【技术实现步骤摘要】
本申请涉及辐射治疗，特别是涉及一种中子捕获治疗系统及剂量评估方法。
技术介绍
1、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的治疗成效往往不佳。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(boronneutron 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。
2、在进行放射治疗时，如硼中子捕获治疗，需要将标记的硼药注入被照射体内，药物会选择性地累积于肿瘤细胞、肿瘤周围组织器官或其他正常组织器官内。化合物生物效应(compound biological effectiveness,cbe)能够有效评估在照射下硼药对特定组织的生物反应，在中子照射下，吸收了硼药的各组织器官达到相同生物效应的物理剂量不同，相应的治疗照射剂量也不同。为了能够对肿瘤靶区实施准确的、高度适形的剂量分布，必须制
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种中子捕获治疗系统及剂量评估方法，以准确、快速地获得治疗计划。
2、一方面，提供一种中子捕获治疗系统，包括
3、中子照射装置，用于产生中子束并照射被照射体；
4、治疗计划系统，用于基于所述被照射体的感兴趣区域至少确定高浓度药物吸收区域和低浓度药物吸收区域，并对所述高浓度药物区域和所述低浓度药物区域进行药物浓度赋值和剂量评估，生成治疗计划；
5、控制模块，用于控制所述中子照射装置执行所述治疗计划。
6、在其中一个实施例中，所述治疗计划系统包括：
7、建模模块，用于基于所述被照射体的医学影像数据建立三维体素组织模型；
8、处理模块，用于基于所述三维体素组织模型定义感兴趣区域，基于所述感兴趣区域至少确定高浓度药物吸收区域和低浓度药物吸收区域，并将所述高浓度药物吸收区域和所述低浓度药物吸收区域进行分组，其中，所述高浓度药物吸收区域至少分为一组，所述低浓度药物吸收区域至少分为两组，每组进行药物浓度赋值；
9、剂量评估模块，基于所述药物浓度和所述中子束的照射参数进行剂量评估；
10、治疗计划生成模块，基于所述剂量评估的结果生成治疗计划。
11、在其中一个实施例中，所述治疗计划系统，还用于定义tbr为所述感兴趣区域的药物浓度与血液中药物浓度的比值，定义tnr为所述感兴趣区域的药物浓度与正常组织中药物浓度的比值；
12、所述处理模块，用于确定所述感兴趣区域的tbr大于或等于第一指定值的区域或tnr大于或等于第二指定值的区域为所述高浓度药物吸收区域，并确定所述感兴趣区域的tbr小于所述第一指定值的区域或tnr小于所述第二指定值的区域为所述低浓度药物吸收区域。
13、在其中一个实施例中，所述药物为硼药，当正常组织摄取硼药浓度低于血液硼浓度，即对于同一感兴趣区域的tnr大于tbr，所述第一指定值大于或等于1.2，所述第二指定值大于或等于1.5。
14、在其中一个实施例中，所述药物为bpa，人体对于bpa的摄取情况为正常组织摄取硼浓度与血液硼浓度相近，即对于同一感兴趣区域的tnr等于tbr，所述第一指定值等于2.5，所述第二指定值等于2.5。
15、在其中一个实施例中，所述药物为放射线核素标记的18f-bpa。
16、在其中一个实施例中，所述处理模块，用于将所述感兴趣区域分为三组，其中，将所述高浓度药物吸收区域分为一组，为第一区；将所述低浓度药物吸收区域分为两组，分别是第二区和第三区，其中，所述低浓度药物吸收区域的tbr大于或等于第三指定值或tnr大于或等于第四指定值的区域为第二区，所述低浓度药物吸收区域的tbr小于第三指定值或tnr小于第四指定值的区域为第三区，所述第三指定值大于1.5且小于等于2.0，所述第四指定值等于所述第三指定值。
17、在其中一个实施例中，所述第三指定值等于所述第四指定值，等于2.0。
18、在其中一个实施例中，所述药物为放射性核素标记药物，所述治疗计划系统，还用于将所述药物浓度转化为基于医学影像数据获取的标记物放射性活度、标记物放射性强度、单位时间内衰变的原子数、互毁光子的有效计数以及标准摄取值中的一个数值进行定量或半定量分析。
19、在其中一个实施例中，所述药物为放射性核素标记的硼药，所述治疗计划系统，用于将所述药物浓度转化为标准摄取值suv进行定量分析，
20、
21、其中，nb10(v)表示第v个区域的10b原子的数量，ξ为常数转换因子，为感兴趣区域中第v个区域的suv平均值。
22、一方面，提供一种中子捕获治疗系统的剂量评估方法，所述方法包括：
23、基于被照射体的医学影像数据建立三维体素组织模型；
24、基于所述三维体素组织模型定义感兴趣区域；
25、基于所述感兴趣区域至少确定高浓度药物吸收区域和低浓度药物吸收区域，将所述高浓度药物吸收区域和所述低浓度药物吸收区域进行分组，其中，所述高浓度药物吸收区域至少分为一组，所述低浓度药物吸收区域至少分为两组，每组进行药物浓度赋值；
26、基于所述药物浓度和中子束的照射参数进行剂量评估。
27、在其中一个实施例中，所述基于所述感兴趣区域至少确定高浓度药物吸收区域和低浓度药物吸收区域的步骤包括：定义tbr为所述感兴趣区域的药物浓度与血液中药物浓度的比值，定义tnr为所述感兴趣区域的药物浓度与正常组织中药物浓度的比值；确定所述感兴趣区域的tbr大于或等于第一指定值的区域或tnr大于或等于第二指定值的区域为所述高浓度药物吸收区域，确定所述感兴趣区域的tbr小于第一指定值的区域或tnr小于第二指定值的区域为所述低浓度药物吸收区域。
【技术保护点】
1.一种中子捕获治疗系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述治疗计划系统包括：
3.根据权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述治疗计划系统，还用于定义TBR为所述感兴趣区域的药物浓度与血液中药物浓度的比值，定义TNR为所述感兴趣区域的药物浓度与正常组织中药物浓度的比值；
4.根据权利要求3所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为硼药，所述第一指定值大于或等于1.2，所述第二指定值大于或等于1.5。
