CN110975172B - 一种通量图重建方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本说明书一个或多个实施例涉及到一种通量图重建方法和系统。所述方法包括获取放疗计划信息；基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放疗任务对应的辐射野；判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果；以及基于第一判断结果，确定所述当前放射任务对应的通量图。

Description

一种通量图重建方法和系统
技术领域
本申请涉及图像处理领域，特别涉及一种通量图重建方法和系统。
背景技术
在现有的医疗技术中，放射治疗技术广泛应用于癌症治疗。相较于简单放疗技术而言，复杂放疗技术，例如容积强调放射治疗(VMAT)，可以允许在放疗治疗过程中机架连续旋转，放疗设备的剂量率及多叶光栅(MLC)的位置等连续快速变化，从而可以使肿瘤区域达到指定剂量，同时将周围组织的照射剂量控制在安全范围内。为了保证复杂放疗技术中剂量的正确递送，因此需要提供一种快速重建患者接收的三维剂量的方法，为后续治疗分次提供指导或预防治疗事故发生。
发明内容
本申请实施例之一提供一种通量图重建方法，所述方法包括获取放疗计划信息；基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放射任务对应的辐射野；判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果；以及基于第一判断结果，确定所述当前放射任务对应的通量图。
本申请实施例之一提供一种用于通量图重建的系统，其特征在于，所述系统包括：获取模块，用于获取放疗计划信息；放射任务确定模块，用于基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放疗计划信息对应的辐射野；判断模块，用于判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果；通量图确定模块，用于基于第一判断结果，确定所述当前放射任务对应的通量图。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建系统的示意图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建系统的框图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建方法的流程图；
图4是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图。
图5A是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图；
图5B是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图；
图6A是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性理想通量图；
图6B是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性维纳滤波反卷积法重建的通量图；
图6C是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性迭代反卷积法重建的通量图；
图6D是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图横向数值对比曲线图；
图6E是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图纵向数值对比曲线图；
图7A-7H是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性的若干放射任务重建得到的通量图；
图8A是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性合成的通量图；
图8B是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性理想通量图；
图8C是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性合成通量图与理想通量图的横向数值对比曲线图；
图8D是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性合成通量图与理想通量图的纵向数值对比曲线图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
在此，提供用于医疗诊断和/或治疗的系统和部件。在一些实施例中，诊断和治疗系统可以包括放射治疗系统。放射治疗系统可以包括治疗计划系统(TPS)、图像引导放射治疗(IGRT)系统等。仅作为示例，图像引导放射治疗(IGRT)系统可以包括：例如，CT引导放射治疗系统、MRI引导放射治疗系统等。在一些实施例中，所述系统可以是成像系统，包括计算机断层成像(CT)系统、发射型计算机断层成像(ECT)系统、X射线摄影系统、正电子发射断层成像(PET)系统等中的一种或几种的组合。为理解方便，本申请中均称为放射治疗的系统和方法。本申请中使用的术语“图像”可以指2D图像、3D图像或者4D图像，也可以指目标对象的感兴趣区域(ROI)的图像。本申请中的术语“图像”可以是指CT图像、EPID(电子射野影像装置)图像、荧光透视图像、超声图像、PET图像。
图1是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建系统的示意图。
放疗系统100可以包括放疗设备110、网络120、处理设备140和存储设备150。在一些实施例中，所述放疗系统100还可以包括终端130。该放疗系统100中的各个组件之间可以通过网络120互相连接。例如，放疗设备110和终端130可以通过网络120连接或通信。
放疗设备110可以对至少一部分的对象进行放射治疗。在一些实施例中，放疗设备110可包括单模态装置，例如，X射线治疗装置、Co-60远程治疗装置、医用电子加速器等。在一些实施例中，放疗设备110可以是多模态(例如，双模态)装置，以获取与至少一部分的对象有关的医学图像，并对至少一部分的对象进行放射治疗。例如，放疗设备110可以包括图像引导放射治疗(IGRT)装置。例如，CT引导放射治疗装置、MRI引导放射治疗装置。对象可以是生物的或非生物的。例如，对象可以包括患者、人造物体等。又例如，对象可以包括患者的特定部分、器官和/或组织。例如，对象可以包括头部、颈部、胸部、心脏、胃、血管、软组织、肿瘤、结节等或其组合。在一些实施例中，对象可以包括感兴趣区域(regionofinterest，ROI)，例如肿瘤、节点等。
