放射治疗计划、剂量确定、质量保证的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及放疗剂量技术领域，尤其设及一种放射治疗计划、放射治疗质量保证 的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 患者进行放射治疗的流程通常为，首先患者在模拟机（simulator)上进行扫描采 集得到影像数据，模拟机指的是放射治疗前进行虚拟模拟定位和计划设计过程所使用的扫 描系统，包括CT模拟机、MR模拟机等。之后，在放疗计划系统（TPS，treatment planning system)内由医生在影像数据的图像上进行祀区、危及器官的勾画，生成患者的放疗计划， 放射治疗计划包括进行放疗时的射野角度、射野区域、剂量强度分布等。然后在放疗室内的 放疗设备（如电子直线加速器）中，根据制定的放疗计划对患者进行放射治疗。
[0003] 为了提高放疗精度，现有的一种方式引入了图像引导放射治疗（IGRT， image-guided radiotherapy)，具体为在放疗设备中集成了 CT系统（computed tomography)、核磁系统或者其他影像设备，由影像设备在放疗前对患者进行定位，提高患 者摆位的准确度。
[0004] 现有技术中，在确定剂量分布的过程中，得到剂量分布的方法主要是利用放疗系 统中的成像设备接收射野的照射，形成射野图像，通过一定算法得到射野强度分布矩阵，再 根据剂量计算算法便可重建得到实际剂量。
[0005] 然而通过放疗系统的成像设备计算出的实际剂量并不准确，当成像设备设置在治 疗头和患者之间时，该方法若在放疗前实施，则其并不能反映出患者接受剂量的真实情况， 如射束角度是否正确照射，射束能量是否正确选取，从而不能有效实现质量保证；该方法若 在病人治疗过程中实施，由于射束先穿过成像设备再照射到病人，成像设备对射束产生作 用，使得病人接受到的射束强度分布矩阵与治疗计划中的射束强度分布矩阵存在差异，病 人接受到的剂量被错误估计，从而影响治疗质量。
[0006] 当成像设备设置在患者后面时，由治疗头发出的射束穿过患者后得到射野图像， 进行反卷积与修正得到射野强度分布矩阵，利用射野强度分布矩阵求得重建剂量。反卷积 核通过均匀射束穿过一系列均匀介质如水模体或水等效模体形成的射野图像得到。该方法 在病人治疗的同时进行，可W重建得到病人接受到的实际剂量，缺点是由于射束穿过病人 体内形成的散射线在射野图像上的贡献，使得反卷积得到的射束强度分布矩阵误差较大， 因而重建剂量精度不高，且求取反卷积核的操作与算法较复杂。
[0007] 现有的几种技术，在进行放射治疗过程中，很难保证病人治疗的同时进行快速准 确的实际剂量重建，造成病人接受的剂量存在较大误差。
[000引除了可W利用CT模拟机进行病人的放射治疗计划，也可W基于核磁共振（MR， Magnetic Resonance)或者其他的成像设备所成的图像进行放射治疗计划。但与CT模拟机 类似，磁共振或者其他成像设备同样和放疗设备分离设置，病人需要在不同设备之间进行 成像。
[0009] 在对患者进行放射治疗时，需要确定病人将要接受的计划剂量或已经接受到的实 际剂量，进而可预先设定的计划剂量作为参照对所获取的实际剂量进行检验。若没有 通过检验，认为实际剂量与计划剂量之间存在差异，则对预先设定的进行放疗的计划剂量 进行调整，确保病人接受到的实际剂量与计划剂量相符，保证放射治疗质量。
[0010] 此外，根据计划剂量作为参照对所获取的重建的实际剂量分布进行检验的过程 中，主要采用的是将治疗当天产生的剂量误差从第二天的计划剂量中抵消，对第二天的治 疗计划作少量修改，从而保证患者接受的总剂量与总计划剂量一致。但该种方法不能保证 病人每天接受到的剂量都与计划一致，且由于病人每天的肿瘤形状位置发生变化，利用第 二天修正剂量误差的方法不能保证达到原计划的治疗效果。
[0011] 在放疗过程中，造成剂量分布与预先设定的计划剂量的差异的因素主要有；多叶 准直器叶片运动误差，治疗室病人摆位误差，病人祀区的形状、大小、位置变化，因此对于重 建剂量的检验可W反映出上述误差和错误，保证放射治疗质量。
