基于便携式设备的放射处方剂量计算系统

摘要

本发明公开了一种基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，包括有参数输入模块、机器数据管理模块、MU计算模块、MU值输出模块和数据存储模块；所述MU计算模块分别与参数输入模块、MU值输出模块和数据存储模块相连接；所述机器数据管理模块与数据存储模块相连接；所述参数输入模块、MU计算模块、MU值输出模块和数据存储模块均设置在便携式设备上，所述机器数据管理模块设置在PC机或便携式设备上。该系统可集成到便携式设备上，不仅解决了利用人工计算放射治疗处方剂量值较为费时且容易出错的问题，也弥补了在PC机上进行MU值计算的不足，很大程度上方便了放疗医师及物理师的使用。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种基于便携式设备的放射处方剂量计算系统。

背景技术

到目前为止，由于人们越来越多地利用放射线对各种组织器官的正常细胞群和肿瘤细胞群的不同影响和损伤，以及他们恢复能力的差别，使得放射治疗成为治疗肿瘤的主要手段之一。因此准确地计算放射处方剂量是保证放射治疗质量的关键。根据我国目前现状，至今还有很多放射治疗单位依然采用人工计算的方式来得到放射治疗的处方剂量值，即MU。其在日常放射治疗中的具体计算方法通常要由查表的方法来确定放疗时的百分深度剂量、组织最大剂量比、楔形因子以及射野输出因子。从而方可计算出放射治疗的处方剂量值(MU)。而对于如此繁琐的过程，如果采用手工计算，对于一个比较繁忙的放疗科或放疗中心来说是较为费时和容易出错的。

另外，目前放射治疗的处方剂量值(MU)的另外一种计算方法主要为通过分析百分深度剂量、组织最大剂量比、楔形因子以及射野输出因子等参数的物理意义以及他们与放射治疗的处方剂量值(MU)的关系，之后利用高级程序语言设计一组能够实现放射治疗处方剂量值的自动计算的程序，我们称之为MU计算器，并以此得出MU值。但长期以来，MU计算器的使用一直停留在计算机上，加上各医院的经济条件不一，每个医院为放疗医师以及物理师的计算机配置不可能完全到位，因此使用很不方便。本发明就是针对现有技术中的上述不足而提出的改进方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，如何提供一种基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，该系统可集成到便携式设备上，不仅解决了利用人工计算放射治疗处方剂量值较为费时且容易出错的问题，而且能解决现有的PC机上进行计算MU值的不便，很大程度上方便放疗医师及物理师的使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，其特征在于，所述放射处方剂量计算系统以包含有微处理器的便携式设备为载体，主要包括有：

参数输入模块，用于将待计算的病例参数输入至MU计算模块，为放射处方剂量计算做准备；

机器数据管理模块，用于采集和处理放射治疗机器的数据，并将计算MU所需要的机器数据传送至MU计算模块；

MU计算模块，用于根据输入的病例参数和所选择的放射治疗设备来计算放射处方剂量值；

MU值输出模块，用于显示计算所得的放射处方剂量值；

数据存储模块，用于存储参数输入模块所输入的病例参数、机器数据管理模块传送来的机器数据、计算所得的放射处方剂量值和/或计算过程中产生的中间和结果数据；

其中，所述MU计算模块分别与参数输入模块、MU值输出模块和数据存储模块相连接；所述机器数据管理模块与数据存储模块相连接；所述参数输入模块、MU计算模块、MU值输出模块和数据存储模块均设置在便携式设备上，所述机器数据管理模块设置在PC机或便携式设备上。

按照本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，其特征在于，所述便携式设备为智能手机或PSP。

按照本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，其特征在于，所述参数输入模块需要输入的参数包括有准直器X轴坐标、准直器Y轴坐标、肿瘤深度、肿瘤放射剂量、放射治疗类型、放射治疗采用的设备、楔形板角度。

