[發明專利]一種在Pinnacle治療計劃系統上實現放療計劃移植的方法

有效

• 申請號: 201410492407.0
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104252580B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 白曈;朱健;李寶生;尹勇;舒華忠
• 申請（專利權）人: 山東省腫瘤醫院
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 濟南信達專利事務所有限公司37100
• 代理人: 姜明

技術領域

本發明涉及計算機在腫瘤放療計劃中的應用技術領域，具體地說是一種在Pinnacle治療計劃系統上實現放療計劃移植的方法。

背景技術

腫瘤放射治療基本流程

對每一例確診接受放療的患者，其治療的基本流程，如圖1所示，包括“①CT定位（得到“首程CT”）→②計劃設計（得到“首程計劃”） →③加速器下實施治療→治療一段時間后→④CT復位（得到“復位CT”） →⑤重新設計放療計劃（得到“復位計劃”） →⑥按照復位計劃在加速器下實施治療”。其中④⑤⑥可能會出現不止一次。對各步驟具體解釋如下：

①CT定位：也叫CT模擬定位，即通過真空墊、熱塑面膜等輔助設備將患者固定于CT掃描床上，在定位激光燈的指導下，于患者體表斷層方向共面地貼敷前、左、右三個標記點，其中左、右兩個標記點必須保證處于同一水平面上，在此基礎上對患者計劃接受放射治療的部位進行CT掃描，如圖2所示。這里得到的一套CT圖像通常稱為“首程CT”或“定位CT”，用于首程放療計劃的制定；

②計劃設計：即在定位CT圖像空間中，通過放療計劃系統設計患者首程放療計劃，并對腫瘤及其周圍各正常組織受輻射情況進行統計評估，確保腫瘤受到盡可能高劑量輻射的同時盡量降低周圍正常組織的受照射劑量，如圖3所示。這里得到的放療計劃通常稱為“首程計劃”；

③加速器下實施治療：將患者按照CT定位時相同的體位和技術重新固定到醫用直線加速器治療床上，如圖4所示，隨后加速器從計算機服務器讀取放療計劃，并按照計劃中設定的各劑量學和機械參數執行放療計劃，即投射X射線到患者體內，完成一次治療；

④CT復位：經過一段時間的治療后，考慮到患者腫瘤的退縮及其周圍正常組織位置可能出現變化，對患者再次進行CT定位掃描。這一過程通常會繼續沿用患者首程CT掃描時體表貼敷的標記點。這里得到的新的CT圖像通常稱為“復位CT”，用于復位放療計劃的制定；

⑤重新設計放療計劃：在復位CT斷層圖像上重新勾畫腫瘤及其周圍正常組織輪廓，重新設計放療計劃，以使得放療計劃符合復位時腫瘤及其周圍正常組織的結構，從而更準確地將輻射劑量投射到腫瘤上的同時，更有效地避免周圍正常組織受到額外照射。

放射治療計劃系統：

放射治療計劃系統是一種通過對放射源及患者建模，來模擬一個放射治療方案的計算機軟件系統，如圖5所示。在腫瘤患者接受放射治療前，要在放療計劃系統平臺上為每一例患者進行具有針對性的放療計劃設計：首先，由影像科醫生對體表貼有共面的前、左、右三個定位標記點的患者進行CT掃描，并將掃描后得到的患者體部斷層圖像傳輸至放療計劃系統計算機工作站；第二步，由放療科臨床醫生在放療計劃系統顯示的患者斷層圖像上逐層勾畫腫瘤區域及腫瘤周圍各正常器官的輪廓；第三步，由腫瘤放射物理師在放療計劃系統上重建CT圖像所描述的患者體內三維空間和勾畫出的腫瘤、正常器官輪廓；第四步，設定放射治療照射等中心，并以此等中心為基準設置放射治療所需投射X線的各照射野，包括設置各照射角度、照射能量、照射強度及照射野內所有子野的多葉光柵位置（即照射形狀）；第五步，在CT空間中，對全部照射野所投射的劑量進行計算，模擬患者接受放射治療的過程，并通過劑量-體積直方圖統計分析腫瘤及其周圍各正常組織受到的輻射劑量。

為什么要進行計劃移植：

腫瘤及其周圍正常組織是在變化的。腫瘤放射治療的整個療程從第一次CT掃描開始到整個療程結束，以“每天治療一次×每周五天”的常規治療模式為例，通常要持續6~8周時間。在首程放療計劃實施治療大約3~4周后，一部分患者的腫瘤靶區將出現退縮，相應的周圍正常器官位置也將出現變化，如圖6所示。這時，需要根據腫瘤及其周圍正常組織的變化及時調整放療計劃，即在首程放療計劃執行一段時間后，根據腫瘤病理類型及患者自身特點，由放療科醫生決定在何時對患者進行復位CT掃描及重新制定放療計劃。

因此，在圖6所示這種情況下（通常情況），醫生希望將首程放療計劃移植到復位CT空間中，用以評估首程計劃在患者當前腫瘤及正常組織結構下的劑量分布，在此基礎上來決定后程放療計劃應當對腫瘤施以多大處方劑量的照射。如果不進行這種評估，將造成腫瘤漏照或者正常組織受照劑量超標的情況：如圖6（a）所示的情況，復位CT顯示首程計劃的部分劑量并未投射在腫瘤上，而是投射在腫瘤消退后留出的肺組織中，若不予考慮這一因素，后程計劃對肺組織的輻射劑量很可能超標，造成放射性肺損傷等并發癥，影響患者生活質量和生存率。而進行計劃移植后，就可以準確地評估首程計劃在現有解剖結構下投射的劑量，從而給后續治療計劃的制定以科學的指導。

現有技術存在的不足：