CN1791807A - 放射疗法中的治疗前验证方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及以高精度测量患者形状的仿真模型中剂量分布的方法。本发明包括：测量仿真模型中剂量分布的方法、在所述仿真模型中的检测器配置、检测器的改进以及能够以精确的方式应用校正因子的测量方法。

Description

放射疗法中的治疗前验证方法
技术领域
本发明一般涉及放射疗法治疗验证。具体地说，本发明是有关用于验证按计划拟定的利用放射疗法对患者具体癌症的治疗，特别是强度调制的放射治疗的方法、检测器配置、检测器和计算机可读介质。
发明背景
20世纪早期以来，放射疗法一直用于治疗人体内的癌症。虽然已知放射对癌症肿瘤是有效的，但许多癌症的死亡率很长时间实际上都没有改变。其主要的原因是不能控制原发肿瘤或转移的发生。只有改善局部控制才可使治疗更为有效。过去几年中，放射疗法中的治疗计划系统TPS已有广泛发展，现已能将患者的解剖情况考虑在内，并能较快地计划出对每个患者的更佳治疗方案，对目标的均匀剂量和对危险器官的最小剂量。
实施这种最佳治疗的治疗技术比传统的治疗技术更为复杂，因为必须对每个照射区进行侧面强度调制，从而对患者的体形和解剖差异进行补偿，所述技术称为IMRT-强度调制放射疗法。可以利用补偿器，即为每次投射单独制作的滤光器，来实施所述技术，这样，由于一次光子束的衰减而将各个部分照射区的强度降低到预定水平。但在使用数次投射(4-8)，且每次投射都要求单独的补偿器时，这种技术既费时又费力。而且，射束在过滤器中的衰减导致不需要的射束频谱分布的改变，而使整个过程复杂化。因此，实施IMRT的最常用的方法是利用MLC(多叶片准直器)，这种装置包括一些薄块(准直器叶片)，所述各薄块可以单独定位以阻挡一小部分照射区，从而将射束在侧面方向上成形为各种不规则的形状。每次投射时，使准直器叶片在治疗时移动，这样在各次投射时使射束截面的不同部分发光--剂量分布被调制。利用在射束进行例如ARC疗法时也改变投射的更为精致复杂的技术，可以进一步改进对于肿瘤的剂量分布一致性。
在传统疗法中，对中心轴上和少数离轴点的剂量分布水平进行定期验证就足以验证射束的对称性和射束平整性。新的治疗技术就较复杂，涉及在数个系统和治疗系统子模块之间的信息转移，且射束的截面对每个患者的每次投射都各不相同，所以要求有广泛的质量保证。
IMRT的基本原理(即通过比其它部分更长地阻挡某些部分的照射区来建立照射区中的剂量)增加了射束投射时间，于是对于照射区外区域的剂量增加。在IMRT中，对于照射区外区域剂量的精确测量就比在传统治疗中更为重要，这个需求又增加了测量过程方面的要求。
利用IMRT技术的放射疗法临床治疗中的良好质量控制过程包括：
·在治疗设备被接受用于治疗之前，各设备特定的质量保证，例如剂量速率的稳定性检查、治疗系统稳定所需的时间、MLC的机械QA(质量保证)等。
·治疗前验证-在对患者进行第一次部分治疗投射之前对各个治疗计划进行的测量，以验证精确地实施治疗的能力。
·患者放射剂量测定或活体放射剂量测定-在实际治疗中验证对患者的辐照，见瑞典专利申请0201371-2。
可以利用与射束垂直定位的平面仿真模型上的2D检测器对每次投射进行治疗前验证，或者用检测器利用身体仿真模型对包括所有投射的一次治疗情况进行治疗前验证。这两种方法用传统的测量技术都可实施，但两者在方法学和测量精度上都有重大的限制。
第一种方法的缺点在于：
·逐一地验证每次投射而不是在一次比较中验证所有投射的总和，既复杂又费时。
·花费不必要的精力来校正每次投射的小误差，如果可以将所有投射加起来，这些小误差是可以忽略不计的。
·这种验证不包括台架角度和准直器旋转的误差，因为所述装置或者固定在台架上或者在验证时没有使用台架旋转。
