[发明专利]三维调强放射治疗系统的物理固体补偿器制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维调强放射治疗系统，具体地说，是涉及一种三维调强放射治疗系统的物理固体补偿器制作方法。

背景技术

放射治疗主要用于恶性肿瘤，它与手术治疗和化学药物治疗一起，组成了肿瘤的三大治疗手段。国内外数字统计表明，约有50％～70％的癌症患者需要接受不同程度的放射治疗。目前，随着三大治疗技术的不断改进和发展，经治疗后的肿瘤患者的5年生存率已经达到45％以上，即约有半数的肿瘤患者可以被治愈。放射治疗与手术治疗一样，是一种局部治疗手段，约有90％的肿瘤治愈率是局部治疗手段的贡献。原发肿瘤的局部控制是肿瘤治愈的先决条件，局部控制失败，会导致肿瘤的局部复发和远地转移。已经有证据表明，通过采用新的或改进的治疗方法，使肿瘤患者的原发(局部)肿瘤的控制率得到更有效地控制，就可以得到较高的治愈率。放射治疗不仅是肿瘤局部治疗的有效手段，而且它能够不同程度地保留器官的功能，改进患者治愈后的生存质量。放射治疗的根本目标是，最大限度地将放射线的剂量集中照射到病灶(靶区)内，杀灭肿瘤细胞，同时使周围的正常组织和关键器官免受或尽可能少受不必要的照射。从放射生物学角度来讲，就是最大限度地增加肿瘤的局部控制率，同时尽可能地降低周围正常组织和危机器官的放射并发症概率。大量的临床报告已经证明，高剂量照射会提高肿瘤的局部控制率和无瘤生存率。而且病灶的体积越大，需要的肿瘤控制剂量一般越高。但对于目前的常规放疗，由于扩大了周围正常组织的照射范围，所以就限制了肿瘤剂量的提高。而三维适形放疗(3D-CRT)可改善和解决肿瘤的局部控制率问题，该技术可以使得高剂量区剂量分布的形状在三维上与靶区的形状一致，但是常规的3D-CRT只能实现在照射野方向上使照射野形状与靶区投影一致。而现在的调强放射治疗(intensity-modulated radiation therapy，IMRT)(简称调强放疗)则除了满足前面的条件外，还可以通过调整照射野的输出强度分布而使得高剂量分布在三维上与靶区达到一致。调强放疗的出现是放射肿瘤学史上的一次变革，它目前正逐步成为本世纪放射治疗技术的主流。肿瘤放射治疗从早期的常规治疗到适形放射治疗，发展到现在的调强放疗，经历了一个并不算太长的过程。

目前，调强放疗的实现方式主要有基于多叶光栅(MLC)和物理固体补偿器的调强放疗。其中，基于多叶光栅的调强放疗其实施方式主要是在加速器上使用MLC，这种技术最明显的优势在于实施照射过程的自动化。但是，MLC-IMRT固有的技术局限和机械复杂性也突现出这种治疗方式的不足：(1)MLC叶片漏射较大，并存在子野间散射照射问题，可能增加病人身上的附加辐射；(2)调强叠加组合的子野较多，射线利用率低，增加了MLC的磨损和治疗时间；(3)照射野的辐照跳数MU太多，分配到病人身上的剂量多，增加了病人所受的全身剂量，以及由辐射诱导继发恶性肿瘤的总风险；(4)多次反复开关机器可能造成剂量输出率不稳定；(5)实际强度分布和计划强度分布存在误差，验证工作不仅复杂，而且要求高。

物理固体补偿器是由三维固体补偿挡块和相应的专用托盘构成，基于物理固体补偿器的调强放疗其优点在于可以避免多叶准直器叶片的到位精度、叶片间漏射、叶片散射、弧形端面和凸凹槽效应等这些MLC系统固有的问题，并且照射效率高，能够降低病人全身额外照射剂量，缩短治疗时间，对治疗机技术要求较低，可与任何类型的外照射治疗机配合，易于验证，使用方便可靠并且成本低廉。但是这种调强放疗需要制作多个物理固体补偿器，一般为4～6个，病情严重时更多，这就使得物理固体补偿器的加工工作量十分大，而且，现有技术采用的物理固体补偿器加工工艺十分复杂，一旦加工工作量较大，其整体加工速度便十分缓慢，难以满足调强放疗的实际需要，这种缺陷最终限制了物理固体补偿器在调强放疗中的普及与应用。针对物理固体补偿器的特点，开发一种简单、高效、易实施的物理固体补偿器的制作技术，无论是对提高放疗质量，还是新技术的推广让更多的肿瘤病人能得到精确放射治疗都有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、高效、易于实施的三维调强放射治疗系统的物理固体补偿器制作方法，解决现有技术中物理固体补偿器加工工艺复杂、加工速度缓慢的问题，使物理固体补偿器在调强放疗中大规模推广应用成为可能。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

三维调强放射治疗系统的物理固体补偿器制作方法，包括以下步骤：

(1)放射治疗计划系统优化出调强放疗的射线在其照射野上的强度分布，并根据强度分布输出治疗数据；