[发明专利]以动态方式建立照域尺寸重合的方法和系统

说明书

本发明一般地涉及一种改进调定辐射治疗区域的方法，而更为具体地涉及在调定模态光域、治疗模态辐射域和用以促进调定治疗区域的显示器之间建立区域尺寸重合。

辐射设备目前已被公知和公用，例如用作治疗病人的辐射治疗设备。辐射治疗设备中通常包括在治疗过程中可绕水平转动轴线转动的支架。用于产生治疗用的高能辐射束的线性加速器位于支架中。这种高能辐射束可以是电子辐射束或光子(X射线)束。在医疗过程中辐射束指向躺在支架旋转等角中心上的病人身上的某个区域。

为了对目的物上所受的辐射加以控制，在辐射源与目的物之间的辐射束路径上通常设有例如是板装置或准直仪等辐射束屏蔽装置。该束屏蔽装置在目的物上限定一规定投射辐射量的照域。

投射于目的物上的辐射可以分开成基本分量和散射分量。基本分量辐射是由从辐射源发出的起始或原始光子所形成，而散射分量是由板装置本身散射出来的光子造成的。因为基本辐射中附加了增加的板-准直仪散射，所以辐射束的辐射量在自由空间中也增加了。即照域上的某点在受到直接辐射(即基本辐射)的同时也受到从板装置上散射的辐射的照射。对于一个基准照域(如10×10cm)，在空气中的带有散射的辐射输出与不含散射时的辐射输出之比通常称为“输出因数”或“准直仪散射因数”。输出因数的概念与定义在现有技术中是被广泛了解的。

这样，由于存在这些散射的光子，使得投向目的物表面的剂量受到板装置开口尺寸也即照域尺寸的影响。这就意味着，在同一点上例如是投在目的物上的辐射束中心处所受的照射会因为板装置开口尺寸而变化。在板装置的开口较小时在一点上所受的积累剂量要比开口较大时在同一点上所受的积累剂量小。

辐射治疗设备的照域尺寸是很重要的，因为它确定病人身体接受辐射的区域。在使用设备的调定模态中，可以启动一可见光源，以便从治疗机头向病人身上投射一光域。此光域有助于调节射束各参数和相对于治疗机头正确地安置病人。

照域尺寸是通过改变穿过治疗机头中准直仪的一个孔口来予以调节的。此孔口由设定X轴准直仪颚板和Y轴准直仪颚板而予以限定。各颚板是可通过限制射束的斜向散布而确定照域尺寸的辐射衰减材料板块。依照惯例，X轴颚板位于Y轴颚板以下。

理想的是，X射线辐射束的照域尺寸是用在为病人调定之中的光域尺寸的复制。不过，许多因素使得难以达到辐射域尺寸对光域尺寸的重合。可见光束和X射线束的一些特征量(光强、点斑尺寸，以及位置)是有显著区别的。其次，不同的X射线能量具有不同的散射分量也是使照域尺寸难以重合的另一现象。两种区域边沿的半影是不一致的。结果，如果各准直仪颚板在调定过程中予以调节，以致只照射有待治疗区，则X射线束的照域尺寸可以是显著不同的。

为了加大光域尺寸与辐射域尺寸之间的重合，可在各颚板的边沿上装接调整片。调整片由一种可透过X射线辐射但却阻挡可见光线的材料制成。比如，调整片可以由铝材制成。一般，光域大于X射线域，以致具有适当宽度的调整片会至少减小这种差别。调整片可以是X射线透明板片，稍微(比如4.3mm)突出在各准直仪颚板的端面之外以调整光域。不过，造成不重合现象的半影部分地取决于能量位级。当辐射系统设定得在较低能量位级(比如，6MV)上提供辐射时是适合的调整片，将在此系统重新设定得在较高能量位级上(比如，23MV)提供辐射时，在建立重合方面是较少有效的。任由选择的是，调整片的宽度可以选定得在可以由此系统生成的能量位级范围的中心处达到光域尺寸对辐射域尺寸的重合，但是这要求使用者让步于在系统的能量容量的高、低两端处的非最佳状况。

所以需要一种方法和系统，可以动态方式建立辐射系统的在调定模态中的光域和操作模态中的辐射域的区域尺寸之间的重合。

辐射系统的区域尺寸重合是由每当此系统在发光模态与辐射模态之间切换时自动地调节区域限定装置来形成的。在一项实施例中，区域限定装置是X射线系统准直仪的颚板组件，其中发光模态用以调定过程之中，以便向予先选定的区域施加辐射。实施区域限定装置的自动调节是为了补偿在发光模态中限定的光域与在辐射模态中限定的辐射域之间的尺寸差别。需要的补偿取决于至少一种变量，诸如有待辐照的区域的尺寸和辐射的能量位级。因而，此最佳实施例包括确定和存储可指出在区域限定装置的不同设定和在辐射的不同能量位级情况下的所需补偿增量的数据。

图1是按照本发明用于形成自动化区域尺寸重合的一种辐射系统的透视图。

图2是图1中辐射系统的框图。

图3是用于图2中准直仪的区域限定装置的示意图。