·这种方法在ARC疗法中没有用(如上述)。
·测量中缺乏时间分辨率，在没有更新测量的情况下就不能分析例如子照射区或照射区分段中的测量偏差过程。此外不能区分辐射剂量是否在呼吸周期中预期的时刻提供。
第一种方法已用在Sun Nuclear INC.的产品MapCheck上，所述产品包括二极管矩阵，其中每个检测器对一次投射实施中的剂量进行累计。在同一射束方向的同一深度上进行测量简化了对检测器的大部分要求，使之类似于在传统测量中的要求。但对主要照射区外部的高精度测量要求(如上述)对检测器提出了一些要求，对半导体来说最难满足的要求是能量无关性。
第二种方法利用身体形状或头-颈形状的塑料仿真模型来模拟病床上的患者，见US-6,364,529〔MED TEC IOWA INC(US)〕，将某种类型的检测器插入仿真模型中。放在病床上的仿真模型，与台架旋转没有联系，在任何有关的投射中都可以像对患者一样被辐射。这样可以在仿真模型中的任何一点测量所有投射的辐射剂量。在例如MLC位置、台架角度、准直器旋转等方面的实施误差在仿真模型中引起的剂量差异类似于在患者中所引起的差异。
直到如今，这种方法一直和在射束和少数几个点检测器方向上设置在仿真模型内的放射胶片一起使用。胶片以高空间分辨率沿射束方向进行二维(2D)测量。但在其中射束被调制的整个照射区，所述方法限于沿胶片测量(1D)。胶片的所述取向的主要原因是胶片用作检测器的缺点。放射胶片的响应取决于数个参数，例如，辐射方向、能量、压力(曝光时胶片上的压力)、显影过程、褪色、线性等。此外，胶片是累积检测器，因而胶片数据不具有时间分辨率，所以分析测量和治疗计划之间差异的原因常常或多或少不可能。理想的点检测器应精确测量点剂量，但少数几个点检测器不能验证在各次投射中的强度调制射束。理想的检测器不存在，且目前所用的没有时间分辨率和/或与治疗阶段同步或有关治疗阶段的记录的测量方法不可能对测量进行相关的校正以改进测量结果。
目前在放射疗法市场上使用的直接测量检测器是电离室和半导体。电离室一般比半导体具有更长期的稳定性。但电离室的空间分辨率相当有限，通常为3-4mm，在本文所讨论的应用中这是一个主要的限制。
大约在10年前，曾建议将闪烁检测器用于放射疗法，但一直未能使所述技术在实际中奏效。主要原因之一在于：必须不让用于将光转换为电信号的光电倍增(PM)管或光电二极管进入主要射束之内，而且用于将闪烁检测器连接到PM管或光电二极管的光纤也会造成闪烁。曾提出使用假光纤的建议，但其中的技术问题一直未能解决。
半导体主要是二极管或MOSFET检测器。这两种类型都基于硅，所以它们具有相同或类似的能量相关性，且二者都具有高比效的测量辐射，在测量小剂量时这是个重要的参数。2002年6月的Med.Phys.29(6)中，Chuang，F.Cynthia等人的”Investigation of the use ofMOSFET for clinical IMRT dosimetric verification”一文公开了用于IMRT验证的MOSFET检测器系统。所述系统提供简易校准和即刻读出测试结果，但其再现性/线性/能量和角度响应都类似于传统的放射测量计。但所公开的MOSFET检测器系统的主要缺点是检测器的寿命有限，主要是因辐射破坏所致。通常，MOSFET检测器抗辐射破坏的容限是大约200戈(Gy)。此外，MOSFET中所吸收的剂量可以直接读出或者在使用之后而不是在实时应用中读出。
二极管是非常可靠的检测器，具有超过200000Gy的抗辐射破坏的高容限，比MOSFET高出大约1000倍。MOSFET检测器和电离室都需要偏压，使具有大量检测器的系统更复杂了。二极管通常是非常可靠的检测器，用在许多应用中，例如在活体放射剂量测量中的累计测量，以及在小照射区分别实时测量中的输出因数测量，例如在水仿真模型中的相对测量。其主要的限制在于能量相关性和长期稳定性，虽然后者在近年来已有改进。
