精确的剂量适形。低能X射线术中放疗设备针对不同目标区域类型设计了不同类型施照器，例如INTRABEAM球型、表面型、平面型、针型施照器，但都只能产生特定形状的剂量分布来照射目标区域，无法产生任意形状的照射野来实现剂量适形。
[0006]因此，针对现有技术不足，提供一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备及照射参数获取方法以解决现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备。该基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备具有对目标对象的辐射强度可调以及剂量适形照射的优点。
[0008]本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0009]提供一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备，设置有：
[0010]成像单元——获取目标对象所在区域的目标区域图像；
[0011]放射单元——根据目标对象在可寻址平板X射线源的阴极和阳极的对应区域施加电压，实现根据目标对象寻址出束；
[0012]计划单元——根据所述目标区域图像分割目标对象，根据所述目标对象及目标剂量得到照射参数，使所述放射单元根据照射参数对所述目标区域中的目标对象进行X射线放射。
[0013]优选的，上述计划单元设置有：
[0014]图像处理模块——通过图像处理算法在所述目标区域图像中分割目标对象；
[0015]照射参数设计模块——根据预先设置的目标剂量，以及所述目标对象，确定所述可寻址平板X射线源的寻址出束区域及工作参数；
[0016]剂量计算模块——根据寻址出束区域在所述工作参数下计算所述目标对象的三维剂量分布；
[0017]优化模块——对所述工作参数进行优化，最终得到照射参数。
[0018]优选的，上述放射单元还设置有用于固定所述成像单元的固定平台和运动组件，所述可寻址平板X射线源装配于所述固定平台，所述运动组件用于带动所述可寻址平板X射线源和所述固定平台整体移动。
[0019]优选的，上述成像单元为工业相机或者CT设备。
[0020]优选的，上述可寻址平板X射线源的阴极通过场致电子发射方式产生电子，并撞击透射至阳极靶产生X射线，所述阴极由冷阴极材料构成，所述阳极由透明透射式阳极靶材料构成。
[0021]在所述可寻址平板X射线源的正投影方向，所述阴极与所述阳极形成多个相互独立的重叠单元，将所述重叠单元定义为出束单元；且所述目标对象与所述放射单元在正投影方向下存在重叠区域，位于所述重叠区域范围内多个出束单元定义为工作出束单元，通过控制工作出束单元进行出束实现寻址出束。
[0022]本专利技术的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种照射参数获取方法。该照射参数获取方法能够得到对目标对象的辐射强度可调以及剂量适形照射的照射参数。
[0023]本专利技术的上述目的通过以下技术措施实现：
[0024]提供一种基于上述适形放疗设备的照射参数获取方法。
[0025]本专利技术照射参数获取方法，其特征在于：通过如下步骤进行：
[0026]S1、对所述放射单元进行摆位校准；
[0027]S2、通过所述成像单元采集目标区域，得到目标区域图像，并将所述目标区域图像输送至所述计划单元：
[0028]S3、所述计划单元在所述目标区域图像中分割目标对象，识别出所述目标对象与
所述放射单元之间的重叠区域，并且将位于所述重叠区域范围内多个出束单元定义为工作出束单元，且各个所述工作出束单元的中心点作为剂量特征点；所述出束单元为在所述可寻址平板X射线源的正投影方向，所述阴极与所述阳极形成多个相互独立的重叠单元，将所述重叠单元定义为出束单元；
[0029]S4、设定S3得到的各个所述剂量特征点对应的目标剂量，根据所述目标剂量计算得到所述工作出束单元的工作参数，所述工作参数为工作电压和照射时间；
[0030]S5、根据S4得到的所述工作参数及剂量计算算法，计算所述目标对象的三维剂量分布，提取各个所述剂量特征点的剂量值；
[0031]S6、判断S5得到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备，其特征在于，设置有：成像单元——获取目标对象所在区域的目标区域图像；放射单元——根据目标对象在可寻址平板X射线源的阴极和阳极的对应区域施加电压，实现根据目标对象寻址出束；计划单元——根据所述目标区域图像分割目标对象，根据所述目标对象及目标剂量得到照射参数，使所述放射单元根据照射参数对所述目标区域中的目标对象进行X射线照射。2.根据权利要求1所述的基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备，其特征在于，所述计划单元设置有：图像处理模块——通过图像处理算法在所述目标区域图像中分割目标对象；照射参数设计模块——根据预先设置的目标剂量，以及所述目标对象，确定所述可寻址平板X射线源的寻址出束区域及工作参数；剂量计算模块——根据寻址出束区域在所述工作参数下计算所述目标对象的三维剂量分布；优化模块——对所述工作参数进行优化，最终得到照射参数。3.根据权利要求2所述的基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备，其特征在于：所述放射单元还设置有用于固定所述成像单元的固定平台和运动组件，所述可寻址平板X射线源装配于所述固定平台，所述运动组件用于带动所述可寻址平板X射线源和所述固定平台整体移动。4.根据权利要求3所述的基于可寻址平板X射线源的适形放疗设备，其特征在于：所述成像单元为工业相机或者CT设备；所述可寻址平板X射线源的阴极通过场致电子发射方式产生电子，并撞击透射至阳极靶产生X射线，所述阴极由冷阴极材料构成，所述阳极由透明透射式阳极靶材料构成；在所述可寻址平板X射线源的正投影方向，所述阴极与所述阳极形成多个相互独立的重叠单元，将所述重叠单元定义为出束单元；且所述目标对象与所述放射单元在正投影方向下存在重叠区域，位于所述重叠区域范围内多个出束单元定义为工作出束单元，通过控制所述工作出束单元进行出束实现寻址出束。5.一种基于权利要求2至4任一所述的适形放疗设备的照射参数获取方法。6.根据权利要求5所述的照射参数获取方法，其特征在于：通过如下步骤进行：S1、对所述放射单元进行摆位校准；S2、通过所述成像单元采集目标区域，得到目标区域图像，并将所述目标区域图像输送至所述计划单元：S3、所述计划单元在所述目标区域图像中分割目标对象，识别出所述目标对象与所述放射单元之间的重叠区域，并且将位于所述重叠区域范围内多个出束单元定义为工作出束单元，且各个所述工作出束单元的中心点作为剂量特征点；在所述可寻址平板X射线源的正投影方向，所述阴极与所述阳极形成多个相互独立的重叠单元，将所述重叠单元定义为出束单元；S4、设定S3得到的各个所述剂量特征点对应的目标剂量，根据所述目标剂量计算得到所述工作出束单元的工作参数，所述工作参数为工作电压和照射时间；S5、根据S4得到的所述工作参数及剂量计算算法，计算所述目标对象的三维剂量分布，
提取各个所述剂量特征点的剂量值；S6、判断S5得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：周凌宏，康静，徐圆，陈军，亓孟科，武王将，贺婷，潘增祥，周怡雯，宋婷，
申请(专利权)人：南方医科大学，
类型：发明
国别省市：