CN109147952A - 一种放疗剂量验证方法、处理器及系统 - Google Patents

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CN109147952A CN201811093113.5A CN201811093113A CN109147952A CN 109147952 A CN109147952 A CN 109147952A CN 201811093113 A CN201811093113 A CN 201811093113A CN 109147952 A CN109147952 A CN 109147952A
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Abstract

本发明公开了放疗剂量验证方法、处理器及系统，其中，该方法包括步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，选取至少一个验证点；步骤3：利用剂量仪采集与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量；步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内；若是，则结束；否则，进入下一步；步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及实际剂量，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。

Description

一种放疗剂量验证方法、处理器及系统
技术领域
本发明属于放疗剂量验证领域，尤其涉及一种放疗剂量验证方法、处理器及系统。
背景技术
在医学放射治疗过程中，医生和物理师根据病人实际医学断层影像(CT、MRI)，进行放射治疗计划制定，如靶区勾画等。通过对放射治疗计划进行实施，实现放疗设备按照计划进行针对不同角度、区域和深度的放射治疗，施加特定能量的射线照射。
上述治疗过程，依赖对病人图像的准确勾画和放疗计划的精确实施。而在这一过程中，图像定位失误、靶区勾画不正确以及实施过程中的剂量计算错误，都会造成放射治疗失败，不但疾病组织得不到治疗，正常组织还会受到超出可承受范围的照射剂量，从而出现辐射损伤。因此，对于放射治疗过程，进行病人治疗前的剂量验证，是非常具有必要的，对于疾病治疗和剂量安全均具有重要意义。
目前，广泛采用硬件设备，如水箱、标准剂量体模等进行实际放疗剂量验证。然而，病人个体是具有唯一特征的，且病变部位、类型均不相同，使用水箱和标准剂量体模仅能对放疗系统进行剂量校准，无法对病人个体的剂量计划进行验证，影响了病人个体剂量的精度和准确性。
另外，现有的验证剂量计划的方法，仅仅只是对一次放射治疗计划进行剂量验证，在修正放射治疗计划的过程中仅仅是凭感觉及经验进行修正，而且需要耗费大量时间去修正放射治疗计划，最终导致放射治疗计划修正效率低的问题。
综上所述，亟需一种提高放射治疗计划修正效率且病人个体剂量的精度和准确性的放疗剂量验证方法。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种放疗剂量验证方法，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明的一种放疗剂量验证方法，包括：
步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；
步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；
步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量；
步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；
步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；
步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。
进一步的，在所述步骤1中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。
其中，利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。
进一步的，在所述步骤2中，若所述等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
其中，剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。
例如：以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
进一步的，在所述步骤2中，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。
其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。圆柱形空间内可以放置剂量仪(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。
进一步的，在所述步骤2中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。
需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。
进一步的，在所述步骤3中，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。
本发明的第二目的是提供一种放疗剂量验证处理器，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明的一种放疗剂量验证处理器，其被配置为执行以下步骤：
获得以像素点为基本的等效人体模型；
选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；
接收剂量仪传送来的与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量；
判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；
根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；
根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量；实施修正后的放射治疗计划，直至当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致或两者差值在预设阈值范围。
进一步的，所述处理器，还被配置为：
若等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
其中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。
本发明利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。
剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。
例如：以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
进一步的，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。
其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。圆柱形空间内可以放置剂量仪(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。
进一步的，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。
需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。
进一步的，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。
本发明的第三目的是提供一种放疗剂量验证系统，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明的一种放疗剂量验证系统，包括存储器、剂量仪和上述所述的处理器；
所述剂量仪放置在等效人体模型的验证点上，其被配置为采集与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
(2)本发明在对病人实施放射治疗前，将病人的放射治疗方案先行对具备病人辐射特性的3D打印体模实施，利用体模可以在内部放置剂量仪的特点，验证放射治疗方案是否可行、精准，并回溯修正原始方案，再在病人身上实际实施，解决了原始放射治疗过程，完全依赖软件计算和算法仿真确定辐射剂量的诸多问题，为基于图像引导的放射治疗和调强放射治疗等临床工作，提供了新的思路和方法。