在一些实施例中，放疗设备110可以包括放疗组件，例如治疗头。治疗与机架头相连。在一些实施例中，所述治疗头可以随机架的运动(例如，旋转)而运动。治疗头包括靶、治疗辐射源和准直器。治疗辐射源可以向对象发射辐射束。准直器包括初级准直器和次级准直器，次级准直器一般包括多叶光栅(MLC)和钨门(jaw)等。其中，MLC包括多个叶片。在一些实施例中，MLC的多个叶片和/或钨门(jaw)的位置，用以形成辐射区域，即辐射野。在一些实施例中，所述叶片和钨门(jaw)可以用于判断叶片的运动幅度。多个叶片可以由一个或多个驱动部件(例如电动机)驱动以移动到特定位置来改变辐射野的形状。在一些实施例中，放疗设备110可以包括放疗辅助设备，例如，电子射野影像装置(EPID)。电子射野影像装置可以在分次治疗前、分次治疗期间和/或分次治疗后生成治疗对象的图像。电子射野影像装置包括探测器，用于检测从治疗辐射源发出的放射射线(例如，X射线、γ射线)。在该实施例中，治疗辐射源可以是成像辐射源。在一些实施例中，探测器可以包含一个或多个探测单元。所述探测单元可以包括闪烁探测器(例如，碘化铯探测器、氧硫化钆探测器)、气体探测器等。所述探测单元可以包括单排探测器或多排探测器。
在一些实施例中，放疗系统100可以包括成像设备。所述成像设备可以包括计算机断层扫描成像设备(CT)、超声成像组件、荧光透视成像组件、核磁共振成像(MRI)设备、单光子发射计算机体层显像(SPECT)设备、正电子发射断层显像(PET)设备等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，成像设备可以是CBCT(Cone Beam Computed Tomography，锥形束CT)成像设备。CBCT成像设备可以通过向治疗对象发出锥形X射线来对治疗对象进行CBCT扫描。在一些实施例中，成像设备可以是多层螺旋CT(MSCT)成像设备。MSCT成像设备可以对治疗对象进行MSCT扫描。在一些实施例中，成像设备可以是综合CT成像设备，可以进行CBCT扫描和MSCT扫描。成像设备可以包括成像组件，例如，成像辐射源和探测器。在一些实施例中，放疗设备110可以包含两个支架，分别放置成像组件和放疗组件。成像组件(例如，成像辐射源和探测器)和其相应支架可以与放疗组件(例如，治疗辐射源)和其相应支架相隔一定距离。在一些实施例中，成像组件的对应支架和放疗组件的对应支架可以有共线孔。例如，成像组件支架的孔和放疗组件支架的孔可以共用一个旋转轴。治疗对象可以安置在诊察台的不同位置上进行成像和放疗。在一些实施例中，成像辐射源和治疗辐射源可以集成为一个放射源，来对治疗对象成像和/或治疗。
网络120可以包括能够促进放疗系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，放疗系统100的至少一个组件(例如，放疗设备110、处理设备140、存储设备150、终端130)可以通过网络120与放疗系统100中至少一个其他组件交换信息和/或数据。例如，处理设备140可以通过网络120从放疗设备110获得EPID图像。又例如，处理设备140可以通过网络120从终端130获得用户(如，医生)指令。网络120可以或包括公共网络(例如，互联网)、专用网络(例如，局部区域网络(LAN))、有线网络、无线网络(例如，802.11网络、Wi-Fi网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、交换机、服务器计算机和/或其任意组合。例如，网络120可以包括有线网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局部区域网络(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换网络(PSTN)、蓝牙TM网络、ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等或其任意组合。在一些实施例中，网络120可以包括至少一个网络接入点。例如，网络120可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，放疗系统100的至少一个组件可以通过接入点连接到网络120以交换数据和/或信息。
终端130可以与放疗设备110、处理设备140和/或存储设备150通信和/或连接。例如，终端130可以从处理设备140获得EPID图像。又例如，终端130可以获得通过放疗设备110获取的EPID图像，并将EPID图像发送到处理设备140以进行处理。在一些实施例中，终端130可以包括移动设备131、平板计算机132、膝上型计算机133等或其任意组合。在一些实施例中，移动设备130-1可以包含智能家居设备、可穿戴设备、移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述智能家居设备可以包括智能照明设备、智能电器设备的控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、对讲机等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述可穿戴设备可以包括手环、鞋类、眼镜、头盔、手表、衣服、背包、智能配件等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述移动设备可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、笔记本电脑、平板电脑、台式机等中的一种或几种的组合。在一些实施例中，所述虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实补丁、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实补丁等中的一种或几种的组合。例如，所述虚拟现实设备和/或增强现实设备可以包括谷歌眼镜(Google GlassTM)、VR眼镜TM(Oculus RiffTM)、MR头显(HololensTM)、VR头显(Gear VRTM)等。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。
