[发明专利]一种基于辐射致发光技术的精准放疗一体化质量评估系统

说明书

本发明涉及一种基于辐射致发光技术的精准放疗一体化质量评估系统，包括立方体避光抗辐射壳体，测量定位模块、辐射致发光组件、移轴镜头系统、探测器组件、电离室辐射剂量计和信号处理单元，其中，所述测量定位模块，包含四个相同子部件，每个子部件具有方形平板结构，其表面四角分别设置一个光照野定位标记；所述子部件表面几何中心设置一个定位激光十字准心标记，定位标记和十字准心均采用具有辐射阻隔作用的材料制成；所述辐射致发光组件，辐射致发光组件的主体为涂覆有闪烁晶体的平板结构，称其主体为闪烁体平板。本发明同时提供一种所述的精准放疗一体化质量评估系统实现的MLC叶片移动速度间接检测方法。

技术领域

本发明涉及医疗器械辅助装置技术领域，具体涉及一种肿瘤放疗设备的质量控制装置。

背景技术

放射治疗即放疗是利用辐射电离产生的次级电子，通过破坏肿瘤细胞的DNA从而控制及杀死恶性肿瘤细胞的一种治疗方法，已成为目前癌症治疗的重要手段之一。在众多放疗方法中，外照射放疗为最常见的治疗形式，其有效实施高度取决于直线加速器设备(linear accelerator,LINAC)的可靠性，稳定性和控制精度。因此，对LINAC设备开展定期质量控制(QA)对确保疗效和提升治疗安全性具有重要意义。然而，在目前放疗临床中，一些关键性QA项目仍然需多种测试设备协同工作，并依赖手动操作和人工判别，不仅严重增加临床工作量，同时难以确保QA的公平性、一致性和准确度。

LINAC关键QA项目主要包括：(1)光照野/辐射野一致性；(2)LINAC等中心(Isocenter)精度；(3)多叶光栅准直器(MLC)机械特性；和(4)辐射计量验证。美国医学物理学家学会(AAPM)TG-142等报告作为LINAC质量控制(QA)的权威指南，针对一系列重点测试项目进行了详细阐述[1]。按照AAPM TG-142要求，针对项目(1)–(2)，临床上普遍采用的QA方法不仅依赖成像工具，如LINAC自带成像装置EPID或放射线胶片，还需额外光照/辐射野标记或专有仿体[2,3]，如用于光照野/辐射野一致性检测的FC-2仿体(Standard imaging公司，美国)、用于LINAC等中心测试的MIMI^TM仿体(Standard imaging公司，美国)和MultiPHAN^TM仿体(Sun Nuclear公司，美国)。申请人所在课题组就曾提出一种针对LINAC等中心检测的基于EPID的验证仿体OneIso[4]。然而，多系统协同工作时，不仅操作繁琐，各系统性能对测量结果产生直接影响，如EPID展开位置、EPID灵敏度分布均匀性、放射线胶片的一致性和稳定性、以及胶片冲印效率等。针对项目(3)，现有QA方法一般基于EPID和专有软件，如PIPSpro^TM(Standard imaging公司，美国)，开展相关标准检测，包括Garden-Fence、Pickect-Fence或Nongap[5]。但EPID空间分辨率有限(0.45mm),面向小射野放疗情况，如脑部肿瘤治疗，该问题尤为突出。针对QA项目(4)，临床上常用的二维计量学验证设备主要包括阵列型电离室/二极管和放射线胶片，相比而言，前者数字化优势显著，然而高分辨剂量验证设备不仅造价高昂，且成像区域通常较小，难以满足基于LINAC的临床放疗对射野范围的普遍要求[6,7]。

针对上文涉及的关键QA项目，现有方法不仅需引入相应多种仿体或实验装置，还存在各自的技术瓶颈和潜在问题。此外，各QA项目虽然可独立实施，但某些项目间存在一定程度的耦合关系，且随着放疗技术和治疗设备的持续更新，LINAC操控复杂度不断上升，该耦合关系愈发突出，表现在相应QA项目的实际测试任务量增加，这就对传统QA方法重组的技术可行性和临床可实施性提出了严格要求。据一项放疗临床相关统计，全球各放疗中心平均每月用于QA测试和数据分析的用时大约在19.5小时左右[8]。若能开发一体化的综合验证设备，为多个QA项目的协同实施提供高集成自动化解决方案，不仅有效降低临床工作量，提升检测精度和效率，更是为具有强关联性验证项目的综合评估提供了科学途径。

参考文献：