按照本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，其特征在于，所述机器数据管理模块设置在PC机上时，机器数据管理模块将放射治疗机器数据导出为XML格式的数据文件并通过便携式设备上的数据接口传输至数据存储模块中。

按照本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，其特征在于，所述参数输入模块和MU值输出模块所输入输出的参数通过移动式设备上的显示装置显示。

综上所述，本发明将放射处方剂量计算模块集成到放疗医师及物理师日常使用的便携式设备上，放疗医师及物理师可以免去由查表的方式来确定放疗时的百分深度剂量、组织最大剂量比、楔形因子以及射野输出因子等一系列参数来计算出放射治疗处方剂量值，以及在医院放疗科或放疗中心比较繁忙的时候排队等候使用医院配置有限的计算机进行放射治疗处方剂量值计算的烦恼，仅通过在便携式设备上输入、选择肿瘤深度、类型等可视化界面上需要的参数，轻松实现放射处方剂量的实时高效计算，从而达到大大节省放疗医师以及物理师的剂量计算时间，同时降低医院为放疗工作人员配置大量计算机的成本之目的。

附图说明

图1是基于便携式设备的放射处方剂量计算系统的结构图；

图2是机器数据管理模块的工作流程图；

图3是基于便携式设备的放射处方剂量计算系统的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细的描述。

如图1所示，该基于便携式设备的放射处方剂量计算系统，以包含有微处理器的便携式设备为载体，主要包括有：参数输入模块，用于将待计算的病例参数输入至MU计算模块，为放射处方剂量计算做准备；机器数据管理模块，用于采集和处理放射治疗机器的数据，并将计算MU所需要的机器数据传送至MU计算模块；MU计算模块，用于根据输入的病例参数和所选择的放射治疗设备来计算放射处方剂量值；MU值输出模块，用于显示计算所得的放射处方剂量值；数据存储模块，用于存储参数输入模块所输入的病例参数、机器数据管理模块传送来的机器数据、计算所得的放射处方剂量值和/或计算过程中产生的中间和结果数据；

其中，所述MU计算模块分别与参数输入模块、MU值输出模块和数据存储模块相连接；所述机器数据管理模块与数据存储模块相连接；所述参数输入模块、MU计算模块、MU值输出模块和数据存储模块均设置在便携式设备上，所述机器数据管理模块设置在PC机或便携式设备上。

上述便携式设备为智能手机或PSP；上述参数输入模块需要输入的参数包括有准直器X轴坐标、准直器Y轴坐标、肿瘤深度、肿瘤放射剂量、放射治疗类型、放射治疗采用的设备、楔形板角度；上述机器数据管理模块设置在PC机上时，机器数据管理模块将放射治疗机器数据导出为XML格式的数据文件并通过便携式设备上的数据接口传输至数据存储模块中；上述参数输入模块和MU值输出模块所输入输出的参数通过移动式设备上的显示装置显示。

如图2所示，所述机器数据管理模块设置在PC机上时，首先通过采集放射治疗机器的相关参数，并将这些数据经过处理最终导出可用于MU值计算的机器数据，并以XML格式的数据文件的形式导入相应的便携式设备，存储在数据存储模块内，以备计算MU值时系统调用。当机器数据管理模块设置在便携式设备上时，将处理所得的XML格式的数据文件直接存储在数据存储模块中即可。

如图3所示，当使用置入本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统的手机时，放疗医师及物理师在具体操作中可以先根据病人的具体情况分别输入病人的相应准直器X轴坐标、准直器Y轴坐标、肿瘤深度以及肿瘤放射剂量参数，再分别选择治疗类型、放疗设备以及楔形板角度，并根据所选放疗设备选择治疗时间，其中当放疗设备选择为加速器时，放疗时间不存在，选择楔形板角度中的open选项意为楔形板角度为零，最后计算出MU值。

