[发明专利]用于施源器的剂量调制方法

说明书

本发明提供一种用于施源器的剂量调制方法，施源器包括电子线依次经过的限束器、散射箔和调制器，调制方法包括：确定电子线在调制器的内部的等剂量线的剂量分布；选择任一条等剂量线作为目标剂量的等剂量线；通过保形变换使目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓重合；根据保形变换前后的目标剂量的等剂量线，调整调制器的等效密度。通过本发明的技术方案，能够对调制器的等效密度进行调整，使目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓重合，进而在非平面的瘤床上形成均匀的计量照射，以达到对囊状肿瘤进行放射治疗的目的。

技术领域

本发明属于放射治疗技术领域，尤其涉及一种用于施源器的剂量调制方法。

背景技术

在一个典型的电子束中放疗过程中，外科医生用手术刀将病人体内的肿瘤进行切除后，放疗医生设定加速器的能量与照射野范围，通过对X射线的剂量分布进行调制后，使X射线均匀照射至瘤床的表面，从而达到杀死肿瘤细胞，控制肿瘤生长的目的。然而，采用X射线进行放射治疗只能实现非平面剂量分布的照射，对于乳腺癌、脑瘤等球囊状肿瘤，在外壳医生将肿瘤切除后，会在瘤床上形成球形空腔，采用目前现有的医疗手段无法使瘤床的表面受到均匀的剂量照射。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种用于施源器的剂量调制方法，能够对调制器的等效密度进行调整，使目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓重合，进而在非平面的瘤床上形成均匀的计量照射，以达到对囊状肿瘤进行放射治疗的目的。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于施源器的剂量调制方法，施源器包括电子线依次经过的限束器、散射箔和调制器，调制方法包括：确定电子线在调制器的内部的等剂量线的剂量分布；选择任一条等剂量线作为目标剂量的等剂量线；通过保形变换使目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓重合；根据保形变换前后的目标剂量的等剂量线，调整调制器的等效密度。

在本发明的实施例中，调制方法还包括：在确定电子线在调制器的内部的等剂量线的剂量分布之前，通过公式：φ＝φ₀exp(-cρd)确定电子线穿过散射箔时的电子线通量的衰减；其中，c为常量，ρ为散射箔的密度，d为散射箔的厚度。

在本发明的实施例中，调制方法还包括：在确定电子线穿过散射箔时的电子线通量的衰减之后，确定电子线穿过散射箔时的电子能量损失，并根据电子能量损失在4MeV到20MeV的范围内调整电子线的电子能量。

在本发明的实施例中，通过保形变换使目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓重合包括：通过映射矩阵将目标剂量的等剂量线上的坐标点转换至调制器的轮廓上，其中表示目标剂量的等剂量线，表示调制器的轮廓线。

在本发明的实施例中，根据保形变换前后的目标剂量的等剂量线，调整调制器的等效密度包括：通过引入一个单位正方体，并对正方体进行保形变换；根据变换前后的正方体的体积比值确定变换前后的调制器的密度比；根据确定出的调制器的密度比，选择相应的调节件放入调制器内。

在本发明的实施例中，调节件为均匀填充于调制器内的多个气凝胶微球。

在本发明的实施例中，调节件为一端具有连接口的气囊，连接口与限束器对位连接。

在本发明的实施例中，其特征在于，调制方法还包括：根据瘤床的形状对调制器的形状、尺寸及选材进行设计；根据调制器的设计尺寸对限束器的尺寸和选材进行设计；根据调制器和限束器的设计尺寸对散射箔的尺寸和选材进行设计。

在本发明的实施例中，调制方法还包括：在调整调制器的等效密度之后，验证目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓是否存在偏差；在验证目标剂量的等剂量线与调制器的轮廓存在偏差时，对调制器的尺寸进行微调。

在本发明的实施例中，调制方法还包括：对施源器进行微调后，通过优化算法确定目标剂量的等剂量线的最优解，优化算法包括参数扫描、遗传算法中的任一种。