[发明专利]质子治疗的监控方法、装置与系统

说明书

本发明涉及一种质子治疗的监控方法、装置与系统，根据预先构建的三维体模，确定肿瘤病灶区域；根据肿瘤病灶区，确定感兴趣区域；当质子束照射肿瘤病灶区域时，接收声波探测器采集的声波时间序列信号；对声波时间序列信号进行处理，得到感兴趣区域中的质子束剂量分布；从质子束剂量分布中选取剂量最大值的位置作为布拉格峰位置；检测质子束剂量分布和布拉格峰位置是否落在肿瘤病灶区域内；若是，调整质子束的出束参数。采用本技术方案，能够准确确定布拉格峰位置，对质子束剂量分布和布拉格峰位置的监测，调整质子束的出束参数，保证质子束照射的剂量正常、位置准确，降低肿瘤复发和正常器官并发症的风险，保证对患者进行质子治疗的治疗效果。

技术领域

本发明涉及质子治疗和声波成像技术领域，具体涉及一种质子治疗的监控方法、装置与系统。

背景技术

目前治疗恶性肿瘤(癌症)的手段主要包括手术、化学治疗和放射治疗，并且超过70％的肿瘤患者需要接受单独放疗或者与放疗结合的综合治疗。理想的放射治疗是给予癌细胞最大致死剂量，同时最大限度地减小周围正常器官组织的照射剂量，质子治疗便是这样一种精确治疗癌症的尖端放疗技术。质子束在人体内的照射剂量曲线先缓慢上升，随后逐渐变快，直到布拉格峰处产生最大的剂量沉积，之后曲线快速下降并趋于零。质子束的布拉格峰特性能使肿瘤组织接收到最大的照射剂量，同时能避免肿瘤组织后方的正常器官受到辐射伤害，降低治疗的副作用。

质子束的布拉格峰特性是质子治疗的最大优势，现有技术中，通常利用飞行时间(Time of flight)方法来计算布拉格峰的位置，但是采用该方法得到的布拉格峰位置的误差较大，从而无法准确定位布拉格峰的位置，这样很可能会导致正常器官的过度照射，且无法准确控制质子出束剂量，很大程度上增加了肿瘤复发和正常器官并发症的风险，从而使得治疗效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种质子治疗的监控方法、装置与系统，以解决现有技术中质子在病人体内剂量和射程具有不确定性，无法准确定位布拉格峰的位置，导致肿瘤组织的剂量不足或者正常器官的过度照射，很大程度上增加了肿瘤复发和正常器官并发症的风险，从而使得治疗效果不佳的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种质子治疗的监控方法，包括：

根据预先构建的三维体模，确定肿瘤病灶区域；

根据所述肿瘤病灶区域，确定感兴趣区域；

当质子束照射所述肿瘤病灶区域时，接收声波探测器采集的声波时间序列信号；所述声波探测器为预先设置在人体表面的装置；

对所述声波时间序列信号进行处理，得到所述感兴趣区域中的质子束剂量分布；

从所述质子束剂量分布中选取剂量最大值的位置作为布拉格峰位置；

检测所述质子束剂量分布和所述布拉格峰位置是否落在所述肿瘤病灶区域内；

若所述质子束剂量分布和所述布拉格峰位置未落在所述肿瘤病灶区域内，调整所述质子束的出束参数。

进一步地，上述所述的方法中，所述对所述声波时间序列信号进行处理，得到所述感兴趣区域中的质子束剂量分布，包括：

对所述声波时间序列信号进行处理，在所述感兴趣区域重建初始声波分布；

对所述初始声波分布进行转换处理，得到所述质子束剂量分布。

进一步地，上述所述的方法中，所述对所述声波时间序列信号进行处理，在所述感兴趣区域重建初始声波分布，包括：

利用时间反演方法，将所述声波时间序列信号进行时间反演，得到反演声波信号；

在所述声波探测器的位置模拟发射所述反演声波信号；