[发明专利]一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法

说明书

本发明公开了一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法，属于肿瘤放射治疗领域。本发明采用圆的标准方程中判断点与圆的位置关系的方法，将偏中心摆位下的患者或其定位装置上距离等中心最远的一点作为临界参考点，通过计算临界参考点与治疗头边缘发生碰撞时，治疗头中心轴线偏离治疗头0度线之间的夹角判定治疗头极限到位角度。使用结果表明，本发明所述的方法实施简单，精度可靠，便于临床使用。本方法可集成到现有放射治疗计划系统中，从而大幅度减少物理师、技术员的工作量，降低物理师修改计划的概率，降低了技术员受到的辐射量，同时缩短治疗时间，提高了整个放射治疗流程效率。

技术领域

本发明涉及肿瘤放射治疗领域，尤其涉及一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法。

背景技术

放射治疗中，随着等中心治疗技术的普及应用，由于肿瘤靶区位置的不同、患者定位体位的不同，放射治疗中心不一定处于患者的体中线上，需要配合治疗床在左右、进出以及升降方向上的移动。在移床距离较大的情况下，治疗头的到位角度范围就不再是通常情况下的360°，此时治疗头可用的角度受患者体位外展范围、定位装置的宽度等因素的影响。在计划设计时，物理师准确判断治疗头可使用的角度是影响计划设计的重要因素。为了预防治疗时发生碰撞，通常需要物理师和技术员在治疗病人之前在机房内空转机头，有时因为缺少患者体位的信息，仍然会有碰撞的风险，为了提高工作效率，节省治疗时间，切实做到辐射实践的正当化最优化，在保证安全的情况下尽量减少工作量，目前需要一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法。

基于现有技术的现状，本发明提供一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法。本方法利用圆的标准方程，计算患者偏中心治疗时加速器治疗头与患者或其定位装置发生碰撞时的极限到位角度，为物理师在计划设计过程中提供数据支持。本方法能减少物理师计划设计时的不确定度，有效提高计划安全通过率、患者的治疗安全以及整个放射治疗流程执行效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法，该方法能简单、快速的预测出加速器治疗头在偏中心治疗时的极限到位旋转角度，为放射治疗计划的设计提供有利参数。本方法中通过计算加速器治疗头在偏中心治疗时的极限到位旋转角度，在计划设计时可避免因角度设计不合理导致治疗头与患者或其定位装置发生碰撞，可减少此类不良事件的发生，提高放射治疗流程执行效率。

基于现有的技术基础，本发明中，选择医用直线加速器在治疗床空载、准直器零度、加速器治疗头零度的情况下，模拟共面照射，测量等中心到机头表面中心的距离。由于在偏中心治疗过程中，因为患者体位外展范围较大或定位装置较大，计划设计时有些治疗角度因治疗头表面会与患者或其定位装置发生碰撞而无法使用，限制治疗头的旋转极限角度可由碰撞临界点计算得出。具体而言，本发明的预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法，其包括以下步骤：

(1)以直线加速器等中心点作为圆心O，直线加速器治疗头下缘所在的平面到等中心的距离为半径R，作一个圆；

(2)治疗床左右位移归零上下位移归零，测量等中心点到治疗头下缘所在的平面距离R，测量治疗头半径r，测量患者体宽为2m，测量患者定位体位外展高度h；所述的患者定位体位外展高度h为：在治疗中心横断面层面，患者定位时身体外展距离治疗中心最远点与等中心的高度差。

(3)垂直于地面方向且经过等中心点的直线作为Z轴，平行于地面沿患者左右方向且经过等中心点的直线作为X轴，平行于地面方向沿患者头脚方向且经过等中心点的直线作为Y轴，建立坐标系；

(4)通过计算临界参考点P与治疗头边缘发生碰撞时，治疗头中心轴线与Z轴间的夹角θ，并将其判定为治疗头极限到位角度，从而确定放射治疗计划中治疗头可到达的安全范围；所述的临界参考点P为偏中心摆位下的患者或其定位装置上距离等中心最远的一点。