处理设备140可以处理从放疗设备110、存储设备150、终端130或放疗系统100的其他组件获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以从放疗设备110中获取若干放射任务对应的EPID图像，确定所述EPID图像对应的通量图，并进行合并以确定当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，处理设备140可以是单一服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的或分布式的。在一些实施例中，处理设备140可以是本地或远程的。例如，处理设备140可以通过网络120从放疗设备110、存储设备150和/或终端130访问信息和/或数据。又例如，处理设备140可以直接连接到放疗设备110、终端130和/或存储设备150以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云、多云等或其任意组合。在一些实施例中，处理设备140可以由计算设备200实现。
存储设备150可以存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备150可以存储放疗设备110的输出图像。例如，EPID图像。在一些实施例中，存储设备150可以存储从放疗设备110、终端130和/或处理设备140获得的数据。在一些实施例中，存储设备150可以存储处理设备140用来执行或使用来完成本申请中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等或其任意组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、晶闸管随机存取存储器(T-RAM)和零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。示例性只读存储器可以包括掩模型只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能磁盘只读存储器等。在一些实施例中，存储设备150可以在云平台上实现。
在一些实施例中，存储设备150可以连接到网络120以与放疗系统100中的至少一个其他组件(例如，处理设备140、终端130)通信。放疗系统100中的至少一个组件可以通过网络120访问存储设备150中存储的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
应该注意的是，上述描述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域普通技术人员而言，在本申请内容的指导下，可做出多种变化和修改。可以以各种方式组合本申请描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征，以获得另外的和/或替代的示例性实施例。例如，存储设备150可以是包括云计算平台的数据存储设备，例如公共云、私有云、社区和混合云等。然而，这些变化与修改不会背离本申请的范围。
图2是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建系统的框图。如图2所示，该系统可以包括获取模块210、放射任务确定模块220、判断模块230、通量图确定模块240、剂量分布确定模块250。
获取模块210，用于获取放疗计划信息。
放射任务确定模块220，用于基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放疗计划信息对应的辐射野。
在一些实施例中，所述辐射野由在不同位置的若干个光栅形成；所述辐射野的形状变化幅度包括若干个光栅运动幅度的最大值。
判断模块230，用于判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果。
通量图确定模块240，用于基于第一判断结果，确定所述当前放射任务对应的通量图。
在一些实施例中，若所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状的变化幅度超过所述第一阈值，所述通量图确定模块还用于基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，所述通量图确定模块还用于判断所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度是否超过第二阈值，并确定第二判断结果；以及基于第二判断结果以及所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。
在一些实施例中，若所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度超过所述第二阈值，所述通量图确定模块还用于基于所述第二阈值确定若干放射子任务，以使相邻两个放射子任务对应的所述辐射野形状的变化幅度在所述第二阈值对应的在第二阈值内；以及基于所述若干放射子任务确定所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，所述通量图确定模块还用于计算所述若干放射子任务对应的通量图；以及将所述放射子任务对应的通量图进行合并，以确定所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，所述通量图确定模块还用于获取与所述若干放射子任务中每个放射子任务对应的EPID图像；基于所述EPID图像，确定每个放射子任务对应的通量图。
在一些实施例中，若所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状的变化幅度未超过所述第一阈值，所述通量图确定模块还用于指定所述先前放射任务对应的通量图为所述当前放射任务对应的通量图。
在一些实施例中，所述通量图确定模块还用于基于所述若干放射任务对应的通量图，确定目标通量图。在一些实施例中，所述通量图确定模块还用于对所述若干放射任务对应的通量图进行加权合并，以确定目标通量图。
在一些实施例中，所述系统200还包括剂量分布确定模块250，用于基于所述若干放射任务对应的通量图确定累积剂量。在一些实施例中，所述剂量分布确定模块还用于基于所述目标通量图确定累积剂量。