发明的简要说明
所以，本发明的目的是提供一种有效的治疗前测量方法，它能充分且精确地验证拟施加给患者的完整治疗部分(所有射束投射)的剂量分布。
本发明的另一目的是提供找出与治疗计划有差异的原因的工具。
按照本发明这些以及其它目的是通过提供具有在独立权利要求中所定义的特征的方法、计算机可读介质和检测器配置来实现的。本发明的优选实施例具有从属权利要求的特征。
按照本发明的第一方面，提供一种测量仿真模型中剂量分布的方法，用于放射疗法的治疗验证，其中将至少两个检测器平面以非平行方式设置在所述仿真模型中，每个平面配备有多个二极管检测器，其中使用患者的具体治疗方案对所述仿真模型进行照射。所述方法包括以下步骤：通过利用所述检测器进行测量来获得有关所述仿真模型中剂量分布的信息；以时间间隔划分测量值；以及把所述信息用于治疗验证中。
按照本发明的第二方面，提供适用于放射疗法的仿真模型中的检测器配置，所述检测器配置包括配备有多个二极管检测器的至少两个检测器平面，用于测量所述仿真模型中的辐射，所述辐射是使用患者的具体治疗方案来施加的。以非平行方式设置所述各平面，其中所述检测器的厚度处在小于相关性显著的范围内最大能量电子的射程的范围内。
按照本发明的又一方面，提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括使计算机执行按照本发明第一方面的方法的指令。
所以，本发明基于以下概念，即：在仿真模型，例如身体仿真模型中(与台架旋转，即施加所述辐照的装置的旋转没有联系)在两个或两个以上非平行平面中配置二极管检测器，其中以时间间隔来划分测量结果。检测器的特殊配置使得有可能验证在任何射束投射中射束上的强度调制，并同时总计仿真模型中固定测量点上的所有投射剂量。此外，通过以时间间隔来划分测量，总体测量精度显著提高。显然，与现有解决方案相比，这是本发明的明显优势。例如，将检测器布置成3D矩阵就会需要大量增加的检测器，这又需要非常高的成本，而且还需要更多的处理时间来处理测量时从检测器获取的信息或数据。而且，划分时间间隔就能够对每个时间间隔使用单独的校正因数。此外，这便于评估动态照射区中和/或ARC疗法中的差异，并降低检测器的方向和/或能量相关性。
最好，将在仿真模型的剂量分布测量中所获取的信息用于IMRT治疗验证。
时间间隔的长度取决于所用的IMRT技术以及校正因数的大小和变化。检测器从照射区内到照射区外时的例子是最重要的，所述时间间隔取大约100msek。所以，时间间隔的典型数值是在10usek(一个脉冲，门控)到100msek的范围内。于是，时间间隔是由剂量测定的所需总精度来定义的。对于整个治疗，可将每次时间间隔中的辐照进行总加，作为验证完整治疗辐照的第一步，然后可以通过在每个照射(投射)区和子区进行比较来进一步分析差异。通过以各种方式、完整的分段、每个照射区、每个子区等等，总加各时间间隔的剂量，需要时可仍然使用相同的测量数据进行更深入的分析，而不必进行更新测量，从而节省时间并可找出周期性的误差。
按照本发明的实施例，使剂量测量和提供的加速器脉冲同步。把这些和治疗装置的当前参数，例如投射存储一起。短时间间隔(＜100msec)的测量要求每单位容积的高检测效率，特别是在同时对空间分辨率(通常为1mm)的需求也很高时。使用具有所需尺寸的硅二极管，在主照射区外所产生的信号电平在pA范围内。这样小的电流很难以高精度处理，且电子噪声变得显著。治疗系统以50到1000Hz之间的频率提供脉冲辐射剂量，每个脉冲的长度小于10μsec，所以辐射分布在小于10％的时间间隔内。仅在脉冲期间进行测量，即，使剂量测量和施加的脉冲同步，噪声就可减至最小且能以所需精度测量剂量。
