本發(fā)明涉及腔內(nèi)放射性治療技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種用于提高宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃準(zhǔn)確度的制定方法。

背景技術(shù)：

目前治療宮頸癌主要采用的施源器為三管施源器，三管施源器是經(jīng)典的宮頸癌后裝治療用施源器，可獲得等劑量曲線呈正扁梨型分布，前后方劑量比兩側(cè)低，這樣就有效保護(hù)了子宮前方的膀胱和后方的直腸，治療后患者的直腸膀胱損傷減少。但由于三管施源器是從歐美引進(jìn)的，對(duì)歐美女性的體質(zhì)比較契合，對(duì)于亞洲女性的體質(zhì)而言，三管施源器的三根互相呈90°角的施源管，為三管施源器的使用和操作都帶來(lái)了較大困難，尤其是在三管施源器使用的過(guò)程中，病人的痛苦比較大。

后經(jīng)發(fā)現(xiàn)，可以通過(guò)采用遮擋材料遮擋放射線的方式，使單管施源器也能夠?qū)崿F(xiàn)三管施源器的效果，同樣可以獲得等劑量曲線呈正扁梨型分布，有效保護(hù)子宮前方的膀胱和后方的直腸，減少治療后患者直腸膀胱的損傷，而且單管施源器只有一個(gè)根施源管，在使用和操作時(shí)都較為容易，病人在治療過(guò)程中，基本沒(méi)有痛苦。

申請(qǐng)人基于此原理，在2007年9月22日，申請(qǐng)了專(zhuān)利號(hào)為：zl200710050108.1，專(zhuān)利名稱(chēng)為：可用于ct掃描的宮頸癌單管式后裝施源器，的發(fā)明專(zhuān)利，并獲得授權(quán)。該專(zhuān)利即是將施源器的治療端設(shè)置成均由屏蔽功能材料制成的橢圓形內(nèi)管，對(duì)放射源的放射線進(jìn)行了選擇性的遮擋，從而實(shí)現(xiàn)三管施源器的放射效果。

在傳統(tǒng)的后裝治療系統(tǒng)中，構(gòu)建的三維劑量分布模型，針對(duì)的是未經(jīng)過(guò)遮擋的放射源，由于該單管施源器的放射源經(jīng)過(guò)遮擋材料的遮擋，射線會(huì)被遮擋材料吸收，并發(fā)生散射等，再使用原有的三維劑量分布模型，則在后裝治療系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)較大誤差，從而導(dǎo)致整個(gè)后裝放療計(jì)劃的不準(zhǔn)確，因此需要原有的后裝計(jì)劃進(jìn)行修正，使其能夠用于針對(duì)申請(qǐng)人發(fā)明的單管施源器治療。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種更為精準(zhǔn)，用于提高宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃準(zhǔn)確度的制定方法。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種用于提高宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃準(zhǔn)確度的制定方法，包括以下步驟：

(1)使用具有遮擋材料的單管后裝施源器作為宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃的主體治療裝置；

(2)選擇合適的放射源和遮擋材料，并獲取患者近距離放射治療時(shí)的斷層圖像；

(3)通過(guò)后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)制作普通后裝放療計(jì)劃，根據(jù)普通后裝放療計(jì)劃，確定放射源的駐留點(diǎn)、以及放射源在駐留點(diǎn)的放射時(shí)間；

(4)通過(guò)商業(yè)數(shù)學(xué)軟件構(gòu)建單管后裝施源器的三維劑量分布模型，通過(guò)商業(yè)數(shù)學(xué)軟件結(jié)合放射源的駐留點(diǎn)、放射時(shí)間、以及放射源的遮擋情況，模擬出整體放療過(guò)程中三維劑量貢獻(xiàn)分布模型；

(5)對(duì)模擬出單管后裝施源器三維劑量分布模型進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證；

(6)將單管后裝施源器三維劑量分布模型導(dǎo)入后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)中，通過(guò)后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)輔助宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃的制定。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(4)中，通過(guò)商業(yè)數(shù)學(xué)軟件構(gòu)建的單管后裝施源器的三維劑量分布模型為：