应当理解，图2所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本申请的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上对于通量图重建系统200及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可能在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。例如，在一些实施例中，图2中披露的获取模块210、放射任务确定模块220、判断模块230、通量图确定模块240、剂量分布确定模块250可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。又例如，通量图重建系统200还可以包括通信模块，用来与其他部件通信，例如将确定的通量图发送至剂量分布确定模块。通量图重建系统200中各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本申请的保护范围之内。
图3是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图重建方法的流程图。在一些实施例中，流程300可以由图2所示通量图重建系统200执行。
步骤310，获取放疗计划信息。在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的获取模块210执行。在一些实施例中，处理设备140可以从存储设备150中获取放疗计划信息。
放疗计划用于设定如何利用射束使靶区和/或正常组织接受辐射剂量要求。放疗设备可以基于放疗计划信息对待治疗对象的靶区进行治疗。执行放射治疗期间，放疗设备(例如，治疗辐射源)基于放疗计划信息产生粒子束或射束(例如，α、β、γ射线、x射线)，粒子束或射束经过具有一定形状的射野照射靶区。射野适形靶区的形状，即射野的形状与靶区形状匹配。每次放疗期间，射野的个数可以是7-9。在一些实施例中，例如，在调强放疗计划(如容积调强放疗计划、静态调强放疗计划、动态调强放疗计划等)中，可以把每个射野划分为多个子野(segment)。子野是具有一定形状通过射线的小野。子野(segment)的个数可以是8，或10，或12，也可以是其他任意个数，可根据具体的放疗计划来确定。例如，如容积调强情况下，子野的数目可以设置得较多；在静态调强情况下，子野数目可设置得相对较少。如本文中使用，射野和子野都可以称为辐射野。射野和/或子野的形状可以由多叶光栅(MLC)中多个叶片和/或钨门(JAW)的位置规定。在进行放射治疗时，可以利用多叶光栅中的叶片间距大小、运动方向、运动速度等变化形成不同形状的辐射野。例如，对于静态调强类型放疗计划，当叶片运动到第一子野规定的位置停下，放疗设备中的辐射源可以产生并发射射束(也可称为第一射束)，达到规定的剂量停止；然后叶片运动到第二个子野规定的位置停下后辐射源再次发射射束(也可称为第二射束)，如此进行，每个子野的辐射强度累加，直到完成整个射野的照射。
步骤320，基于所述放疗计划信息获取若干放射任务。在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的放射任务确定模块220执行。
如本文中使用，放射任务指的是利用一定强度的射束在某个时间段内穿过特定形状的辐射野对靶区进行照射以达到预定剂量要求。在一些实施例中，在单次放射治疗过程中，放疗设备可以根据计划信息中若干个放射任务相关信息执行若干次放射操作，使得靶区和/或正常组织接受辐射剂量要求。例如，可以根据靶区接受的辐射剂量要求把单次放射治疗过程分成若干次放射操作，其中，所述若干次放射操作中辐射剂量的总和应该与所述单次放疗过程中靶区接受的辐射剂量一致。例如，在一些实施例中，可以根据计划信息中的辐射剂量要求，将此次放疗划分与对应的8个射野去照射。其中，每个射野对应的照射操作可以视为若干放射任务中的一个。又例如，可以根据每次射野对应的辐射剂量要求，将每个射野对应的照射操作划分为多个子野(segment)去照射。每个子野(segment)对应的照射操作可以视为若干个放射任务中的一个，或称为放射子任务。
在一些实施例中，放射任务是根据放疗计划预先设定的。放射计划中包括若干个放射任务。每个放射任务至少包括与放疗计划任务对应的辐射野。放疗设备执行每次放疗任务可以使得靶区以及正常组织接受期望或预定的辐射剂量要求。在一些实施例中，通量图重建系统200可以从放疗计划信息中获取放射任务。例如，放疗计划系统可以基于待治疗对象的相关信息(例如，靶区形状、大小、位置等以及危及器官之间的解剖结构关系)等确定靶区及正常组织的辐射剂量要求，并根据辐射剂量要求设定放疗计划。放疗计划信息中包括每次放疗任务信息。在一些实施例中，放疗计划系统可以基于待治疗对象在每次放射任务执行后根据治疗后的治疗对象的相关信息(例如，靶区形状、大小、位置等以及危及器官之间的解剖结构关系)等调整靶区及正常组织的辐射剂量要求，并根据辐射剂量要求调整后续放疗计划以及其中的放射任务。
步骤330，判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值。
在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的判断模块230执行。在一些实施例中，判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值后可以获取第一判断结果。所述第一判断结果可以包括辐射野形状的变化幅度超过第一阈值或辐射野形状变化幅度未超过第一阈值。在一些实施例中，响应于第一判断结果为辐射野形状变化幅度超过第一阈值，可以执行步骤340；响应于第一判断结果为辐射野形状变化幅度不超过第一阈值，可以执行步骤350。
如本文中使用，先前放射任务与当前放射任务指的是两个相邻时间的放射任务。在一些实施例中，当前放射任务可以是正在执行的放射任务，则先前放射任务是最近执行完的放射任务。在一些实施例中，当前放射任务可以是放射任务中的任意一个放射任务，先前放射任务则是当前放射任务的前一个放射任务。对应于不同的放射任务，辐射野的形状可以是相同或不同的。在一些实施例中，不同的放射任务对应的辐射野形状是不相同的，则多叶光栅中的叶片运动状况是不同的。例如，当前放射任务对应的辐射野形状不同于先前放射任务对应的辐射野形状。当放疗设备执行当前放射任务时，多叶光栅的至少部分叶片会由先前放射任务对应的位置运动到当前放射任务对应的位置以便使得先前放射任务对应的辐射野变为当前任务对应的辐射野。在一些实施例中，辐射野形状的变化幅度可以是指先前放射任务结束时对应的辐射野形状与当前任务开始时对应的辐射野形状。在一些实施例中，辐射野形状的变化幅度可以是先前放射任务开始时对应的辐射野形状与当前任务开始时对应的辐射野形状。在一些实施例中，辐射野形状的变化幅度可以是当前放射任务的任一时间点对应的辐射野形状及先前放射任务的任一时间点对应的辐射野形状。在一些实施例中，辐射野形状的变化幅度可以是指先前放射任务结束时对应的辐射野形状与当前任务结束时对应的辐射野形状。