当使用置入本发明所提供的基于便携式设备的放射处方剂量计算系统的PSP时，需要依次输入准直器X轴坐标、准直器Y轴坐标、肿瘤深度以及肿瘤放射剂量，接着需分别依次在治疗类型、放疗设备以及楔形板角度对话框中进行相应选择，再根据所选放疗设备确定治疗时间，其中当放疗设备选择为加速器时，放疗时间不存在，选择楔形板角度中的open选项意为楔形板角度为零，最后计算出MU值。

上述计算中的剂量计算原理由下列等式得出：

源皮距照射：$D_m=\frac{D_T}{\mathrm{PDD}\times S_{c,p}\left(\mathrm{FSZ}\right)\times F_{\mathrm{ssd}}\times F_t}$

或者$D_m=\frac{D_T}{\mathrm{PDD}\times S_c\left({\mathrm{FSZ}}_0\right)\times S_p\left(\mathrm{FSZ}\right)\times F_{\mathrm{ssd}}\times F_t}$

源轴距照射：$D_m=\frac{D_T}{\mathrm{TMR}(d,{\mathrm{FSZ}}_d)\times S_{c,p}\left({\mathrm{FSZ}}_d\right)\times F_{\mathrm{sad}}\times F_t}$

或者$D_m=\frac{D_T}{\mathrm{TMR}(d,{\mathrm{FSZ}}_d)\times S_c\left({\mathrm{FSZ}}_0\right)\times S_p\left({\mathrm{FSZ}}_d\right)\times F_{\mathrm{sad}}\times F_t}$

其中：

·PDD：百分深度剂量；

·TMR：组织最大剂量比；

·FSZ：表面射野大小；

·FSZ0：等中心处的射野大小，${\mathrm{FSZ}}_0=\mathrm{FSZ}\times \frac{\mathrm{SAD}}{\mathrm{SSD}}$

·FSZd：肿瘤中心位置处照射野的等效方野边长；

·Fssd：源皮距因子，具体表示为$F_{\mathrm{ssd}}={\left(\frac{\mathrm{SCD}}{\mathrm{SSD}+d_m}\right)}^2,$式中SCD为校准测量时源到电离室中心的距离。如果测量是在标称源皮距处进行，则Fssd＝1

·Fsad：源轴距因子，具体表示为$F_{\mathrm{sad}}={\left(\frac{\mathrm{SCD}}{\mathrm{SAD}}\right)}^2$

·Ft：托盘因子，在使用托架时采用相应的托架因子，不用托架时Ft＝1。

·Sc：准直器散射因子

·Sp：模体散射校正因子，定义为射线在模体中的输出剂量率与参考射野(10cm X 10cm)在模体中的输出剂量率之比，可由公式计算：$S_p\left(\mathrm{FSZ}\right)=\frac{S_{c,p}}{S_c}$

·Sc，p：准直器和模体的散射线造成的总散射校正因子

Co60半衰期系数计算

·Co60与加速器的剂量计算方法的区别在于Co60要考虑半衰期，首

先用加速器的方法计算MU，然后乘以半衰期系数。公式如下：

T＝(MU/X)*Exp(0.693*(照射日期-测定日期)/(5.261*365.25))

其中：

MU：利用加速器剂量计算方法获得的跳数，单位为cGy；

X：输出因子，单位为cGy/Second，是跳数与时间的转换系数；

标定日期：标定输出因子X的日期，与X一起使用；

T：时间，单位为Second；

照射日期为：实际照射的日期，目的是为了计算照射日期与测定日期之间的间隔天数；

Co60的半衰期为5.261年；365.25为一年的平均天数。

虽然本发明以上述较佳的实施例对本发明做出了详细的描述，但并非用上述实施例限定本发明。本领域的技术人员应当意识到在不脱离本发明技术方案所给出的技术特征和范围的情况下，对技术特征所作的增加、以本领域一些同样内容的替换，均应属本发明的保护范围。