其中，放射源j坐標(biāo)為目標(biāo)點(diǎn)i相對(duì)于放射源j的坐標(biāo)為放射源j所在三維空間內(nèi)存在m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i，則第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i的坐標(biāo)為sk為空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度，∧為劑量率常數(shù)，g(r，θ)為幾何因子g(r，θ)，g(rim，θim)為徑向劑量函數(shù)，f(rim，θim)為方向性函數(shù)，以上均能夠通過(guò)裂隙放射源的放射治療劑量公式(tg43)得出；遮擋材料對(duì)于放射源的平均衰減系數(shù)根據(jù)遮擋材料和放射源性質(zhì)得出；遮擋材料厚度lim，根據(jù)權(quán)利要求1中單管后裝施源器內(nèi)遮擋材料厚度的數(shù)學(xué)模型得出；放射時(shí)間t作為放射劑量貢獻(xiàn)的自變量，dim則為放射源j在第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i處的放射劑量貢獻(xiàn)，即存在遮擋材料的三維劑量貢獻(xiàn)分布模型；

所有目標(biāo)點(diǎn)的總放射劑量貢獻(xiàn)di為：

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述單管后裝施源器內(nèi)遮擋材料為橫截面為橢圓形的圓柱，該圓柱的中部設(shè)有安置放射源的半徑為r0的圓孔，則遮擋材料厚度lim的計(jì)算方法為：

其中，遮擋材料上的第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i所在平面截得遮擋材料為橢圓，設(shè)該橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為a，短軸長(zhǎng)度為b，a和b的值均可根據(jù)點(diǎn)i的坐標(biāo)得出。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，患者的斷層圖像采用ct機(jī)掃描獲取。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，選擇的遮擋材料為鉛或鎢合金。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，選擇的放射源為ir192。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(4)中商業(yè)數(shù)學(xué)軟件為matlab軟件。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，進(jìn)一步地，所述步驟(5)中，對(duì)三維劑量分布模型的驗(yàn)證過(guò)程為，將單管后裝施源器置于模擬的人體內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)實(shí)際放療需求，使用商業(yè)數(shù)學(xué)軟件得出顯示劑量分布的模型，檢測(cè)區(qū)域空間內(nèi)的實(shí)際放射劑量，然后將實(shí)際測(cè)得的放射劑量與模型顯示的劑量進(jìn)行比較。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本發(fā)明通過(guò)對(duì)宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃進(jìn)行修正，得出能夠針對(duì)具有遮擋材料的單管后裝施源器構(gòu)建相應(yīng)的三維劑量的分布模型，大大提高了宮頸癌后裝計(jì)劃制定的精準(zhǔn)程度，為使用單管后裝施源器治療的病人帶來(lái)的福音。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更為明顯：

圖1為等劑量曲線三維全景圖；

圖2為等劑量曲線三維矢狀面圖；

圖3為等劑量曲線三維冠狀面圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此，在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，做出各種替換和變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。為使本發(fā)明的目的、工藝條件及優(yōu)點(diǎn)作用更加清楚明白，結(jié)合以下實(shí)施實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施實(shí)例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例公開(kāi)根據(jù)用于提高宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃準(zhǔn)確度的制定方法，提供一種具體的制定示例，如下：

使用單管后裝施源器作為宮頸癌后裝放射治療計(jì)劃的主體治療裝置，并選擇鉛作為單管后裝施源器的遮擋材料，ir192作為放射源，并使用matlab軟件來(lái)模擬單管后裝施源器三維劑量分布模型。