5.根据权利要求4所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为BPA，所述第一指定值等于2.5，所述第二指定值等于2.5。
6.根据权利要求5所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述处理模块，用于将所述感兴趣区域分为三组，其中，将所述高浓度药物吸收区域分为一组，为第一区；将所述低浓度药物吸收区域分为两组，分别是第二区和第三区，其中，所述低浓度药物吸收区域的TBR大于或等于第三指定值或TNR大于或等于第四指定值的区域为第二区，所述低浓度药物吸收区域的TBR小于第三指定
7.根据权利要求6所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述第四指定值等于所述第三指定值，等于2.0。
8.根据权利要求3所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为放射性核素标记药物，所述治疗计划系统，还用于将所述药物浓度转化为基于医学影像数据获取的标记物放射性活度、标记物放射性强度、单位时间内衰变的原子数、互毁光子的有效计数以及标准摄取值中的一个数值进行定量或半定量分析。
9.根据权利要求8所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为放射性核素标记的硼药，所述治疗计划系统，用于将所述药物浓度转化为标准摄取值SUV进行定量分析，
10.一种中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，所述基于所述感兴趣区域至少确定高浓度药物吸收区域和低浓度药物吸收区域的步骤包括：定义TBR为所述感兴趣区域的药物浓度与血液中药物浓度的比值，定义TNR为所述感兴趣区域的药物浓度与正常组织中药物浓度的比值；确定所述感兴趣区域的TBR大于或等于第一指定值的区域或TNR大于或等于第二指定值的区域为所述高浓度药物吸收区域，确定所述感兴趣区域的TBR小于第一指定值的区域或TNR小于第二指定值的区域为所述低浓度药物吸收区域。
12.根据权利要求11所述的中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，所述药物为硼药，所述第一指定值大于或等于1.2，所述第二指定值大于或等于1.5。
13.根据权利要求12所述的中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，所述药物为BPA，所述第一指定值与第二指定值相等，为2.5。
14.根据权利要求13所述的中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，将感兴趣区域分成三组，其中，将所述高浓度药物吸收区域分为一组，为第一区；将所述低浓度药物吸收区域分为两组，分别是第二区和第三区，所述低浓度药物吸收区域的TBR大于或等于第三指定值或TNR大于或等于第四指定值的区域为第二区，所述低浓度药物吸收区域的TBR小于第三指定值或TNR小于第四指定值的区域为第三区，所述第三指定值与第四指定值相等，所述第三指定值大于1.5且小于等于2.0。
15.根据权利要求11所述的中子捕获治疗系统的剂量评估方法，其特征在于，所述药物为放射性核素标记的硼药，将所述药物浓度转化为标准摄取值SUV进行定量分析，
...【技术特征摘要】
1.一种中子捕获治疗系统，其特征在于，包括
2.根据权利要求1所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述治疗计划系统包括：
3.根据权利要求2所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述治疗计划系统，还用于定义tbr为所述感兴趣区域的药物浓度与血液中药物浓度的比值，定义tnr为所述感兴趣区域的药物浓度与正常组织中药物浓度的比值；
4.根据权利要求3所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为硼药，所述第一指定值大于或等于1.2，所述第二指定值大于或等于1.5。
5.根据权利要求4所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为bpa，所述第一指定值等于2.5，所述第二指定值等于2.5。
6.根据权利要求5所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述处理模块，用于将所述感兴趣区域分为三组，其中，将所述高浓度药物吸收区域分为一组，为第一区；将所述低浓度药物吸收区域分为两组，分别是第二区和第三区，其中，所述低浓度药物吸收区域的tbr大于或等于第三指定值或tnr大于或等于第四指定值的区域为第二区，所述低浓度药物吸收区域的tbr小于第三指定值或tnr小于第四指定值的区域为第三区，所述第三指定值大于1.5且小于等于2.0，所述第四指定值与第三指定值相等。
7.根据权利要求6所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述第四指定值等于所述第三指定值，等于2.0。
8.根据权利要求3所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为放射性核素标记药物，所述治疗计划系统，还用于将所述药物浓度转化为基于医学影像数据获取的标记物放射性活度、标记物放射性强度、单位时间内衰变的原子数、互毁光子的有效计数以及标准摄取值中的一个数值进行定量或半定量分析。
9.根据权利要求8所述的中子捕获治疗系统，其特征在于，所述药物为放射性核素标记的...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓逸樵，陈江，
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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