(3)本发明通过体模中插入的剂量仪，对特定靶点进行实际的剂量测定，验证了实际接受的照射剂量是否同放射治疗计划预定的一致，从而达到剂量验证和定量修正的目的，实现放射治疗的剂量精准控制。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1是矩阵喷头立体图；
图2是可变密度喷头打印等效人体模型；
图3(a)是3D打印的等效人体模型的主视图；
图3(b)是3D打印的等效人体模型的俯视图；
图3(c)是3D打印的等效人体模型的立体图；
图4(a)是验证点位置示意图；
图4(b)是验证点位置的圆柱体组织等效块；
图5是利用剂量仪放置在验证点来替换出等效块；
图6是放疗剂量验证方法实施例示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
(一)放疗剂量验证方法
本实施例的一种放疗剂量验证方法，至少包括：
步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型。
在具体实施中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。
需要说明的是，等效人体模型也可采用其他现有技术来实现建模。
本实施例以3D打印的等效人体模型为例，如图6所示：
利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。
具体地，使用多材料多喷头的熔融堆积或光敏固化3D打印机进行打印，其中熔融堆积为悬臂式3D打印结构。
(1)骨骼等效材料打印
熔融堆积打印材料为：掺有钛酸钙的PVC或ABS材料，作为骨组织等效材料进行打印。
其配比为：13％的钛酸钙(CaTiO3)，1gABS配5ml丙酮。材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在2.7％。光
敏成型打印材料为：光敏树脂类材料(如Tango+、Verowrite等)，作为骨组织等效材料进行打印，材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在4.1％。
(2)软组织及其它脏器等效材料打印
熔融堆积打印材料分为：掺有钛酸钙的TPU材料、PVC材料及凝胶，作为软组织等效材料进行打印。材料吸收系数同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在1.7％。
光敏成型打印材料为：光敏树脂类材料(如Tango+、PVC等)，作为软组织等效材料进行打印。材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3.4％，CT值同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在2％。
表1骨骼、软组织和脏器等效材料与真实人体CT值的范围
表2等效材料同人体组织CT值范围
为实现软组织间以及不同脏器组织密度差异的等效性打印。打印机设定为矩阵喷头模式或可变密度模型打印模式。
矩阵喷头模式采用等同于人体CT像矩阵像素点数的高密度矩阵喷头阵列，一个喷头对应CT图像中的一个像素。喷头根据图像像素的CT值设定打印密度，喷头密度固定，喷头间密度差异同像素间的CT值差异，如图1所示。
可变密度模型打印采用可变密度的3D模型，数字模型中具有材料的空间密度信息。喷头上端的混料器根据空间密度信息随时调整材料配比，实现低数量喷头的可变密度打印，形成打印模型在空间内的密度变化，如图2所示。
最终通过3D打印，得到的等效人体模型，如图3(a)-图3(c)所示。
步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点。
在具体实施中，若所述等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
其中，剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。
对于打印的不同部位等效人体模型，需要根据病人的实际病情和病变位置，设定剂量的测定验证点(靶点)和区域。
验证点分为病变点和正常关键组织部位验证点。具体根据病人个体发病部位而定。以胸部病变放射治疗为例，对于打印的胸部等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。
对于剂量严格控制区域，如GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量。
在本实施例中，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。
其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。如图5所示，圆柱形空间内可以放置剂量仪(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。
在本实施例中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用，如图4(a)和图4(b)所示。
需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。
具体地，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。
步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步。
例如：若当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致时，结束验证。
若当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量两者差值在预设阈值范围内(如：-a～a，其中，a为预设阈值)，则修正相应放射治疗计划，再次进行验证。
步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布。
具体地，利用matlab工具或其他仿真软件来仿真出放射治疗计划的误差空间分布。
对于修正的计划，以图示的方式给出，与原放射治疗计划重叠显示，以可视化的方式提供给物理师和医生，用以参照修正放射治疗计划。
步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。
测量矫正可以进行多次修正，通过“修正计划--实际照射--模型验证点剂量读取--再次修正”的方式不断迭代，以达到最终照射计划和实际实施时验证点的剂量一致或最优。从而最终确定对实际病人的放射治疗计划，对病人进行实际实施。
(二)放疗剂量验证处理器
本发明还提供了一种放疗剂量验证处理器，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明的一种放疗剂量验证处理器，其被配置为执行以下步骤：
步骤a：获得以像素点为基本的等效人体模型。
在具体实施中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。
需要说明的是，等效人体模型也可采用其他现有技术来实现建模。
本实施例以3D打印的等效人体模型为例，如图6所示：
利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。
具体地，使用多材料多喷头的熔融堆积或光敏固化3D打印机进行打印，其中熔融堆积为悬臂式3D打印结构。
(1)骨骼等效材料打印
熔融堆积打印材料为：掺有钛酸钙的PVC或ABS材料，作为骨组织等效材料进行打印。
其配比为：13％的钛酸钙(CaTiO3)，1gABS配5ml丙酮。材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在2.7％。光
敏成型打印材料为：光敏树脂类材料(如Tango+、Verowrite等)，作为骨组织等效材料进行打印，材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在4.1％。
(2)软组织及其它脏器等效材料打印
熔融堆积打印材料分为：掺有钛酸钙的TPU材料、PVC材料及凝胶，作为软组织等效材料进行打印。材料吸收系数同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在3％，CT值同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在1.7％。
光敏成型打印材料为：光敏树脂类材料(如Tango+、PVC等)，作为软组织等效材料进行打印。材料吸收系数同哺乳动物骨组织X线吸收系数误差在3.4％，CT值同哺乳动物软组织X线吸收系数误差在2％。
表1骨骼、软组织和脏器等效材料与真实人体CT值的范围
表2等效材料同人体组织CT值范围
为实现软组织间以及不同脏器组织密度差异的等效性打印。打印机设定为矩阵喷头模式或可变密度模型打印模式。