通過(guò)普通后裝放療計(jì)劃，得出12個(gè)駐留點(diǎn)，分別是：

x＝-8:0.25:8；y＝x；z＝x；

[x,y,z]＝meshgrid(x)；

xlr1＝0，ylr1＝0，zlr1＝0.5；

xlr2＝0，ylr2＝0，zlr2＝1；

xlr3＝0，ylr3＝0，zlr3＝1.5；

xlr4＝0，ylr4＝0，zlr4＝2；

xlr5＝0，ylr5＝0，zlr5＝2.5；

xlr6＝0，ylr6＝0，zlr6＝3；

xlr7＝0，ylr7＝0，zlr7＝3.5；

xlr8＝0，ylr8＝0，zlr8＝4；

xlr9＝0，ylr9＝0，zlr9＝4.5；

xlr10＝0，ylr10＝0，zlr10＝5；

xlr11＝0，ylr11＝0，zlr11＝5.5；

xlr12＝0，ylr12＝0，zlr12＝6；

以及駐留時(shí)間tn，即

t1＝60.93s，

t2＝53.25s，

t3＝36.20，

t4＝42.02，

t5＝21.45，

t6＝9.64，

t7＝11.84，

t8＝34.84，

t9＝76.68，

t10＝126.17，

t11＝165.05，

t12＝194.51；

然后通過(guò)matlab軟件結(jié)合放射源的駐留點(diǎn)、放射時(shí)間、以及放射源的遮擋情況，即

q＝heng_withblockzlg(x，y，z，xlr1，ylr1，zlr1，t1)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr2，ylr2，zlr2，t2)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr3，ylr3，zlr3，t3)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr4，ylr4，zlr4，t4)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr5，ylr5，zlr5，t5)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr6，ylr6，zlr6，t6)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr7，ylr7，zlr7，t7)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr8，ylr8，zlr8，t8)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr9，ylr9，zlr9，t9)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr10，ylr10，zlr10，t10)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr11，ylr11，zlr11，t11)+heng_withblockzlg(x，y，z，xlr12，ylr12，zlr12，t12)；

[p，v]＝isosurface(x，y，z，q，600)；％用isosurface得到函數(shù)f＝0圖形的點(diǎn)和面patch('faces'，p，'vertices'，v，'facevertexcdata'，jet(size(v，1))，'facecolor'，'w'，'edgecolor'，'flat')；％用patch繪制三角網(wǎng)格圖并設(shè)定色彩view(3)；gridon；axisequal。

模擬出整體放療過(guò)程中三維劑量貢獻(xiàn)分布模型，模擬后的圖像如圖1，圖2，圖3所示。

然后對(duì)模擬出單管后裝施源器三維劑量分布模型進(jìn)行實(shí)體驗(yàn)證；再將單管后裝施源器三維劑量分布模型導(dǎo)入后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)中，通過(guò)后裝治療計(jì)劃系統(tǒng)輔助放射治療宮頸癌后裝計(jì)劃的制定。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地限定所述步驟(4)中，通過(guò)商業(yè)數(shù)學(xué)軟件構(gòu)建的單管后裝施源器的三維劑量分布模型為：

其中，放射源j坐標(biāo)為目標(biāo)點(diǎn)i相對(duì)于放射源j的坐標(biāo)為放射源j所在三維空間內(nèi)存在m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i，則第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i的坐標(biāo)為sk為空氣比釋動(dòng)能強(qiáng)度，∧為劑量率常數(shù)，g(r，θ)為幾何因子g(r，θ)，g(rim，θim)為徑向劑量函數(shù)，f(rim，θim)為方向性函數(shù)，以上均能夠通過(guò)裂隙放射源的放射治療劑量公式(tg43)得出；遮擋材料對(duì)于放射源的平均衰減系數(shù)根據(jù)遮擋材料和放射源性質(zhì)得出；遮擋材料厚度lim，根據(jù)權(quán)利要求1中單管后裝施源器內(nèi)遮擋材料厚度的數(shù)學(xué)模型得出；放射時(shí)間t作為放射劑量貢獻(xiàn)的自變量，dim則為放射源j在第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i處的放射劑量貢獻(xiàn)，即存在遮擋材料的三維劑量貢獻(xiàn)分布模型；

所有目標(biāo)點(diǎn)的總放射劑量貢獻(xiàn)di為：本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，不再贅述。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地限定所述單管后裝施源器內(nèi)遮擋材料為橫截面為橢圓形的圓柱，該圓柱的中部設(shè)有安置放射源的半徑為r0的圓孔，則遮擋材料厚度lim的計(jì)算方法為：

其中，遮擋材料上的第m個(gè)目標(biāo)點(diǎn)i所在平面截得遮擋材料為橢圓，設(shè)該橢圓長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為a，短軸長(zhǎng)度為b，a和b的值均可根據(jù)點(diǎn)i的坐標(biāo)得出。本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，不再贅述。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地限定所述步驟(2)中，患者的斷層圖像采用ct機(jī)掃描獲取。本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，不再贅述。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地限定所述步驟(5)中，對(duì)三維劑量分布模型的驗(yàn)證過(guò)程為，將單管后裝施源器置于模擬的人體內(nèi)環(huán)境中，根據(jù)實(shí)際放療需求，使用商業(yè)數(shù)學(xué)軟件得出顯示劑量分布的模型，檢測(cè)區(qū)域空間內(nèi)的實(shí)際放射劑量，然后將實(shí)際測(cè)得的放射劑量與模型顯示的劑量進(jìn)行比較。本實(shí)施例的其他部分與上述實(shí)施例相同，不再贅述。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨下可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。