伽玛刀治疗计划系统中靶点自动规划.研究

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1、华中科技大学硕士学位论文巴结肿瘤、软组织肿瘤、妇科癌症等14l。1968年，Lcksell首先研制成功了采用多源的60co作为放射源的定向系统，装备n：瑞北的Kralinska医院，成功地治疗．r⋯些功能性疾病。这是第⋯代姗玛刀。1975年又设计}U第。i代伽订玛刀，放射源为成球形分布的179个微小“’co。进入八十年代，由rCT、MRI等现代影像技术的广泛应tij，进一步促进了伽玛川的应用和发展，又重新设计厂含201个60Co放射源的第一三代伽玛刀。其病灶定位采用CT、MRI等无创伤或高分辨率的脑m管造影术，照射剂盛的分析和计算、治疗计划的制定

2、和1评聃郝采JIjnI．算机作为辅助。l：具，逐步进入程序化和f}动化时代，使得治疗更加精确和安全，疗效不断提高，适应症逐步扩大。到目前为止，全世界已有上百台伪玎玛刀投入使用，治疗病人超过6万人。我国从1993年开始引进4台伽玛刀，到如今f自lisc$刀(包括进口)总数已经超过40台。存我国引进伽玛刀后的短短两年时州内，深圳奥沃国际科技发展有限公司就打破瑞典}乏达if‘多年的技术肇断，研制⋯个新概念的OUR．XGD旋转式伽玛，J。它在静态伽玛川的基础【：作r曛人技术改进，功能更为强大，设计更为科学合删，“动化水iF更高，剥病人的治疗l!王更JJl

3、l安伞。2000年4月，世界上第一台旋转式全身伽玛刀在该公司问世，这意味着伽玛7J花治疗全身疾病的领域巾又有了重大的突破。

4、1前，该公司新⋯代具有更大照射野的超级fJirls马刀即将研制成功。1．1．2伽玛刀治疗计划系统放射线照射人体时，人体组织的分子结构会遭到～定程度的破坏，射线能量以分了『U离的方式被人休吸收。这足一’个移!累的过袱，花某种意义上说，电足一个不，，，逆舶过程。所以，为了安全起见，在放射治疗前预先做好汁划就显得非常霞要。f1引算机jII现以lji『’放射治疗简单儿j4l糙。这／fi仙发现在照射方法上，还表现在治{f计划的制定上。

5、在没有治疗计划系统以前，剂量计算全靠手￡，医生电只能凭借经验公式，近似计算若F个点的剂量。常规的靶点规划采用试值迭代方式，剂量计锌又足舰划过程一I-可能要多次经过的环节，因此，璎在短时问内制定⋯个好的治疗，J臻仃，f．『i“1人ffJxfli度。随着汁算机技术的飞速发展，借助九f簿机强人的汁算和存储功能来制定治疗计划的这一愿望已经逐步变成了现实。治疗汁划系统(TPS-TreatmentPlanningSystem)是在实腌放射治疗前，临床医7l三预先规划治疗方案的一种计算机辅助规划工具软件系统。它是～种能向伽sqJTIl备床治疗跃7I-：提供⋯个

6、交旺式CT／MRI断层图像的7-维重建和数据可视化：I：具，能够华中科技大学硕士学位论文输入和处理图像数据，确定体表、病变组织靶区及体内其它敏感组织的轮廓边界，通过三维重建技术建立病灶、等剂量曲面与其他组织的体积结构和空间相互关系，然而通过人机交fi规划治疗参数，峨可能⋯汁划系统自动进行优化t给⋯最传治疗参数。据此，系统给出剂量分布及计划评仙，以供医生确定治疗方案或做进一步调整。最后，完成的治疗计划以特定数据传送给伽玛，j主机控制治疗过程，或以图文疗式给出治疗结果供医生参考I乳。考Ⅱ期的治疗计划系统功能比较简单，只起到类似计算器的功能和简单存储器

7、的功能。后来，渝，，计划系统加入r”r以处理图像和图形的功能，剂量汁算的结果可以在原始断层图像上以等剂量曲线显示出来，计划系统进入二维规划阶段。随着计算机技术的进一步发展，计划系统又0

8、入三维图像、图形处理功能，用户可以在重建的三维虚拟人体内规划治疗计划，并且能从任意方向观察人体组织与剂量分布的关系，从而在照射前就能准确预见治疗效果，确保了放射治疗的安全性。计划系统进入i维规划阶段。1．2现行治疗计划系统存在的问题最然三维的治疗计划系统已经，f发出来并fL已经应用于实际临床治疗中，但是¨1j二病灶形状的：F．奇百怪、复杂多变以及制定治疗汁划过程是

9、一个反复试错——试值迭代的过程，闪此制定一个合理、科学、准确fl{j治疗计划需要耗费很长的时间，一一般丽言，临床中伽玛刀实际治疗时闻只是儿分钟，但是制定治疗计划多则需要两人时问，最少l!王需要二：个小时，人量、泉贵的治}硼口问都消耗芷制定治疗计划上。耗时过陡对j二病灶分．产以几何级数增挺繁衍n勺病人求说就更为可怕了，如果任凭将i蠢贵的治疗时间消耗在制定治疗计划，}：，无并Ji．fH：JJ口霜。可以毫不夸张地说治疗计划系统耗时过多电即不能自动规划的问题已经成为制约其自身发展和完善的一个瓶颈了。制定治疗计划耗时过多的最l：磐原因mJ．：靶点是依靠医t

10、J三的经验和感觉来先确定，然后根据治疗计划系统自身的评估二I：具——DVH评估来确定其优劣，然后羊耳做出符种修正和调整。绝大多数情况下需