辐射野的形状变化幅度可以由在先前放射任务与当前放射任务执行期间，叶片的运动幅度定义。若叶片的运动幅度超过第一阈值，则第一判断结果为辐射野形状变化幅度超过第一阈值。若叶片的运动幅度未超过第一阈值，则第一判断结果为辐射野形状变化幅度未超过第一阈值。在一些实施例中，叶片运动幅度包括若干个叶片中运动幅度的最大值。在一些实施例中，由于辐射野是由多个叶片处于不同位置形成的，每个叶片的运动幅度可能是不一样的，因此可以直接判断运动幅度最大的叶片即可。例如，可以判断在先前放射任务开始时至当前放射任务开始期间，多叶光栅的所有叶片运动幅度最大值是否超过第一阈值以判断辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值。又例如，可以判断在先前放射任务开始时至当前放射任务结束期间，多叶光栅的所有叶片运动幅度最大值是否超过第一阈值以判断辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值。在一些实施例中，还可以通过判断若干个叶片的运动幅度的平均值从而判断辐射野形状的变化幅度。例如，可以判断在先前放射任务开始时至当前放射任务开始期间，多叶光栅的所有叶片运动幅度的平均值是否超过第一阈值以判断辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值。
在一些实施例中，第一阈值是预先设定的，可以根据不同的放疗计划进行修改。在一些实施例中，第一阈值是毫米量级的，可以是1mm，5mm，10mm等。
步骤340，基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的通量图确定模块240执行。
通量图可以理解为一种能够反映射线通过靶区组织实际剂量的图像。在一些实施例中，可以通过该图像的像素值来反映实际通过靶区组织的射线剂量。在一些实施例中，所述实际通过所述组织的射线剂量与射线在治疗过程中的穿透率有关。
在一些实施例中，响应于步骤430中第一判断结果为辐射野形状变化幅度超过第一阈值，可以基于当前放射任务对应的EPID图像，计算当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，计算通量图通常需要获取EPID图像、将EPID图像进行去散射、图像反投影等，最后通过数字图像处理技术获得重建的通量图。其中，EPID图像可以理解为通过电子射野影像装置(EPID)获取的图像。
在一些实施例中，在放疗设备执行放射任务，放疗辅助设备(如EPID)可以获取EPID图像。例如，EPID设备中的探测器可以探测穿过治疗对象的射线并将探测到的射线转化为电信号或数字信号。EPID可以基于所述电信号或数字信号(投影数据)重建EPID图像。在一些实施例中，每个放射任务对应一个或多个EPID图像。在一些实施例中，EPID可以基于探测器在放疗设备执行放射任务期间获得的投影数据重建一张或多张EPID图像。例如，EPID可以将该放射任务对应的时间段内获取所有投影数据用于重建一张EPID图像。又例如，EPID可以将该放射任务对应的时间段分为多个连续时间段。EPID可以基于每个时间段内的投影数据重建多张EPID图像。若将放射任务对应的辐射野划分为多个子野。每个子野对应的放射操作执行的时间段内获取的投影数据可用于重建一张EPID图像。则每张EPID图像都可以对应一个放射子任务。
在一些实施例中，可以基于当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度确定当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，可以判断所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间内的变化幅度是否超过第二阈值以获取第二判断结果。在一些实施例中，第二阈值可以预先进行设定，也是毫米量级的数据。在一些实施例中，第二阈值也可以根据第一阈值及实际计算中的情况进行修改。第二阈值可以小于第一阈值。在一些实施例中，若第二判断结果为辐射野形状变化幅度不超过第二阈值，则可以直接基于当前放射任务对应的EPID图像计算当前放射任务的通量图。在一些实施例中，若第二判断结果为辐射野形状变化幅度超过第二阈值，则可以将当前放射任务划分为若干放射子任务，从而使得相邻的两个放射子任务对应的辐射野形状的变化幅度在第二阈值范围内(即可以将当前放射任务对应的子野(segment)划分为若干子-子野(sub-segment))，然后获取每个放射子任务对应的EPID图像，根据多个EPID图像确定每个放射子任务对应的通量图，最后将这些放射子任务的通量图进行合并，从而得到当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，当通量图过于复杂时，复合的通量图被拆分为多个简单的子通量图进行计算，从而降低重建复杂度，提高计算速度和精度。关于计算当前放射任务的通量图的方法在图4以及5B中进行了详细描述，此处不再赘述。
在一些实施例中，不同于上述实施例，计算当前放射任务对应的通量图还可以不对当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度进行判断。例如，响应于若在步骤330中得到第一判断结果为辐射野形状变化幅度超过第一阈值，可以直接重新计算当前放射任务对应的一个通量图。在一些实施例中，重新计算当前放射任务的通量图可以包括获取EPID图像、将EPID图像进行去散射、图像反投影、数字图像处理等步骤，从而获得通量图。在一些实施例中，如果需要重新计算当前放射任务对应的通量图，可以只计算一个通量图，可以提高计算通量图的计算速度。该实施例所述的通量图重建方法的流程图如图5A所示，只需要判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值以确定是否需要重新计算当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，所述数字图像处理可以理解为将对应的图像进行标记以使计算机(例如，处理设备)能够识别和计算。例如，可以将图像标记为直接照射区域和遮挡区域，在一些实施例中，可以分别用0或1来表示直接照射区域和遮挡区域。其中，常用的数字图像处理方法包括但不限于二值化法、自适应阈值方法、局部阈值法以及边缘查找等。
