[發(fā)明專利]一種放射治療等效均勻劑量計算的模型方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910197600.4
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN109712714A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 戴立言;周云
• 申請（專利權）人: 戴立言;周云
• 主分類號: G16H50/50
• 分類號: G16H50/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開一種放射治療等效均勻劑量計算的模型方法，不根本改變LQ模型又能很好地反映單次大劑量下細胞生存情況，保證原有臨床經驗繼續(xù)有效，在原數據稍加修正后也能用于大劑量照射的效果評估；基于分段二次函數模型的等效均勻劑量，利用該公式，治療計劃系統(tǒng)可以迅速獲得腫瘤及正常組織的等效均勻劑量，利于不同劑量分割模式不同劑量分布形態(tài)的放療方案比較評估，用分段二次函數模型解決了傳統(tǒng)線性二次模型對大劑量照射后細胞存活率預測偏差大的問題，基于該模型的等效均勻劑量模型使不同劑量分布下的治療效果可以相互比較，將潛在倍增時間納入后，單次大劑量照射在克服細胞增殖方面的優(yōu)勢得以體現，基本解決了臨床應用放射生物模型中的困難。

技術領域

本發(fā)明一種放射治療等效均勻劑量計算的模型方法，屬于放射治療技術領域。

背景技術

腫瘤放射治療是利用放射線治療腫瘤的一種治療方法，與手術和藥物治療一樣，放療已成為腫瘤治療的一個重要的治療手段。放射治療的根本目的，是給腫瘤區(qū)域很高的治愈劑量，而其周圍組織和器官接受的劑量最少。它可以理解為必須在腫瘤組織和正常組織的劑量效應之間取得適當的折中的劑量。

經過一個多世紀的臨床實踐，證實分次放射治療已成為業(yè)內公認的行之有效的放射治療的基本原則。臨床和生物研究證明，照射分次的次數和單次劑量的大小是影響放射生物效應的極其重要的因素，例如同樣總劑量為5000cGy，500cGy x 10次的方案與250cGyx25次的方案，會有很大的臨床效果差異。

對于不同的分次數和單次劑量所產生的生物效應，臨床上通常會使用LQ線性二次模型來進行計算，即通過總劑量和分次的次數，來計算照射后細胞存活率。公式如下：

其中：

S為細胞存活率；

α為單位劑量的單個射線粒子使細胞直接殺滅的平均概率；

β為單位劑量平方的兩個射線粒子使細胞殺滅的平均概率；

N為分次數。

實際上，α和β不僅與組織有關，而且與所用的射線能量有關。該模型公式在低劑量段與實驗結果符合很好，但是在高劑量段，與實驗結果存在較大的差異。

臨床上通常用生存率S的對數表示放射生物學效應E，即：

考慮到腫瘤靶區(qū)內部不同區(qū)域劑量分布不均勻，為了衡量劑量分布的不均勻性帶來的總的生物效應，臨床上通常使用等效均勻劑量EUD來計算，公式如下：

其中，D_i是體積元素‘i’的劑量，v_i是元素‘i’對應的體積，a是參數。

隨著放射治療方式的改進，臨床不斷嘗試著新的劑量分割模式，也取得了不錯的治療效果。過去幾十年，立體定向體部放療（stereotactic body radiotherapy，SBRT）技術取得了快速發(fā)展，在體部的多種腫瘤的治療中取得了較好的療效并積累了大量的經驗。SBRT是利用比較高的單次劑量，進行較少幾次照射即能達到根治性劑量以消滅腫瘤，即少分次，單次大劑量的治療模式。立體定向放射治療（SBRT）已被嘗試用于諸多前瞻性研究中，并被臨床認可作為治療局部進展或術后復發(fā)腫瘤的一種方式。