按照本发明的另一实施例，测量和为其设计特许的具体治疗方案的患者的呼吸周期同步。把利用例如X射线装置所获得的外部信号(它们指示呼吸周期的阶段，例如用来接通或断开辐射射束)和每次的测量存储在一起。这样就可确定在呼吸周期各个阶段的辐照。由于具体设备的要求，可将在各种时间间隔内所测量的每个脉冲的剂量加以组合。而且，IMRT技术提高了对可再现患者定位的要求。与呼吸周期的同步，所谓的呼吸门控，减少了对健康组织的辐射。就是说，可以通过使用呼吸门控来减小为了确保确诊无疑的肿瘤处于照射区内而增加的裕度，从而降低受辐照健康组织的比例。
此外，使测量和提供的加速器脉冲同步可与使测量和呼吸脉冲同步结合使用来验证在患者呼吸周期的正确阶段提供辐射剂量。
按照本发明的实施例，按以下公式计算校正因数：
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(t+1)＝Cdir*Cdepth*Cpos    (1)
或
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(t+1)＝Cdir+Cdepth+Cpos    (2)
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(t+1)在所述仿真模型的子区f中用检测器元件n时所用的校正因数，校正从时间t(i)到t(i+1)累计的测量剂量，以得到在检测器n位置点的剂量。
Cdir校正检测器中任何方向相关性的因数
Cdepth校正检测器中任何深度(能量和/或剂量率)相关性的因数
Cpos校正检测器中任何位置(在主射束中，主射束外，主射束边缘等)相关性的因数
按照本发明的实施例，每个检测器平面可配备有检测器，检测器的厚度处在小于相关性显著的范围内最大能量电子的射程的范围内。(＜200keV，对应于硅中大约200μm)。这样，检测器的能量和/或方向相关性就显著降低，这主要是因为和它们设置于其中的介质相比，检测器中光子质量衰减的差异而致。
如本专业的技术人员所知，本发明的方法以及其优选实施例适合于以计算机程序或计算机可读介质的形式来实现，最好包括在放射疗法装置的控制和测量系统的内容中，这样就可使用计算机的处理器和存储装置。或者，可以用独立的装置来实现，所述装置包括必要的设备，例如进行本发明方法各步骤的中央处理单元CPU。这可以借助于存储在程序存储器中的专用计算机程序来实现。应理解，所述计算机程序可以在通用工业计算机上运行，而不用专门适配的计算机。
以下将利用示范实施例对本发明的其他目的和优点加以说明。
附图简要说明
在以下的详细说明中，将参阅附图，附图中：
图1a示意地示出其中设置有仿真模型的治疗设备，仿真模型配备有检测器，
图1b示意地示出图1a的设备，但其中包括人体而不是仿真模型，
图2示意地示出具有包括检测器的两个交叉平面的人体形状仿真模型的典型实例，所述检测器具有特殊配置以便优化检测器数量，
图3示意地示出投射到人体形仿真模型上的各种射束方向，
图4a-4c示意地示出在检测器平面上设置检测器的不同图案实例，
图5示意地示出按照本发明的测量仿真模型中的辐射剂量分布以便进行放射疗法验证的方法的实施例，以及
图6示意地示出其中可以实现按照本发明的测量仿真模型中的辐射剂量分布以便进行放射疗法验证的方法的系统的实施例。
发明的详细说明
图1a和1b中示意地示出利用辐射治疗肿瘤的放射疗法装置(台架)，所述放射疗法装置总的用标号10表示。所述装置包括能从治疗头发射电子束或光子束12的放射疗法系统。放射疗法系统配备有传统的照射区成形装置(未示出)，例如MLC，用于允许改变射束的侧面形状以便屏蔽人体不应受影响的区域、对射束进行强度调制并将射束集中到肿瘤上。放射疗法设备包括控制和测量装置(未示出)，后者包括处理器和存储装置，例如用于执行本发明方法各步骤的中央处理单元CPU。