在一些实施例中，不同于上述实施例，计算当前放射任务对应的通量图的方法还可以省略去散射、图像反投影等处理步骤中的一步或若干步，将EPID图像进行预处理之后直接进行数字图像处理，从而得到当前放射任务的通量图。其中，图像预处理可以理解为对所述图像进行去除噪音，以提取有用的真实信息，具体操作方法可采用常规的图像去噪方法，在此不再赘述。在一些实施例中，去散射和图像反投影等步骤可以用于提高最后通过数字图像处理技术重建通量图的精度，若将该部分处理步骤省略，如图5B所示，可以提高计算速度，并且在模体较为简单时，也可以获得较好的计算精度。
步骤350，指定所述先前放射任务对应的通量图为所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的通量图确定模块240执行。
在一些实施例中，响应于步骤430中第一判断结果为辐射野形状变化幅度不超过第一阈值，可以不重新计算当前放射任务对应的通量图，而直接将先前放射任务对应的通量图作为当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，放射任务是根据时间进行，每个放射任务的执行对应一个时间段，在起始时间开始在终止时间结束。每个当前放射任务的起始时间可以是先前放射任务的终止时间，因此可以根据当前放射任务的起始时间在若干放射任务中确定先前放射任务，并获取先前放射任务存储的对应的通量图。
在单一机架角或较小的机架角跨度情况下，叶片运动幅度可能较大，基于机架角度计算通量图较为复杂。根据本申请的一些实施例，若判断叶片运动幅度超过一定阈值，基于多个EPID图像计算多个简单的通量图以合成复杂的通量图，可以降低计算复杂度。在多个机架角度下，叶片运动幅度可能较小，通量图变化也较小。根据本申请的一些实施例，若判断叶片运动幅度未超过一定阈值，不再重新计算通量图，而是指定之前计算好的通量图作为当前机架角度下的通量图，可以降低计算量，提高计算精度。在一些实施例中，根据多叶光栅的叶片运动状况确定是否需要重新计算通量图，可以避免复杂的通量图重建，从而大大简化计算的复杂程度。在一些实施例中，如果采用蒙特卡罗方法标记散射粒子和穿透率进行计算，由于避免了复杂通量图的重建，仅需要重建简单的通量图，因此无需使用数量很大的粒子进行繁杂的计算，可以减少计算过程的使用的粒子数目，从而提高计算速度，并可结合数字图像处理技术以快速精确重建通量图像。
步骤360，基于所述若干放射任务对应的通量图确定累积剂量。在一些实施例中，该步骤可以由图2所示通量图重建系统200中的剂量分布确定模块250执行。
在一些实施例中，基于确定的若干放射任务对应的通量图，可以确定目标通量图。例如，可以通过对若干放射任务对应的通量图进行加权合并的方法确定目标通量图。在一些实施例中，使用加权合并的方法确定目标通量图的时候，像素值越大的图像对应的权重越大。在一些实施例中，还可以通过其他计算方法确定目标通量图。进一步的，可以基于目标通量图确定累计剂量分布(目标剂量分布)。
在一些实施例中，可以通过基于所述若干放射任务对应的通量图确定与每个通量图对应的剂量分布。进一步的可以基于每个通量图对应的剂量分布确定累计剂量分布。
需要注意的是，以上对于流程图的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解本申请后，可能在不背离这一原理的情况下，对实施上述方法和系统的应用领域形式和细节上进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，步骤330后可以执行步骤340，也可以执行步骤350。
图4是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图。图4中所示的流程400可以在图1中所示的通量图重建系统100中实现。例如，流程400的至少一部分可以作为指令的形式存储在存储设备130中，并且由处理设备140调用和/或执行。
步骤410，判断所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度是否超过第二阈值。
在流程300所述的通量图重建方法中，响应于当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度超过第一阈值时，可以基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，计算当前放射任务的对应的通量图可以通过对当前放射任务执行期间辐射野的形状变化幅度进行进一步判断。
在一些实施例中，每个放射任务的执行都对应一个时间段，，即为任务期间，起始于起始时间终止于终止时间。在一些实施例中，当前放射任务对应的辐射野形状在当前放射任务期间可以是存在变化的，也可以不存在变化的。在一些实施例中，当前放射任务对应的辐射野形状在当前放射任务期间的变化可能是较大的，也可能是很小的。
在一些实施例中，判断当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度是否超过第二阈值可以获取第二判断结果。所述第二判断结果可以包括辐射野形状变化幅度超过第二阈值或辐射野形状变化幅度未超过第二阈值。在一些实施例中，响应于第二判断结果为辐射野形状变化幅度超过第二阈值，可以执行步骤420；响应于第二判断结果为辐射野形状不超过第二阈值，可以执行步骤460。
辐射野的形状变化幅度可以由在当前放射任务执行期间，叶片的运动幅度定义。若叶片的运动幅度超过第二阈值，则第二判断结果为辐射野形状变化幅度超过第二阈值。若叶片的运动幅度未超过第二阈值，则第二判断结果为辐射野形状变化幅度未超过第一阈值。在一些实施例中，叶片运动幅度包括若干个叶片中运动幅度的最大值。在一些实施例中，由于辐射野是由多个叶片处于不同位置组成形成的，每个叶片的运动幅度可能都是不一样的，因此可以直接判断运动幅度最大的叶片即可。在一些实施例中，还可以通过判断若干个叶片的运动幅度的平均值从而判断辐射野形状的变化幅度。
在一些实施例中，第二阈值是预先设定的，可以根据不同的放疗计划进行修改。在一些实施例中，第二阈值可以是毫米量级的，也可以是接近毫米量级的其他量级等。在一些实施例中，第二阈值与第一阈值可能存在一定的关系，第二阈值可能是低于第一阈值，也有可能是高于第一阈值，需要根据实际情况进行设定。
步骤420，基于所述第二阈值确定若干放射子任务，以使相邻两个放射子任务对应的所述辐射野形状的变化幅度在所述第二阈值对应的在第二阈值内。
在一些实施例中，响应于步骤410中的第二判断结果为变化幅度超过第二阈值，可以基于第二阈值，对当前放射任务进行划分，得到若干放射子任务。在一些实施例中，这些放射子任务中任意相邻的两个放射子任务对应的辐射野形状的变化幅度不超过第二阈值。
