发明内容

本发明的目的在于提供一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法，该方法能简单、快速的预测出加速器治疗头在偏中心治疗时的极限到位旋转角度，为放射治疗计划的设计提供有利参数。本方法中通过计算加速器治疗头在偏中心治疗时的极限到位旋转角度，在计划设计时可避免因角度设计不合理导致治疗头与患者或其定位装置发生碰撞，可减少此类不良事件的发生，提高放射治疗流程执行效率。

基于现有的技术基础，本发明中，选择医用直线加速器在治疗床空载、准直器零度、加速器治疗头零度的情况下，模拟共面照射，测量等中心到机头表面中心的距离。由于在偏中心治疗过程中，因为患者体位外展范围较大或定位装置较大，计划设计时有些治疗角度因治疗头表面会与患者或其定位装置发生碰撞而无法使用，限制治疗头的旋转极限角度可由碰撞临界点计算得出。具体而言，本发明的预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的方法，其包括以下步骤：

(1)以直线加速器等中心点作为圆心O，直线加速器治疗头下缘所在的平面到等中心的距离为半径R，作一个圆；

(2)治疗床左右位移归零上下位移归零，测量等中心点到治疗头下缘所在的平面距离R，测量治疗头半径r，测量患者体宽为2m，测量患者定位体位外展高度h；所述的患者定位体位外展高度h为：在治疗中心横断面层面，患者定位时身体外展距离治疗中心最远点与等中心的高度差。

(3)垂直于地面方向且经过等中心点的直线作为Z轴，平行于地面沿患者左右方向且经过等中心点的直线作为X轴，平行于地面方向沿患者头脚方向且经过等中心点的直线作为Y轴，建立坐标系；

(4)通过计算临界参考点P与治疗头边缘发生碰撞时，治疗头中心轴线与Z轴间的夹角θ，并将其判定为治疗头极限到位角度，从而确定放射治疗计划中治疗头可到达的安全范围；所述的临界参考点P为偏中心摆位下的患者或其定位装置上距离等中心最远的一点。

进一步的，所述的临界参考点P的X轴坐标与Z轴坐标平方和等于半径R和治疗头半径r的平方和时，治疗头与患者或其定位装置发生碰撞，治疗头到达极限角度θ。

进一步的，所述的临界参考点P的位置坐标由患者定位体位外展高度h、患者体宽的一半m以及移床值X、Z决定，即P的X轴坐标与Z轴坐标为(X+m，Z+h)。

进一步的，所述的治疗头极限到位角度θ为放射治疗计划设计时治疗角度的极限角度，计划设计中治疗角度β大于等于θ时，计划不可以执行，有碰撞风险。

进一步的，所述的治疗头极限到位角度θ为放射治疗计划设计时治疗角度的极限角度，计划设计中计划角度β小于θ时，计划可以执行，没有碰撞风险。

进一步的，所述的治疗头极限到位角度θ通过函数关系计算，函数关系具体为：

此外，当患者体位外展极限位置在非等中心所在的横断层面时，需在等中心附近即Y轴方向－r到+r范围内检测是否各个层面都满足上述条件。

本发明通过计算测量，结果显示：

治疗角度大于极限到位角度时，治疗头与患者或其定位装置发生碰撞，与预判吻合；

治疗角度小于极限到位角度时，治疗头与患者或其定位装置不会发生碰撞，与预判吻合；

治疗角度等于极限到位角度时，治疗头与患者或其定位装置发生零距离接触，处于临界点，与预判吻合；

结果证实，本发明的计算方法是可行的，可以在治疗计划设计时合理设置治疗角度。

一种预测偏中心治疗时直线加速器治疗头极限到位角度的系统，其能实现上述方法。

本发明所述的方法实施简单，精度可靠，便于临床应用，可集成在现有治疗计划系统中。从而帮助物理师合理设置治疗计划中的治疗角度，减少了物理师和技术员的工作量，增加了安全系数。本发明解决了放射治疗计划设计时偏中心摆位患者治疗头极限到位角度难以判断的难题。通过讨论偏中心摆位时治疗头的极限到位角度，避免在放射治疗计划设计初期因缺少判断依据采用不合理、不安全的治疗角度，减少了重新设计治疗计划的风险，同时减少了技术员的工作量。此外，上述方法实施简单，精度可靠，便于在临床应用，可集成在现有放射治疗计划系统中，降低物理师修改计划的概率，降低了技术员受到的辐射量，大幅度减少治疗时间，增强安全系数，提高了整个放射治疗流程效率。

本发明的预测偏中心治疗时放射治疗机头极限到位角度的方法与现有技术相比，具有以下优点：

(1)解决了偏中心摆位时治疗计划设计时治疗角度范围无法精确判断的弊端；

(2)本方法在物理师计划设计过程中给予了有利技术参数；

(3)本方法计算简单，减少了物理师计划设计不能安全执行的情况，提高了整个放射治疗流程的效率；

(4)本方法对各类医用直线加速器具有普适性，加速器治疗头半径r和治疗头到等中心间的距离R可由厂家技术参数获取，患者体宽2m以及体位外展高度h可在治疗计划系统中获取。

(5)本方法配合软件升级可以避免由于物理师经验不足而判断出现偏差，导致放射治疗计划不能安全、顺利执行，从而提高放射治疗的安全系数。