设置治疗床16，供患者14躺在其上，见图1b。治疗床可以围绕垂直轴旋转，并作横向、垂直和纵向移动，以便将患者待治疗的区域置于射束区域内。
此外，按照本发明的方法使用设置在仿真模型，例如人体仿真模型中的检测器，这样设置检测器，以便将所需检测器的数量减到最少，但仍能验证所有投射中的强度调制射束，并同时测量在治疗容积中固定点上所有射束投射的总剂量分布。
最好，检测器以这样的方式设置在两个或两个以上非平行平面中，即，平面的交叉点位于治疗设备的旋转点附近，最好在距旋转点5cm的范围内，并且所述检测器平面中的任一个在图2和3的任何一种投射中覆盖射束的整个截面。图2示出设置在仿真模型22内的检测器平面20和21，其中检测器配置成行23并在区域24中，而图3示出不同投射时辐照仿真模型的典型射束方向30。
图4a-4c分别示意地示出在检测器平面40、40’和40”上检测器图案的不同实例。图4a示出检测器平面40，配备有许多检测器行41，每一个检测器行41代表检测器44的一维(1D)阵列或检测器44的z字图案43，图4b示出检测器平面40’，检测器平面40’配备有按照二维阵列，即检测器44的矩阵排列的检测器44，而图4c示出检测器平面40”，检测器平面40”配备有按照图4a和4b所示配置的组合排列的检测器44。
本发明的方法旨在利用上述设备测量和验证放射疗法中的辐射剂量供给量，特别是在对患者进行治疗之前(治疗前验证)。测量的剂量分布旨在将其重新计算成与测量仿真模型类似的仿真模型之后将其与具体患者计划治疗的剂量分布进行比较。
从诊断到IMRT治疗的典型序列如下：
·利用治疗计划系统(TPS)做出患者的个人治疗计划。患者的解剖情况已先用诊断设备如CT(计算机断层摄影)定义，而治疗装置的辐射特性一般通过TPS中输入的测量值定义。定义目标容积和危险器官，随后做出治疗的最佳计划，其中要使用如对危险器官的最大剂量和对目标的最小剂量等规范。计划的结果将由治疗设备用作设定投射、射束形态、照射区形状和MLC叶片的移动等的信息。
·将TPS中的患者具体治疗计划用于适合于进行剂量测量的仿真模型上，且利用患者的具体治疗方案计算仿真模型中的剂量分布。
·治疗前，利用患者的具体治疗方案照射与计算中所模拟的完全相同的物理仿真模型。对每次投射和所有投射、完整分段，测量并总计仿真模型中的剂量分布。
·将测量的和计算的剂量分布进行比较，以便验证患者具体治疗方案的辐射剂量供应量。
因此，通过利用检测器进行测量，就可获得有关所述仿真模型中剂量分布的信息，所述信息用于治疗验证和/或被存储。
现参阅图5，说明按照本发明测量仿真模型中剂量分布以便进行放射疗法治疗验证的方法的一般原理。
检测器平面包括按照一种检测器图案(例如图4a-4c所示之一的图案)排列的许多二极管检测器，将检测器平面放入仿真模型中。将包括检测器的仿真模型设置在治疗设备的等角点上(旋转中心)，并利用治疗室中的定位激光器对准。将测量电子电路连接到位于控制室中的PC上，见图6。可以建立治疗设备和测量电子电路之间的连接和/或通过例如LAN连接到控制PC，使测量和治疗辐照同步。在步骤52，开始治疗前验证，即按照患者的具体治疗方案照射仿真模型。然后，在步骤53，收集每个检测器在每个时间间隔的测量数据。通过使用每个时间间隔单独的校正因数，可以显著提高测量精度，见下述。在步骤54，在完成辐照后，或在同时，用方程(1)或(2)处理和校正数据。然后，在步骤55，计算射照到每个检测器上的总剂量。此外，将计划的治疗方案输入到PC-SW中。然后，在步骤56，将测量的剂量和计算的剂量进行比较。如果偏差超过某一动作水平，可以输入每次投射中治疗计划的计算剂量分布，并对每次投射重新计算剂量，以便进行比较。如果需要，可以在子区上(即投射的一部分)进行比较。