【发明内容】
[0012] 本发明解决的问题是难W在对患者进行放疗的过程中快速且准确的确定剂量分 布，从而造成患者接受剂量的较大误差。
[0013] 为解决上述问题，本发明技术方案提供一种放射治疗计划方法，包括：
[0014] 在线获取放射治疗对象的影像数据，基于所述影像数据，获取所述对象的密度分 布图像，并确定感兴趣区域，所述感兴趣区域包括祀区域和危及器官区域；
[0015] 根据所述密度分布图像和所述感兴趣区域，在线制定所述对象的放射治疗计划。
[0016] 可选的，所述影像数据包括CT图像、核磁共振图像、红外图像或可见光图像的任 意一种。
[0017] 可选的，所述在线制定对象放射治疗计划包括；根据预设的处方剂量和约束条件， 自动或半自动生成所述对象的放射治疗计划。
[001引为解决上述技术问题，本发明技术方案还提供一种放射治疗剂量确定方法，包 括：
[0019] 由放射治疗计划方法获取放射治疗计划；
[0020] 执行所述放射治疗计划，在所述执行过程中获取机器记录信息；
[0021] 基于所述机器记录信息重建射野强度分布数据；
[0022] 基于所述射野强度分布数据计算得到实际放射治疗的剂量分布。
[0023] 可选的，所述机器记录信息包括；放疗设备的机架角度信息、多叶准直器的叶片内 端面位置信息、次级准直器的内端面的位置信息、所述机器记录信息的产生时间信息和剂 量监测装置的剂量读数。
[0024] 可选的，所述基于所述机器记录信息重建射野强度分布数据的过程包括：
[0025] 获取与所述机器记录信息对应的子野；
[0026] 根据所述子野确定对应的射野；
[0027] 根据第一区域所划分的各子区域的权重，确定所述射野强度分布数据，所述第一 区域为包含射野的最小区域。
[002引可选的，所述子野根据所述机器记录信息中的多叶准直器的叶片内端面位置信息 和次级准直器的内端面位置信息所围成的封闭区域进行确定。
[0029] 可选的，所述射野根据所述机器记录信息所对应的所有子野的空间并集所确定的 封闭区域进行确定。
[0030] 可选的，所述确定所述射野强度分布数据的过程包括：
[0031] 获取所述子区域所在的各子野的读数，所述子野的读数为第一时刻的剂量监测装 置的剂量读数与第二时刻的剂量监测装置的读数的差值，所述第一时刻为当前机器记录信 息的产生时间信息，所述第二时刻为前一组机器记录信息的产生时间信息；
[0032] 将所述子区域所在的各子野的读数的和值作为所述子区域的权重值；
[0033] 根据所述射野内各子区域的权重值确定所述射野强度分布数据。
[0034] 可选的，所述基于所述射野强度分布数据计算得到实际放射治疗的剂量分布的过 程包括：
[0035] 将所述密度分布图像中感兴趣区域进行栅格划分；
[0036] 基于射野所对应的射野强度分布数据，获取所述射野在划分后的栅格内所沉积的 剂量；
[0037] 将所述栅格内的所有射野的剂量分布进行相加，得到所述栅格的剂量分布的重建 结果；
[003引根据所述栅格的剂量重建结果，确定所述感兴趣区域的剂量分布的重建结果。
[0039] 可选的，所述射野在划分后的栅格内沉积的剂量通过卷积叠加剂量计算方法获 取，其中？。处的能量注量啤巧。)通过如下公式进行确定：
[0040] iP(?〇)二 kMy
[0041] 其中，k为待定常系数，My为所述射野强度分布数据中与？a位置对应的像素a，j) 的权重值。
[0042] 可选的，所述射野在划分后的栅格内沉积的剂量通过蒙特卡罗剂量计算方法获 取，在所述蒙特卡罗剂量计算方法的源抽样过程中，采取抽样的粒子数分布服从且 所有粒子权重相等，或采取抽样的粒子数服从均匀分布，权重分布服从W(?。），其中？。处 的能量注景ip(?〇)通过如下公式进行确定；
[00创 iP(?0)二 kMy
[0044] 其中，k为待定常系数，My为所述射野强度分布数据中与？0位置对应的像素（i，j) 的权重值。
[0045] 为解决上述技术问题，本发明技术方案还提供一种放射治疗的质量保证方法，包 括：
[0046] 由放射治疗计划方法确定放射治疗计划；
[0047] 根据所述放射治疗计划确定放射治疗主计划、