在一些实施例中，在当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度超过第一阈值时，整个放射任务的通量图是一种多状态叠加的较为复杂的通量图。在一些实施例中，当前放射任务划分出的每个放射子任务对应的辐射野形状的在放射子任务的任务期间内的变化都是小于第二阈值的，也就是说变化幅度相较而言是较小的，因此每个放射子任务对应的通量图是较为简单的。在一些实施例中，将当前放射任务的复杂通量图拆分为若干放射子任务的简单通量图进行案，可以降低重建通量图的复杂程度，从而提高计算速度和精度。
步骤430，获取与所述若干放射子任务中每个放射子任务对应的EPID图像。
在一些实施例中，EPID图像是指通过电子射野影像装置(Electron PortalImaging Device，EPID)在放射治疗过程中实时接收到的目标对象的影像。在一些实施例中，可以通过放疗设备110获取所述若干放射子任务对应的EPID图像。
步骤440，基于所述EPID图像，确定每个放射子任务对应的通量图。
在一些实施例中，根据获取每个放射子任务对应的EPID图像，可以进行去散射、反投影、反卷积处理、数字图像处理等步骤获得每个放射子任务对应的通量图。在一些实施例中，去散射和反投影的处理步骤在一定情况下可以被省略。
在一些实施例中，可以通过蒙特卡罗方法执行去散射的步骤，通过标记散射粒子和穿透率计算，得到每个放射子任务对应的散射占比以及穿透率信息。在一些实施例中，可以通过数字图像处理最后获得通量图，所述数字图像处理包括但不限于反投影和图像二值化运算。在一些实施例中，图像二值化运算可以包括固定阈值的二值化方法，用于将图像中对应部分标记为直接照射区域和遮挡区域。在一些实施例中，数字图像处理算法还可以包括自适应阈值方法，局部阈值法或边缘查找等用于可实现将图像中对应部分标记为照射区域和遮挡区域的过程。在一些实施例中，反卷积处理处理步骤可以通过迭代反卷积方法或是维纳滤波反卷积方法执行。
步骤450，将所述放射子任务对应的通量图进行合并，以确定所述当前放射任务对应的通量图。
在一些实施例中，将步骤440中确定的若干放射子任务对应的通量图进行合并可以得到当前放射任务对应的通量图。在一些实施例中，可以通过对若干放射子任务对应的通量图进行加权合并确定当前放射任务对应的通量图。
步骤460，计算所述当前放射任务对应的通量图。
在一些实施例中，响应于步骤410中的第二判断结果为辐射野形状变化幅度不超过第二阈值，可以不用对当前放射任务进行划分，而是直接计算当前放射任务的通量图。在一些实施例中，若辐射野形状变化幅度不超过第二阈值，则代表着在当前放射任务的整个任务期间辐射野的形状变化很小，甚至不变的。在一些实施例中，辐射野的形状变化幅度可以由在当前放射任务执行期间，叶片的运动幅度进行定义，也就是说，在当前放射任务的任务期间，所有叶片的运动幅度都不会超过第二阈值，甚至都是近似于静止的。在这样的情况下，则当前放射任务不需要进行拆分为放射子任务。
在一些实施例中，可以通过获取当前放射任务的EPID图像、对EPID图像进行预处理、去散射、反投影、反卷积、数字图像处理等步骤从而得到当前放射任务对应的通量图。这些计算步骤与步骤430和440中的计算方法是类似的，因此不再描述。在一些实施例中，对EPID图像进行预处理、去散射、反投影等一个或多个步骤都是可以省略的，虽然这样的情况得到的通量图的计算精度不高，但可以提高计算速度。
在一些实施例中，使用蒙特卡罗方法执行去散射步骤时，由于无需对当前放射任务进行拆分，蒙特卡罗方法计算需要的粒子数可以减少至先前计算的1/25，即计算时间可以减少至约先前计算的1/25。
图5A是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图。步骤502，获取放疗计划信息。步骤504，设定放疗设产生以及发射第一个射束。步骤506，设定多叶光栅形成第一个子野，每个子野对应一个放射任务。放射设备可以通过发射第一射束穿过第一子野照射靶区以执行第一子野对应的放射任务。步骤508，判断当前子野(如第一子野)对应的放射任务期间内多叶光栅的叶片运动幅度是否超出阈值(如图3中的第二阈值)。若叶片运动幅度超过阈值，执行步骤510。将子野拆分为多个子-子野(sub-segment)，基于多个子-子野计算该子野对应的通量图(如图4中所述)。若叶片运动幅度未超过阈值，执行步骤512。直接基于当前子野(如第一子野)对应的EPID图像计算当前子野对应的通量图。步骤516，判断当前子野是否为最后一个子野。响应于步骤516判断结果为当前子野不是最后一个子野，则执行步骤518，设定多叶光栅形成第二个子野，后续依次设定为第三个、第四个……；后续执行步骤520，判断当前子野(例如，第二子野，iSegment＝2)相对于前一个子野(例如，第一子野，iSegment＝1)，若干叶片的运动幅度是否超出另一阈值(如图3中的第一阈值)，响应于叶片运动幅度超过另一阈值，则后续执行步骤508；，响应于叶片的运动幅度未超出另一阈值，则后续执行步骤514，无需计算当前射束当前子野的通量图而直接使用上一次重建的通量图计算对应的剂量。响应于步骤516判断结果为当前子野是最后一个子野，则后续执行步骤522，判断当前射束是否为最后一个射束。响应于步骤522判断结果为当前射束不是最后一个射束，则执行步骤524，设定为第二个射束，后续依次设定为第三个、第四个……。响应于步骤522判断结果为当前射束是最后一个射束，则执行步骤526，计算所有步骤514计算出的剂量的累积剂量分布。
在一些实施例中，执行图5A所示的通量图重建方法500可以判断每一个射束中每一个子野对应的通量图是否需要重新计算，最后再将每一个射束每一个子野对应通量图的剂量合并得到累积剂量分布。在一些实施例中，流程500只需要判断当前放射任务对应的辐射野形状(子野)相对于先前放射任务对应的辐射野形状(子野)变化幅度(叶片移动状况)是否超过第一阈值以确定是否需要重新计算当前放射任务对应的通量图，可以提高计算通量图的计算速度。
