本發明涉及腔內放射性治療技術領域，具體是指一種用于提高宮頸癌后裝放射治療計劃準確度的制定方法。

背景技術：

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，前后方劑量比兩側低，這樣就有效保護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的，對歐美女性的體質比較契合，對于亞洲女性的體質而言，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了較大困難，尤其是在三管施源器使用的過程中，病人的痛苦比較大。

后經發現，可以通過采用遮擋材料遮擋放射線的方式，使單管施源器也能夠實現三管施源器的效果，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根施源管，在使用和操作時都較為容易，病人在治療過程中，基本沒有痛苦。

申請人基于此原理，在2007年9月22日，申請了專利號為：zl200710050108.1，專利名稱為：可用于ct掃描的宮頸癌單管式后裝施源器，的發明專利，并獲得授權。該專利即是將施源器的治療端設置成均由屏蔽功能材料制成的橢圓形內管，對放射源的放射線進行了選擇性的遮擋，從而實現三管施源器的放射效果。

在傳統的后裝治療系統中，構建的三維劑量分布模型，針對的是未經過遮擋的放射源，由于該單管施源器的放射源經過遮擋材料的遮擋，射線會被遮擋材料吸收，并發生散射等，再使用原有的三維劑量分布模型，則在后裝治療系統中會出現較大誤差，從而導致整個后裝放療計劃的不準確，因此需要原有的后裝計劃進行修正，使其能夠用于針對申請人發明的單管施源器治療。

技術實現要素：

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

本發明通過下述技術方案實現：一種用于提高宮頸癌后裝放射治療計劃準確度的制定方法，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的斷層圖像；

(3)通過后裝治療計劃系統制作普通后裝放療計劃，根據普通后裝放療計劃，確定放射源的駐留點、以及放射源在駐留點的放射時間；

(4)通過商業數學軟件構建單管后裝施源器的三維劑量分布模型，通過商業數學軟件結合放射源的駐留點、放射時間、以及放射源的遮擋情況，模擬出整體放療過程中三維劑量貢獻分布模型；

(5)對模擬出單管后裝施源器三維劑量分布模型進行實體驗證；

(6)將單管后裝施源器三維劑量分布模型導入后裝治療計劃系統中，通過后裝治療計劃系統輔助宮頸癌后裝放射治療計劃的制定。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(4)中，通過商業數學軟件構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坐標為目標點i相對于放射源j的坐標為放射源j所在三維空間內存在m個目標點i，則第m個目標點i的坐標為sk為空氣比釋動能強度，∧為劑量率常數，g(r，θ)為幾何因子g(r，θ)，g(rim，θim)為徑向劑量函數，f(rim，θim)為方向性函數，以上均能夠通過裂隙放射源的放射治療劑量公式(tg43)得出；遮擋材料對于放射源的平均衰減系數根據遮擋材料和放射源性質得出；遮擋材料厚度lim，根據權利要求1中單管后裝施源器內遮擋材料厚度的數學模型得出；放射時間t作為放射劑量貢獻的自變量，dim則為放射源j在第m個目標點i處的放射劑量貢獻，即存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型；

所有目標點的總放射劑量貢獻di為：

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述單管后裝施源器內遮擋材料為橫截面為橢圓形的圓柱，該圓柱的中部設有安置放射源的半徑為r0的圓孔，則遮擋材料厚度lim的計算方法為：

其中，遮擋材料上的第m個目標點i所在平面截得遮擋材料為橢圓，設該橢圓長軸長度為a，短軸長度為b，a和b的值均可根據點i的坐標得出。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(2)中，患者的斷層圖像采用ct機掃描獲取。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(2)中，選擇的遮擋材料為鉛或鎢合金。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(2)中，選擇的放射源為ir192。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(4)中商業數學軟件為matlab軟件。

為了更好地實現本發明的方法，進一步地，所述步驟(5)中，對三維劑量分布模型的驗證過程為，將單管后裝施源器置于模擬的人體內環境中，根據實際放療需求，使用商業數學軟件得出顯示劑量分布的模型，檢測區域空間內的實際放射劑量，然后將實際測得的放射劑量與模型顯示的劑量進行比較。

本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

本發明通過對宮頸癌后裝放射治療計劃進行修正，得出能夠針對具有遮擋材料的單管后裝施源器構建相應的三維劑量的分布模型，大大提高了宮頸癌后裝計劃制定的精準程度，為使用單管后裝施源器治療的病人帶來的福音。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其他特征、目的和優點將會變得更為明顯：

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。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此，在不脫離本發明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段，做出各種替換和變更，均應包括在本發明的范圍內。為使本發明的目的、工藝條件及優點作用更加清楚明白，結合以下實施實例，對本發明作進一步詳細說明。此處所描述的具體實施實例僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

實施例1：

本實施例公開根據用于提高宮頸癌后裝放射治療計劃準確度的制定方法，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軟件來模擬單管后裝施源器三維劑量分布模型。

通過普通后裝放療計劃，得出12個駐留點，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matlab軟件結合放射源的駐留點、放射時間、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f＝0圖形的點和面patch('faces'，p，'vertices'，v，'facevertexcdata'，jet(size(v，1))，'facecolor'，'w'，'edgecolor'，'flat')；％用patch繪制三角網格圖并設定色彩view(3)；gridon；axisequal。

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

然后對模擬出單管后裝施源器三維劑量分布模型進行實體驗證；再將單管后裝施源器三維劑量分布模型導入后裝治療計劃系統中，通過后裝治療計劃系統輔助放射治療宮頸癌后裝計劃的制定。

實施例2：

本實施例在上述實施例的基礎上，進一步地限定所述步驟(4)中，通過商業數學軟件構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坐標為目標點i相對于放射源j的坐標為放射源j所在三維空間內存在m個目標點i，則第m個目標點i的坐標為sk為空氣比釋動能強度，∧為劑量率常數，g(r，θ)為幾何因子g(r，θ)，g(rim，θim)為徑向劑量函數，f(rim，θim)為方向性函數，以上均能夠通過裂隙放射源的放射治療劑量公式(tg43)得出；遮擋材料對于放射源的平均衰減系數根據遮擋材料和放射源性質得出；遮擋材料厚度lim，根據權利要求1中單管后裝施源器內遮擋材料厚度的數學模型得出；放射時間t作為放射劑量貢獻的自變量，dim則為放射源j在第m個目標點i處的放射劑量貢獻，即存在遮擋材料的三維劑量貢獻分布模型；

所有目標點的總放射劑量貢獻di為：本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

實施例3：

本實施例在上述實施例的基礎上，進一步地限定所述單管后裝施源器內遮擋材料為橫截面為橢圓形的圓柱，該圓柱的中部設有安置放射源的半徑為r0的圓孔，則遮擋材料厚度lim的計算方法為：

其中，遮擋材料上的第m個目標點i所在平面截得遮擋材料為橢圓，設該橢圓長軸長度為a，短軸長度為b，a和b的值均可根據點i的坐標得出。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

實施例4：

本實施例在上述實施例的基礎上，進一步地限定所述步驟(2)中，患者的斷層圖像采用ct機掃描獲取。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

實施例5：

本實施例在上述實施例的基礎上，進一步地限定所述步驟(5)中，對三維劑量分布模型的驗證過程為，將單管后裝施源器置于模擬的人體內環境中，根據實際放療需求，使用商業數學軟件得出顯示劑量分布的模型，檢測區域空間內的實際放射劑量，然后將實際測得的放射劑量與模型顯示的劑量進行比較。本實施例的其他部分與上述實施例相同，不再贅述。

盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。