现参阅图6，图中示出可以在其中实现本发明的系统的实施例。将包括微处理器62和存储装置63的读出单元60连接到检测器平面61，见图2和4a-4c。读出单元60用来记录或测量每个检测器所吸收的剂量。存储装置63可以包括随机存取存储器(RAM)和/或非易失性存储器，例如只读存储器(ROM)。本专业的技术人员会理解，存储装置可包括各种类型的物理装置，用于暂时和/或永久存储数据，包括固态、磁性、光学和组合器件。例如，存储装置可以用一个或多个诸如DRAM、PROM、EPROM、EEPROM、快速存储器等物理器件来实现。此外，读出装置60配备有接收来自治疗系统65的信号的输入端以及接收来自外部装置66(例如x射线单元)的信号的输入端。通过利用来自治疗系统65的信号，可以使测量与辐照脉冲同步。此外，通过连接外部装置，例如x射线单元或激光传感器，监控呼吸周期，可以使测量与呼吸周期同步。这样，可以进行呼吸门控，以减少对健康组织的照射。就是说，可以通过使用呼吸门控来减小为了确保确诊无疑的肿瘤处于照射区内而增加的裕度，从而降低受辐照健康组织的比例。而且，将读出装置60连接到通信装置64，用来将测量数据无线传输到外部处理装置67，例如PC。在所述实施例中，通信装置64是LAN连接。按照本发明的方法可以在放射疗法装置的控制和测量系统中实施。或者，可以用独立的装置来实现，所述装置包括必要的设备，例如进行本发明方法各步骤的中央处理单元CPU，例如个人计算机67。这可以借助于存储在程序存储器中的专用计算机程序来实现。应理解，所述计算机程序也可以在通用工业计算机上运行，而不用专门适配的计算机。
软件包括计算机程序码元或软件代码部分，它们使计算机使用上述方程、算法、数据和计算来实现所述方法。部分程序可以存储在上述处理器中，但也可存储在ROM、RAM、PROM或EPROM芯片等上。部分或全部程序也可存储在其他适合的计算机可读介质上(或内)，例如磁盘、CD-ROM或DVD盘、硬盘、磁-光存储器存储装置上、易失性存储器中，快速存储器中，作为固件，或存储在数据服务器上。
按照本发明的实施例，剂量测量和辐照加速器脉冲同步。这些测量结果和治疗装置的当前参数，例如投射，存储在一起。在短时间间隔(＜100msec)中的测量要求每单位容积的高检测效率，特别是在对空间分辨率的要求同时也很高(通常为1mm)的时候。使用所需尺寸的硅二极管，在主照射区之外所产生的信号电平在pA范围内。这样小的电流很难以高精度处理，且电子噪声变得显著。治疗系统以50到1000Hz之间的频率进行脉冲辐照，每个脉冲的长度小于10μsec，所以辐射分布在小于所述时间间隔的10％的范围内。仅仅在脉冲期间进行测量，即：使剂量测量和辐照脉冲同步，就可将噪声减至最小且能以所需精度测量剂量。
按照本发明的另一实施例，测量和为其设计具体治疗方案的患者的呼吸周期同步。把利用例如X射线装置所获得的外部信号(它们指示呼吸周期的阶段，例如用来接通或断开辐照射束)和每次的测量结果存储在一起。这样就可确定在呼吸周期各个阶段提供的辐射剂量。由于具体设备的要求，可以将各种时间间隔中每个脉冲期间测量的剂量加以组合。而且，IMRT技术提高了对可再现患者定位的要求。与呼吸周期的同步，所谓的呼吸门控，减少了对健康组织的辐射。就是说，可以通过使用呼吸门控来减小为了确保确诊无疑的肿瘤处于照射区内而增加的裕度，从而降低受辐照健康组织的比例。
此外，使测量和辐照加速器脉冲同步可以与测量和呼吸脉冲之间的同步结合使用，以便验证在患者呼吸周期的正确阶段提供辐射剂量。
