[发明专利]确定弧形放射治疗的照射分布的方法、装置和计算机可读存储介质

说明书

本发明提供了一种确定弧形放射治疗的照射分布的方法和装置。所述方法包括以下步骤：获取弧形放射治疗的照射角度的注量图，所述注量图位于弧形放射治疗系统的等中心点所在的垂直于射束中心轴方向的平面上；将所述注量图映射成位于虚拟弧面上的虚拟弧注量图，所述虚拟弧面以所述弧形放射治疗系统的机架旋转轴为旋转轴且位于所述机架旋转轴与所述弧形放射治疗系统的治疗源之间；对所述虚拟弧注量图做叶片序列化处理，生成描述于所述虚拟弧面上的虚拟控制点；将所述虚拟控制点映射到指定的照射角度上以生成实际控制点。

技术领域

本发明主要涉及放射治疗系统，尤其涉及一种放射治疗系统中产生射野的方法和装置。

背景技术

随着放射物理、放射生物、临床肿瘤学等理论的发展，尤其是医学影像设备和计算机技术的不断进步，使放射治疗(后文简称放疗)技术得以不断完善和发展，更好地满足临床的要求。从最开始的普通放疗技术到三维适形放疗(3Dimensional ConformalRadiotherapy，3D-CRT)和拉弧适形放疗(Arc Conformal Radiotherapy)。在适形放疗技术基础上发展起来的调强放疗技术(Intensity-modulated Radiation Therapy,IMRT)更好地实现了靶区的适形，同时更好地保护了靶区周围的危及器官，尤其是在凹形靶区有危及器官嵌入的时候，更体现了调强放疗技术的优势。

调强放疗的基本原理是将一个射野分成多个细小的射束，对这些射束给予不同的权重，使射野内产生优化不均匀的强度分布，以达到通过危及器官的射束通量减少，而靶区其他部分的射束通量增大的目的。

容积弧形调强放射治疗(Volumetric Intensity Modulated Arc therapy,VMAT)结合了拉弧适形放疗和调强放疗技术，能够在360度多弧设定的任何角度范围内旋转照射，在旋转过程中射束连续发射，多叶准直器(Multi-leaf Collimator,MLC)的位置和射束的剂量率能够改变。

现有的VMAT系统中，优化初值的生成的方法一般有两种，一种是列生成(ColumnGeneration,CG)，另一种是基于注量图优化的子野分割技术。

CG是一种类似于贪婪法的方法，这种方法每步生成一个控制点，即在所有可选的角度和形状中生成一个多叶准直器的开口形状和所照射的射线强度，使优化目标值下降最快。然而这种方法所得到的初值往往会偏离最优解的方向。

基于注量图优化(FMO)的子野分割技术是将整个要照射的弧分为几段，在所有段的中心角度上做注量图优化，将生成的每个注量图以一定的方法分解成几个子野，分配到用户指定的控制点上或比用户指定的控制更稀疏的控制点上。但是这种方法在将注量图分配到控制点的步骤中存在角度偏差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种确定弧形放射治疗的照射分布的方法、装置和计算机可读存储介质，可以提高优化准确性。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种确定弧形放射治疗的照射分布的方法，包括以下步骤：获取弧形放射治疗的照射角度的注量图，所述注量图位于弧形放射治疗系统的等中心点所在的垂直于射束中心轴方向的平面上；将所述注量图映射成位于虚拟弧面上的虚拟弧注量图，所述虚拟弧面以所述弧形放射治疗系统的机架旋转轴为旋转轴且位于所述机架旋转轴与所述弧形放射治疗系统的治疗源之间；对所述虚拟弧注量图做叶片序列化处理，生成描述于所述虚拟弧面上的虚拟控制点；将所述虚拟控制点映射到指定的照射角度上以生成实际控制点。

在本发明的一实施例中，获取弧形放射治疗的照射角度的注量图的步骤包括：基于剂量目标的优化得到所述注量图。

在本发明的一实施例中，在获取弧形放射治疗的照射角度的注量图的步骤之前还包括：接受一个或多个照射弧的指定；将照射弧离散化为一系列照射角度；以及将各照射角度分为一个或多个组，每组对应一个弧段。