[發明專利]基于腫瘤運動追蹤和放射治療的劑量重建裝置

有效

• 申請號: 202110399626.4
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113101547B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 李夏東;沈麗娟
• 申請（專利權）人: 李夏東;沈麗娟
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 合肥初航知識產權代理事務所(普通合伙) 34171
• 代理人: 謝永;金娟娟

本發明涉及一種4D劑量重建裝置，公開了一種基于腫瘤運動追蹤和放射治療的劑量重建裝置，其包括用于放置劑量驗證設備的托架(1)，托架(1)包括用于將托架(1)固定在放射治療設備機頭上的固定架(11)，還包括用于帶動劑量驗證設備運動的滑架(12)，托架(1)上還設有用于控制滑架(12)運動的數控電機。本發明引入腫瘤運動因素能夠使得腫瘤放射治療方案得到有效改善，使得患者最終治療更加接近于實際情況，大大提高了腫瘤放射治療的安全性和有效性。

技術領域

本發明涉及一種4D劑量重建裝置，尤其涉及了一種基于腫瘤運動追蹤和放射治療的劑量重建裝置。

背景技術

肺癌的放射治療在近幾十年取得了顯著的成績，但是對于局部控制率較低卻仍然是最大的問題。手術是早期肺癌的標準治療手段，放療是不能耐受手術或者拒絕手術早期肺癌患者的主要治療手段，采用常規分割放療技術治療早期肺癌的效果欠佳，患者的5年生存率10-30％。對于早期的手術無法切除的肺癌應用立體定向放射治療(stereotacticbody?radiation?therapy,SBRT)能夠獲得較為理想的局部控制概率與總生存率。然而由于肺部腫瘤受呼吸運動的影響較大，特別對于小體積腫瘤且呼吸幅度大的患者，放療過程中常常會漏照靶區或者使靶區的劑量分布不均勻，這種情況就會大大削弱SBRT的治療療效。

進行放射治療前使用的質量控制工具大都是基于計劃CT(患者某一個靜態時象CT)進行的劑量驗證，例如Mapcheck、Compass、Arccheck等，這些都無法將腫瘤的運動信息考慮進去，這樣的質量控制事實上是不完善的，不能完全模擬運動腫瘤的實時受照射劑量。因此亟需研發一種新型的能夠在放射治療中實現實時腫瘤運動追蹤的4D放射治療劑量驗證的軟硬件成套系統，實現肺癌患者放射治療的個體化劑量實時重建，實現劑量引導的放射治療。

目前，國內外基于4DCT圖像的劑量學研究主要存在的問題是：

(1)片面地將四維計算機斷層影像(Four?Dimensional?Computed?Tomography,4DCT)重建序列,平均密度投影(Average?Intensity?Projection,AIP)、最大密度投影(Maximum?Intensity?Projection,MIP)序列以及其它個別序列圖像用于靶區勾畫，用于形成ITV的4DCT的重建圖像序列選取隨意，沒有理論基礎和臨床實踐依據。美國和歐洲的研究都沒有明確“從靜態CT中提取的特征是4DCT圖像提取特征的參考金標準”這個問題。

(2)在研究方法上，目前國內外相關研究主要采用一維運動模體來模擬呼吸幅度對4DCT圖像及對放射治療ITV的影響，沒有考慮臨床真實呼吸運動的情況。它們簡單地將復雜的三維呼吸運動簡化為一維運動，并且忽略了呼吸頻率等重要參數對靶區實際劑量的影響；

(3)忽視了4DCT掃描設備和掃描參數設置的差異，基于4DCT放射治療和劑量驗證必須以深入研究4DCT影像受呼吸運動和掃描參數設置影響為前提和基礎。在同一個影像中心內，具有相同呼吸幅度和頻率的患者，采用不同掃描參數，其4DCT的成像結果也不盡相同，因此基于4DCT的放射治療和劑量驗證也應該考慮掃描設備和掃描參數設置的差異。

(4)對4DCT圖像的預處理問題尚處在初步探索階段，目前缺乏可供臨床使用的可靠結論。

國內外劑量驗證設備目前還在3D階段，沒有4D劑量驗證設備，放射治療3D劑量驗證設備主要為Mapcheck、Compass劑量驗證系統，這些系統售價為150-200萬左右，而且每個放射治療中心為滿足腫瘤質控要求必須配備，美國醫學物理協會2006年推出的指南AAPMTG76號指出，對于存在呼吸運動位置的腫瘤一定要進行運動管理，目前運動管理還是依靠外部施加壓力等方式進行，這樣患者治療的依從性比較差，治療比較痛苦。