一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体

本发明涉及放射治疗质控，尤其涉及一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体。

背景技术：

1、立体定向放射治疗是一种特殊的治疗技术，主要用于脑部小体积肿瘤放射治疗，由于其显著的微创性、较高的治疗有效性和低成本，逐渐成为脑部转移瘤的核心治疗选择方案。立体定向放射治疗通常采用多野或者多弧聚焦照射技术，给予靶区分次内超高的剂量，实现单次或较少分次照射即可杀死肿瘤的目的。由于该技术分次照射剂量大且射野边界剂量跌落极其陡峭，任何剂量学上的偏差均会对患者造成严重的放疗事故，因此需要特别的质控以保障立体定向放射治疗的放疗安全与质量。

2、目前对于立体定向放射治疗的质控除了对设备本身的常规质控外，最重要的就是对每一个个体化治疗计划的质控。常见的做法有：通过打印的两维射野数字重建形状图在治疗机房内对该射野对应的光野进行目视对比，从而确认射野的准确性；通过在球状或者仿真人头模体中使用小体积电离室进行实际测量点剂量，依此评估计划的剂量准确性；通过在球状或者仿真人头模体中使用裁剪好的一张小面积剂量胶片或者一个探测板阵列进行实际照射两维剂量分布的测量并进行gamma分析，依次评估单平面剂量的准确性。

3、但现有临床上对于立体定向放射治疗计划的剂量验证模体和方法局限于点剂量或单平面剂量验证，未实现三维空间的剂量验证；现有的三维剂量验证模体无法实现同时对多个靶区的剂量验证，在面对立体定向放射治疗中存在多个小体积肿瘤时，无法进行同步剂量验证。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目标是提供一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体，能够实现同时对三维空间内多个靶区的剂量验证，从而更加全面的对立体定向放射治疗计划的可行性进行科学评估。

2、本发明所采用的技术方案是：一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体，包括底座、支架和球形验证模体主体，其中：

3、所述底座包含支架安装槽和第一调节螺丝组；

4、所述支架包含固定装置、第二调节螺丝组和支架主体；

5、所述球形验证模体主体由两个半球模体组成；

6、所述半球模体包含探测板阵列插槽、凹凸槽和卡口；

7、所述底座通过支架安装槽与支架主体连接；所述第一调节螺丝组位于底座四周，用于调节底座的水平度；所述固定装置安装于支架主体上，用于固定球形验证模体主体的位置；所述第二调节螺丝组安装于固定装置上，用于调节固定装置的位置；所述卡口位于半球模体侧面，用于对半球模体进行锁定；所述凹凸槽设置于半球模体圆面上，用于两个半球模体的对齐安装；所述探测板阵列插槽设置在半球模体内部，用于安装探测板阵列。

8、进一步，所述一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体还包括探测板阵列校准模块，用于对探测板阵列进行探测板响应一致性校准和绝对剂量刻度。

9、进一步，所述底座还包括万向气泡水平仪，所述万向气泡水平仪位于底座上表面，用于评估底座的水平情况。

10、进一步，所述所述固定装置包括镂空固定装置和附属固定装置，其中：

11、所述镂空固定装置安装于支架主体上，用于固定附属固定装置；

12、所述第二调节螺丝组安装于镂空固定装置上，用于调节附属固定装置的位置；

13、所述附属固定装置与球形验证模体主体连接，用于固定球形验证模体主体位置。

14、进一步，所述球形验证模体上还设有第一标记和第二标记，其中：

15、所述第一标记位于球型模体两侧，用于与两侧激光线的摆位对齐；

16、所述第二标记位于球形模体的顶部，用于与光野十字线或正中激光线对齐。

17、进一步，所述探测板阵列插槽呈米字型，包含一个横向主板插槽、两个纵向副板插槽和四个翼板插槽。

18、通过该优选步骤，实现了空间结构的全覆盖，避免了目前单平面存在剂量盲区的缺陷。

19、进一步，所述一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的操作方法包括以下步骤：

20、对探测板阵列进行响应一致性校准和绝对剂量刻度；

21、将响应一致性校准和绝对剂量刻度后的探测板阵列安装到三维剂量验证模体中，并进行摆位调节，得到摆位后的三维剂量验证模体；

22、在摆位后的三维剂量验证模体内执行立体定向放射治疗计划，得到实际三维剂量分布；

23、将立体定向放射治疗计划移植到摆位后的三维剂量验证模体的ct影像中，导出计划三维剂量分布；

24、对实际三维剂量分布和计划三维剂量分布进行计算分析，得到总的计划验证通过率。

25、进一步，所述将响应一致性校准和绝对剂量刻度后的探测板阵列安装到三维剂量验证模体中，并进行摆位调节，得到摆位后的三维剂量验证模体这一步骤，其具体包括：

26、对第一调节螺丝组的螺丝进行旋转调节，使万向气泡水平仪中的气泡位于正中央；

27、对第二调节螺丝组的螺丝进行旋转调节，使附属固定装置和球形验证模体主体位于水平位置；

28、对球形验证模体进行移床调节，确保第一标记线对齐两侧激光线，第二标记对齐正中激光线或光野十字线，球形验证模体位于加速器的等中心位置。

29、进一步，所述三维剂量验证模体支持基于探测板直接测量的计划验证法和基于测量剂量三维剂量重建算法的计划验证法。

30、进一步，所述基于测量剂量三维剂量重建算法的计划验证法，包括以下步骤：

31、根据剂量分布特征与空间结构确定射束方向，并基于射束方向对有剂量分布的多平面剂量进行排序，得到扫描顺序；

32、基于扫描顺序对每一个平面剂量进行扫描，得到每一个平面的最大剂量；

33、基于所述最大剂量设定不同参考剂量，并进行扫描，得到若干个高于参考剂量范围内的几何中心；

34、对若干个几何中心的坐标进行平均，得到平均几何中心点；

35、对平均几何中心点进行线性拟合，得到射束中心线的直线方程；

36、基于射束中心线的直线方程和出束虚源所在的位置求解机架角度和虚源坐标；

37、基于虚源坐标和射线入射方向的各平面剂量计算出该条射线上的每一点的剂量；

38、基于每一条入射射线束上的每一点的剂量形成该帧所对应的重建的三维剂量；

39、对所有帧数对应的三维剂量进行重建并叠加，形成最终的模体内的三维剂量。

40、本发明的有益效果是：本发明通过新颖的米字型结构设计实现了三维空间的全覆盖，避免了非中心的靶区或者多靶区难以测量剂量的不足；多靶区同时可测，实现了同时对多个多发脑转移肿瘤的剂量测量与验证分析；双半球模体的可拆卸设计使得探测板阵列具备方便的可拆卸性；通过探测板阵列校准模块使得相对响应的一致性和绝对剂量的校准方法较为简单；米字型结构设计和球形模体主体设计带来了更多探头和更小间距实现了空间中更多更密的剂量测量；基于测量的三维剂量重建为立体定向放射治疗计划评估提供了更多的剂量学信息。

41、附图说明

42、图1是本发明一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的结构图；

43、图2是本发明一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的底座和支架结构示意图；

44、图3是本发明一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的球形验证模体主体结构示意图；

45、图4是本发明一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的探测板阵列示意图；

46、图5是本发明一种用于立体定向放射治疗的三维剂量验证模体的探测板阵列校准模块结构示意图；