如上所述，可以通过将测量结果划分为短时间间隔并利用每个时间间隔单独的校正因数来进一步提高测量精度。时间间隔的长度取决于所用的IMRT技术以及校正因数的大小和变化。所以，时间间隔是由剂量测定中的所需总体精度来定义的。对于整个治疗，可将每次时间间隔中的辐射剂量进行总加，作为验证完整治疗辐照的第一步，然后对每个照射区和子区进行比较，进一步分析差异。按照本发明的实施例，校正因数按以下公式计算：
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Cdir*Cdepth*Cpos    (1)
或
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Cdir+Cdepth+Cpos    (2)
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)在所述仿真模型的子区f中用检测器元件n时所用的校正因数，校正从时间t(i)到t(i+1)累计的测量剂量，以得到在检测器n位置点的剂量。
Cdir校正检测器中任何方向相关性的因数
Cdepth校正检测器中任何深度(能量和/或剂量率)相关性的因数
Cpos校正检测器中任何位置(在主射束中、主射束外、主射束边缘等)相关性的因数
选择(1)或(2)中哪一个取决于Cdir、Cdepth和Cpos是如何获得的。当校正因数被认为是互不相关并可被单独获取时，最好使用方程(1)。利用这个方程来获取校正因数很省时间。如果要测量这些因数的各个组合，最好使用方程(2)。所述方法提供非常精确的结果。
如果二极管材料在质量密度或电子密度方面与仿真模型不同，可将其选择成在至少一个维度上很薄，以减小能量和方向相关性。最好，使检测器比在相关性显著的范围内最大能量电子的范围更薄，例如对于水中的Si检测器来说，对于能量小于200keV的光子，此时硅中的电子范围为200μm，文件记载确实有能量相关性。当硅比500μm更薄时，方向相关性得以改进。
·对于除敏感部分外所有材料在质量衰减方面都和其将测量的介质类似的检测器来说，只有敏感部分需要比相关性显著的最大能量的电子范围更薄，以减少能量相关性。
·对于敏感部分和周围材料在质量衰减方面都和其所在的介质不同的检测器来说，敏感部分和不同的材料都必须足够薄，以减小能量相关性。
此外，”薄检测器”(即，厚度比在相关性显著的范围内最大能量电子的范围更薄的检测器)可以优选用在数个其他应用中，例如：水模型的剂量测定以及放射疗法中Brachy疗法时的活体剂量测定。水模型剂量测定是利用固定检测器或设置在充水仿真模型中的伺服机件上的检测器来进行的。此系统具有数种应用：治疗设备的验收测试-来自治疗设备的剂量分布的一般测量；以及剂量分布的3D测量。在Brachy疗法时的活体剂量测定(放射源插入人体)包括人体、间质或内部空腔(例如气管、子宫、直肠和膀胱)内的测量，。
应理解，上述说明和附图应被认为是本发明的非限制性实例，保护范围由所附权利权利要求书限定。

Claims (17)

1.一种测量用于放射疗法的治疗验证的仿真模型中剂量分布的方法，其中将至少两个检测器平面以非平行方式设置在所述仿真模型中，每个平面配备有多个二极管检测器，其中使用患者的具体治疗方案对所述仿真模型进行照射，所述方法包括以下步骤：
通过利用所述检测器进行测量来获得有关所述仿真模型中剂量分布的信息；
以时间间隔划分所述测量值；以及
把所述信息用于所述治疗验证。
2.如权利要求1所述的方法，其中把通过所述测量获得的信息用于强度调制放射疗法验证。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中对所述仿真模型的所述照射包括提供辐射剂量脉冲，还包括使所述测量与所述提供的辐射剂量同步的步骤。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其中还包括以下步骤：使所述测量与为其设计特许的具体治疗方案的所述患者的呼吸周期同步；以及确定在所述呼吸周期的各个阶段中所提供的辐射剂量。
