周　东　张　辉　叶佩青

清华大学，北京，100084



多叶光栅叶片端面形状优化设计

周东张辉叶佩青

清华大学，北京，100084

摘要：为提高放射治疗剂量的精度，减少因半影导致的剂量误差，引入切割线理论建立了半影解析表达模型。提出了以最大射野范围内半影宽度均值为优化目标，针对圆心偏置的圆弧类端面进行优化设计的方法，并将优化方法应用于中心叶片和离轴叶片的优化设计。结果表明：相比较最大圆弧相交半径法得到的端面形状，采用该算法优化后的叶片半影宽度均值减小了1.6%。

关键词：多叶光栅；叶片端面；半影建模；形状优化设计

0引言

多叶光栅是放射治疗设备实施射束投照的重要执行部件，也是放疗系统中机械结构较为复杂的部件之一。多叶光栅的主要功能是通过叶片运动形成复杂形状的射野，改变射野形状并调制射野范围内投照剂量的分布可满足治疗计划要求，同时尽可能减小正常组织所受剂量。

按照聚焦形式，可将多叶光栅分为单聚焦多叶光栅与双聚焦多叶光栅[1]。按照国际辐射学单位委员会的建议，患者在放射治疗中实际接收的总剂量与计划剂量误差必须在5%以内[2]。叶片端面形状优化设计是多叶光栅设计的重要内容，已产生了多种优化方法[3-4]。目前，研究报道主要集中在基于剂量学实验的端面半影特性研究和基于解析求解的端面优化研究两大方面。

基于剂量学实验的端面半影特性研究中，Huq等[5]对Elekta、Siemens和Varian等公司的6 MV加速器多叶光栅进行了剂量学实验研究，结果表明，半影宽度与多叶光栅相对射线源安装位置相关，离射线源越近，半影宽度越大。……