专利名称:调强放射治疗中改善射束剖面强度分布的方法图1是本发明所描述方法的原理示意图。实线是第一个射束元矩阵,虚线表示第二个射束元矩阵,这些射束元矩阵的尺寸相同为Δx×Δy,且都能覆盖整个靶区,但射束元矩阵相互之间沿多叶准直器叶片运动的方向有一位移δ=Δx/N。图2是调强逆向治疗计划中的常规方法原理示意图。在常规方法中,一个射束方向只有一个射束元矩阵。图3是本发明所描述的方法在一个实例上得到的剂量体积直方图。图4是用常规方法在同一个实例上得到的剂量体积直方图。图5是本发明所描述的方法在这个实例的一个层面上得到的等剂量分布图。黄线是66Gy等剂量线,红紫色线是60 Gy等剂量线,蓝绿色是55Gy等剂量线,蓝色是45Gy等剂量线,绿色是30Gy等剂量线,红色是15Gy等剂量线。图6是用常规方法在同一个实例的同一个层面上得到的等剂量分布图。黄线是66Gy等剂量线,红紫色线是60 Gy等剂量线,蓝绿色是55Gy等剂量线,蓝色是45Gy等剂量线,绿色是30Gy等剂量线,红色是15Gy等剂量线。图7是本发明所描述方法得到的沿某一射束方向上各射束元矩阵的强度分布图。
图8是图7中各射束元矩阵的强度分布叠加后的总强度分布图。
本发明的详细描述如图1所示,对应于每个射束,首先产生N个射束元矩阵(图例中射束元矩阵数是N=2),这些射束元矩阵的尺寸相同,且都能覆盖整个靶区,但射束元矩阵相互之间沿多叶准直器叶片运动的方向有一位移δ。在射束坐标系中,假定多叶准直器叶片运动的方向是X轴,垂直于多叶准直器叶片运动的方向是Y轴,则射束元在X方向的尺寸是Δx,在Y方向的尺寸是Δy,则δ=Δx/N。因此,在采用固定的射束元尺寸(Δx×Δy)的情况下,本发明描述的方法所产生的射束剖面上的强度分布的分辨率是δ×Δy,与采用单个射束元矩阵的所产生的射束剖面上的强度分布相比,在X方向的分辨率提高了N倍。当N取1,本发明描述的方法就退化为调强逆向治疗计划中的常规方法(如图2所示)。因此,常规方法可视为本发明的一个特例。
射束元矩阵产生后,即可用有限尺寸笔束法计算每个射束元在单位强度下的剂量分布dn(b,s,i),b表示第b个射束,s表示该射束中的第s个射束元矩阵,i表示该射束元矩阵中的第i射束元,n则表示人体中的第n个体积元。得到每个射束元在单位强度下的剂量分布后,则可采用现有的最优化技术,算出每个射束元的强度。
以上方法用一个临床例子进行了测试。这是一个头颈部实例,有三个计划靶区体积(Planning Target Volume,PTV)PTV1,PTV2和PTV3。三个靶区的处方剂量分别为66Gy,60Gy和55Gy。围绕靶区有左右腮腺,脑干和脊髓等紧要器官。脑干最大剂量不超过50Gy,左腮腺吸收剂量超过15 Gy的体积与其总体积之比不大于20%,右腮腺吸收剂量超过25 Gy的体积与其总体积之比不大于60%。
图3是本发明所描述的方法得到的剂量体积直方图。采用了七个射束,每个射束方向用四个射束元矩阵,每个射束元矩阵的射束元尺寸是1×1cm2。图4是用常规方法得到的剂量体积直方图,采用了相同的七个射束,射束元尺寸也是1×1cm2。两种方法得到的紧要器官上的剂量体积直方图都满足处方条件,但是由本发明所描述的方法得到的靶区上的剂量体积直方图明显好于由常规方法得到的靶区上的剂量体积直方图。
与图3和图4相对应,图5是本发明所描述的方法得到的某一断层上的等剂量分布,图6是常规方法得到的同一断层上的等剂量分布。从等剂量分布也可看出,由本发明所描述的方法得到的剂量分布明显好于由常规方法得到的剂量分布。
图7是本发明所描述的方法得到的某一射束方向的各射束元矩阵的强度分布,图8是各射束元矩阵的强度分布叠加后的总强度分布。叠加后的总强度分布与各射束元矩阵的强度分布相比有更精细的强度调制。
本发明公开一种在调强放射治疗中改善射束剖面强度分布的方法。与常规方法不同之处在于对应于每个射束,不是产生一个射束元矩阵,而是几个射束元矩阵,射束元矩阵之间沿多叶准直器叶片运动方向有一相对位移。射束元尺寸可以较大,因此可以采用粗网格的有限尺寸笔束法计算每个射束元的剂量分布。根据这些射束元矩阵作最优化计算得到每个射束元矩阵的强度分布有较粗的分辨率,但是,由于射束元矩阵之间有相对位移,几个射束元矩阵的强度分布叠加得到的总强度分布则有较高的分辨率,从而可改善剂量分布。由于单个射束元矩阵的射束元尺寸较大,因此降低了生成小尺寸多叶准直器子野的可能性,从而可减少多叶准直器子野数目和照射过程中的不确定因素及照射时间。
调强放射治疗中改善射束剖面强度分布的方法
- 专利详情
- 全文pdf
- 权力要求
- 说明书
- 法律状态
查看更多专利详情
下载专利文献
下载专利
同类推荐
-
冯远明, 杨春梅A·格拉夫O.海德, J.赫勒侯氢, 侯 氢侯氢, 侯 氢
您可能感兴趣的专利
-
原水聪史袁建军王翔宇, 郝建
专利相关信息
-
李宜, 吕凤华胡海波, 董冰洁胡海波, 董冰洁胡海波, 董冰洁李雪玲, 陈万忠李雪玲, 陈万忠李雪玲, 陈万忠