[发明专利]用于自适应放射疗法的体模

说明书

本发明公开了一种验证剂量扭曲或其他剂量映射技术的方法。可变形的放射疗法体模可以基于患者的医学图像使用增材制造工艺来产生。可变形的体模可以包括用于测量辐射剂量分布的剂量计。智能材料可以允许响应于所施加的刺激的变形。除其他事项外，体模可以用于验证辐射剂量扭曲、放射疗法治疗计划，确定患者的最大可接受的变形，验证剂量扭曲和可变形的图像配准的累积精度等。

本申请是申请号为201980029382.1、申请日为2019年4月23日、发明名称为“用于自适应放射疗法的体模”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容一般性涉及放射疗法。更具体地但非限制性地，本公开内容涉及使用体模以用于放射疗法中的质量保证测试。

背景技术

辐射疗法，也称为放射疗法，用于治疗哺乳动物(例如，人和动物)组织中的肿瘤和其他疾病。在放射疗法治疗疗次(session)中，从外部源朝向患者施加高能束，以产生定向至患者的靶部位的准直辐射束。靶可以是患者的身体中包含要暴露于辐射束并由辐射束治疗的患病器官或肿瘤的区域。必须准确地控制辐射束的布置和剂量，以确保靶接收到由医师为患者规定的辐射剂量。束的布置应当使得其对周围的健康组织——通常称为处于危险中的器官(OAR)——的损害最小化。

改善束布置的准确性的一种方法是通过获取处于预期治疗位置的患者的一个或更多个医学图像。这样的图像被称为计划图像。在放射疗法疗次之前获取计划图像，并且通常在治疗疗次很多天之前获取计划图像。

医师可以使用计划图像来识别和描绘靶以及OAR的轮廓。描绘轮廓可以被手动地、半自动地或自动地执行。创建治疗轮廓，治疗轮廓通常称为计划靶体积(PTV)，其包括靶轮廓加上将微观病变以及治疗的不确定性考虑在内的足够的边缘。由医师规定辐射剂量，并且创建放射疗法治疗计划，该放射疗法治疗计划将规定的剂量最佳地传送到PTV，同时使对OAR和其他正常组织的剂量最小化。治疗计划可以由医师手动地生成，或者可以使用优化技术自动地生成。优化技术可以基于临床和剂量测定指标以及约束条件(例如，对肿瘤和OAR的最大、最小和平均辐射剂量)。

开发疗程以将规定的剂量通过多个分次(fraction)来传送，其中每个分次在不同的治疗疗次中传送。例如，30至40个分次是典型的，但是可以使用五个甚至一个分次。这些分次通常在每周工作日被传送一次或者在某些情况下两次。在某些情况下，辐射治疗计划可以在整个疗程中改变，以在某些区域中集中更多的剂量。

在每个分次中，患者被安排在放射疗法装置的患者支承附件(通常称为“治疗床”)上并且被重新定位为尽可能地接近计划图像中患者的位置。因为患者不是刚性物体并且患者的解剖结构可以移动，所以在实践中这是一项要准确地执行的困难任务。分次到分次的运动通常被称为分次间运动，而分次本身期间发生的运动通常被称为分次内运动。

图像引导放射疗法(IGRT)试图解决分次间运动的问题。IGRT包括在放射疗法前不久获取一个或更多个患者的医学图像(通常称为“每日图像”)，并使用这些图像来识别和补偿分次间运动。与可以在任何诊断扫描仪上获取的计划图像相对，IGRT图像是在患者处于治疗位置的情况下在治疗室中直接获取的。为了补偿分次间运动，将IGRT图像与计划图像进行比较，以量化自计划图像生成以来患者的解剖结构上发生的变化。例如，可以分析计划图像和IGRT图像，以计算将计划图像映射到IGRT图像的整体移位和/或旋转。一旦已经计算出移位和/或旋转，可以对患者支承附件的位置进行相应的调整，使得患者在治疗疗次期间的位置与获取计划图像时患者的位置更接近地匹配。