5.如权利要求1-4中任何一个所述的方法，其中还包括以下步骤：存储每个具体时间间隔关于所述仿真模型中的测量结果的数据。
6.如上述权利要求中任何一个所述的方法，其中还包括以下步骤：利用所获得的关于所述仿真模型中的所述剂量分布信息来计算每个时间间隔的校正因数。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述校正因数按以下方程计算：
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Cdir*Cdepth*Cpos
式中
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)在所述仿真模型的子区f中用检测器元件n时所用的校正因数，校正从时间t(i)到t(i+1)累计的测量剂量，以便得到在检测器n位置点的剂量
Cdir校正检测器n中任何方向相关性的因数
Cdepth校正检测器n中任何深度(能量和/或剂量率)相关性的因数
Cpos校正检测器n中任何位置(在主射束中、主射束外、主射束边缘等)相关性的因数。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述校正因数按以下方程计算：
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)＝Cdir+Cdepth+Cpos    (2)
式中
Corrn，f，seg-n，f，p，t(i)，t(i+1)在所述仿真模型的子区f中用检测器元件n时所用的校正因数，校正从时间t(i)到t(i+1)累计的测量剂量，以得到在检测器n位置点的剂量
Cdir校正检测器n中任何方向相关性的因数
Cdepth校正检测器n中任何深度(能量和/或剂量率)相关性的因数
Cpos校正检测器n中任何位置(在主射束中/主射束外/主射束边缘等)相关性的因数。
9.如上述权利要求中任何一个所述的方法，其中这样设置所述检测器平面，使得对于每个台架角的投射，所述各非平行平面中的任一个与所述辐射束或子射束的所有部分相交。
10.如上述权利要求中任何一个所述的方法，其中每个检测器平面配备有多个检测器，所述检测器的厚度处在小于所述相关性显著的范围内最大能量电子的射程的范围内。
11.一种适用于放射疗法的仿真模型中的检测器配置，所述检测器配置包括配备有用于测量所述仿真模型中的辐照的多个二极管检测器的至少两个检测器平面，所述辐照是利用患者具体治疗方案提供的，其中所述各平面以非平行方式设置，其中所述检测器的厚度处在小于所述相关性显著的范围内最大能量电子的射程的范围内。
12.如权利要求11所述的检测器配置，其中为测量用于强度调制放射疗法验证的所述仿真模型中的剂量分布而安排所述检测器配置。
13.如权利要求11或12所述的检测器配置，其中这样设置所述各非平行平面，使得对于每个台架角的投射，所述各非平行平面中的任一个与所述辐射束或子射束的所有部分相交。
14.一种二极管检测器，它设置成其厚度处在小于所述相关性显著的范围内最大能量电子的射程的范围内。
15.如权利要求14所述的二极管检测器，其中所述检测器用于如权利要求1-10所述的方法中和/或如权利要求11-13所述的检测器配置中。
16.如权利要求14所述的二极管检测器，其中所述检测器用于水仿真模型剂量测量中或用于放射疗法的Brachy疗法中的活体剂量测量中。
17.一种计算机可读介质，它包括用于使计算机执行如权利要求1-10中任何一个所述的方法的各个步骤的指令。
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