[发明专利]在放射治疗过程中形态变化的定量探测系统

说明书

本发明提供一种在放射治疗过程中形态变化的定量探测系统，包括：光学表面成像模块、治疗计划设计模块、肿瘤形态计算模块、放射治疗模块。本发明将使用光学表面成像系统获取体表轮廓，并由体表轮廓结合治疗前扫描的CT影像来推断浅表肿瘤的形态，并进行自适应放疗计划设计。其优势在于光学表面成像系统采用激光作为探测介质，对人体无辐射，可在治疗中随时进行监控，以便及时探测肿瘤的变化。

技术领域

本发明属于医疗设备领域，涉及一种在放射治疗过程中形态变化的定量探测系统，是一种适用于浅表肿瘤自适应放射治疗系统。

背景技术

恶性肿瘤是一种严重威胁人类生存和健康的疾病，恶性肿瘤的治疗是医学界最为关注的问题之一。放射治疗是治疗恶性肿瘤的三大方法之一，适用于70％左右的肿瘤患者。放射治疗利用载能粒子射线来抑制和消灭肿瘤细胞，但同时也不可避免地使周围的正常组织受到一定的损伤。

现代调强放疗技术通过调节照射野内射束的强度在肿瘤周围产生很高的剂量梯度，使得高能粒子射线的沉积剂量在肿瘤的边缘迅速跌落，从而更好地保护正常组织。这种高梯度的剂量分布在满足肿瘤治疗和正常组织保护的同时也带来了风险：一旦肿瘤的形态和位置产生变化，就会使肿瘤组织部分甚至全部脱出高剂量范围，正常组织移动进入高剂量区域，从而造成肿瘤组织内剂量不足，而正常组织受到过高的辐射。因此，人们对放疗过程中各个环节的精准性要求也在不断提高。

由于常规的放射治疗疗程为4-6周左右，在这个过程中，肿瘤的形态、体积和位置往往会发生一定的变化，因此需要在疗程中监测肿瘤的变化，并根据变化情况调整放疗计划。这种根据患者肿瘤变化调整计划的治疗方式称为自适应放疗。目前监测肿瘤变化的手段主要是进行CT或锥形束CT(CBCT)扫描。由于CT/CBCT都是X射线扫描成像方式，因此会给患者造成额外的辐射，增加患者发生二次肿瘤的风险。

通过以上说明可以看出，基于CT/CBCT监测的自适应放疗会给患者带来额外的照射剂量，因而不能多次重复监测，难以及时对治疗计划进行调整。

发明内容

本申请的目的是提供一种在放射治疗过程中形态变化的定量探测系统，是一种基于光学表面成像的浅表肿瘤自适应放射治疗系统。

本发明一种在放射治疗过程中形态变化的定量探测系统，包括：光学表面成像模块、治疗计划设计模块、肿瘤形态计算模块、放射治疗模块；光学表面成像模块将采集到的体表轮廓影像传输至肿瘤形态计算模块，治疗计划设计模块将初始计划及CT扫描图像传输至肿瘤形态计算模块，当靶区形态变化没有超过阈值时，肿瘤形态计算模块向治疗计划设计模块发送信号，治疗计划设计模块向放射治疗模块传输计划；当靶区形态变变化超过阈值时，肿瘤形态计算模块向治疗计划设计模块传输当前的形态，治疗计划设计模块进行计划修正，并将修正后的计划传输至放射治疗模块。

1、光学表面成像模块，包括一种或几种光学表面信号探测设备，用于采集患者的体表轮廓坐标；选择如Catalyst(C-RAD公司，瑞典)体表光学采集装置；

2、治疗计划设计模块，包括感兴趣区域勾画功能，逆向调强计划优化功能和剂量计算功能，用于设计患者初始计划和在线自适应放疗计划；选择如Raystation治疗计划系统(Raysearch Lab，瑞典)；

3、肿瘤形态计算模块，用于对患者的浅表肿瘤形态进行推算，并在形态变化超过阈值时产生反馈；

4、放射治疗模块，包括一种或几种放射治疗射线投照设备，用于依照计划向肿瘤区域定向投照高能射线束；选择如Trilogy型号直线加速器(Varian，美国)。

本发明提供的定量探测系统的使用方法，包括：

步骤1、首先在治疗前根据患者CT影像制订放射治疗计划，提取CT影像的轮廓信息和肿瘤形态信息；

步骤2、在治疗阶段中的某特定时刻，采集患者表面轮廓信息；