矩阵喷头模式采用等同于人体CT像矩阵像素点数的高密度矩阵喷头阵列，一个喷头对应CT图像中的一个像素。喷头根据图像像素的CT值设定打印密度，喷头密度固定，喷头间密度差异同像素间的CT值差异，如图1。
可变密度模型打印采用可变密度的3D模型，数字模型中具有材料的空间密度信息。喷头上端的混料器根据空间密度信息随时调整材料配比，实现低数量喷头的可变密度打印，形成打印模型在空间内的密度变化，如图2。
最终通过3D打印，得到的等效人体模型，如图3(a)-图3(c)所示。
步骤b：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点。
在具体实施中，若所述等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
其中，剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。
对于打印的不同部位等效人体模型，需要根据病人的实际病情和病变位置，设定剂量的测定验证点(靶点)和区域。
验证点分为病变点和正常关键组织部位验证点。具体根据病人个体发病部位而定。以胸部病变放射治疗为例，对于打印的胸部等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。
对于剂量严格控制区域，如GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。
步骤c：接收剂量仪传送来的与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量。
在本实施例中，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。
其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。圆柱形空间内可以放置剂量仪，如图5所示(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。
在本实施例中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用，如图4(a)和图4(b)所示。
需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。
具体地，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。
步骤d：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步。
例如：若当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致时，结束验证。
若当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量两者差值在预设阈值范围内(如：-a～a，其中，a为预设阈值)，则修正相应放射治疗计划，再次进行验证。
步骤e：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布。
具体地，对于修正的计划，以图示的方式给出，与原TPS重叠显示，以可视化的方式提供给物理师和医生，用以参照修正放射治疗计划。
步骤f：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量；实施修正后的放射治疗计划，直至当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致或两者差值在预设阈值范围。
测量矫正可以进行多次修正，通过“修正计划--实际照射--模型验证点剂量读取--再次修正”的方式不断迭代，以达到最终照射计划和实际实施时验证点的剂量一致或最优。从而最终确定对实际病人的放射治疗计划，对病人进行实际实施。
(三)放疗剂量验证系统
本发明还提供了一种放疗剂量验证系统，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明的一种放疗剂量验证系统，包括存储器、剂量仪和上述所述的处理器；
所述剂量仪放置在等效人体模型的验证点上，其被配置为采集与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量。
本发明根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。
本发明在对病人实施放射治疗前，将病人的放射治疗方案先行对具备病人辐射特性的3D打印体模实施，利用体模可以在内部放置剂量仪的特点，验证放射治疗方案是否可行、精准，并回溯修正原始方案，再在病人身上实际实施，解决了原始放射治疗过程，完全依赖软件计算和算法仿真确定辐射剂量的诸多问题。为基于图像引导的放射治疗和调强放射治疗等临床工作，提供了新的思路和方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种放疗剂量验证方法，其特征在于，包括：
步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；
步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；
步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量；
步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；
步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；
步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。
2.如权利要求1所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤1中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型；
或/和
在所述步骤2中，若等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
3.如权利要求1或2所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤2中，验证点以圆柱形组织等效块形式从等效人体模型上进行分离和组合。
4.如权利要求3所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤2中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。
5.如权利要求1所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤3中，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。
6.一种放疗剂量验证处理器，其特征在于，其被配置为执行以下步骤：
获得以像素点为基本的等效人体模型；
选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；
接收剂量仪传送来的与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量；
判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；
根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；
根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量；实施修正后的放射治疗计划，直至当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致或两者差值在预设阈值范围。
7.如权利要求6所述的一种放疗剂量验证处理器，其特征在于，所述处理器，还被配置为：
若等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。
8.如权利要求6所述的一种放疗剂量验证处理器，其特征在于，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。
9.如权利要求8所述的一种放疗剂量验证处理器，其特征在于，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。
10.一种放疗剂量验证系统，其特征在于，包括存储器、剂量仪和如权利要求6-9中任一项所述的处理器；
所述剂量仪放置在等效人体模型的验证点上，其被配置为采集与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量。
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