图5B是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性通量图计算方法的流程图。步骤610，获取放疗计划信息。步骤620，设定放疗设备生成以及发射第一个射束。步骤630，设定多叶光栅形成第一个子野，每个子野对应一个放射任务。步骤640，计算当前射束(例如，第一射束)当前子野(例如，第一子野)对应的通量图。其中，步骤640计算通量图可以通过步骤641，获取对应的EPID图像并进行预处理；步骤642，将预处理后的EPID图像进行数字图像处理，从而重建得到对应的通量图。步骤650，计算当前射束当前子野的通量图对应的剂量。步骤660，判断当前子野是否为最后一个子野。响应于步骤660判断结果为当前子野不是最后一个子野，则执行步骤661，设定为第二个子野，后续依次设定为第三个、第四个……；后续执行步骤662，判断当前子野(例如，第二子野，iSegment＝2)相对于前一个子野(例如，第一子野，iSegment＝1)期间，若干叶片的运动幅度是否超出阈值(如图3中的第一阈值)，响应于叶片运动幅度超过阈值，则后续执行步骤640，计算当前射束当前子野的通量图，响应于叶片运动幅度不超过阈值，则后续执行步骤650，无需计算当前射束当前子野的通量图而直接使用上一次重建的通量图计算对应的剂量。响应于步骤660判断结果为当前子野是最后一个子野，则后续执行步骤670，判断当前射束是否为最后一个射束。响应于步骤670判断结果为当前射束不是最后一个射束，则执行步骤671，设定为第二个射束，后续依次设定为第三个、第四个……。响应于步骤670判断结果为当前射束是最后一个射束，则执行步骤680，计算所有步骤650计算出的剂量的累积剂量分布。
在一些实施例中，执行图5A所示512步骤中计算通量图与图5B所示的步骤640计算通量图的方法或流程可以相同，都通过EPID图像预处理后利用数字图像处理技术获得通量图。在一些实施例中，执行图5A所示512步骤中计算通量图相较于图5B所示的步骤640计算通量图而言，可以增加去散射和图像反投影等步骤。在一些实施例中，去散射和图像反投影等步骤可以用于提高最后通过数字图像处理技术重建通量图的精度，若将该部分处理步骤省略，虽然可能导致计算精度降低，但可以提高计算速度，并且在模体较为简单时，也可以获得较好的计算精度。
图6A是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性理想通量图；图6B是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性维纳滤波反卷积重建的通量图；图6C是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性迭代反卷积重建的通量图；图6D是根据本申请的一些实施例所示的图6A、图6B和图6C的通量图对应的横向数值对比曲线图；图6E是根据本申请的一些实施例所示的图6A、图6B和图6C的通量图对应的通量图纵向数值对比曲线图。如图6A-6E所示，通过维纳滤波法和迭代反卷积不同的方法重建通量图得出的结果是相似的，但是均与理想通量图存在一定的误差。
图7A-7H是根据本申请的一些实施例所示的一个示例性的若干放射任务重建得到的通量图。根据本申请的一些实施例，将对应的EPID图像进行预处理、去散射、反投影、数字图像处理等步骤计算得出每个放射任务对应的通量图，如图7A-7H所示。
图8A是将图7A至7H所示的放射任务对应的通量图根据本申请的一些实施进行合并后可以得到的合成的通量图；图8B是图8A所示合成通量图的放疗计划的理想通量图；图8C是根据本申请的一些实施例所示的图8A的合成通量图和图8B的理想通量图的横向数值对比曲线图；图8D是根据本申请的一些实施例所示的图8A的合成通量图和图8B的理想通量图的纵向数值对比曲线图。如图8A-8D所示，使用本申请所述的通量图重建方法最后合成得到的通量图与理想通量图相比，不管是横向数值还是纵向数值几乎都是重合的，只有少数像素位置可能有较小的差异。表明，通过本申请中的一些实施例计算得到的通量图更接近理想通量图。
需要注意的是，以上对于流程图的描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解本申请后，可能在不背离这一原理的情况下，对实施上述方法和系统的应用领域形式和细节上进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在以上描述的范围内。例如，步骤410后可以直接执行步骤440。
本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)可以实现快速精确的通量图重建，进一步地，完成三维剂量重建，为放疗的后续治疗分次提供指导或预防治疗事故发生；(2)在当前放射任务的任务期间通量图变化较小时，无须重新计算通量图，从而降低计算量，提高计算速度；(3)当通量图过于复杂时，复合的通量图被拆分为多个简单的子通量图进行计算，从而降低重建复杂度，提高计算速度和精度；(4)省略的部分处理步骤，可以提高计算速度，在模体较为简单时，也可以获得较好的计算精度。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质，或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、VisualBasic、Fortran2003、Perl、COBOL2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)、或连接至外部计算机(例如通过因特网)、或在云计算环境中、或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (9)

1.一种通量图重建方法，其特征在于，所述方法包括：
获取放疗计划信息；
基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放射任务对应的辐射野，所述若干放射任务包含在单次放疗过程中；
判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果；
若所述第一判断结果为所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度未超过所述第一阈值，则指定所述先前放射任务对应的通量图为所述当前放射任务对应的通量图；
若所述第一判断结果为所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状的变化幅度超过所述第一阈值，则基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图包括：
判断所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度是否超过第二阈值，并确定第二判断结果；以及
基于第二判断结果以及所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于第二判断结果以及所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图包括：
若所述当前放射任务对应的辐射野形状在所述当前放射任务期间的变化幅度超过所述第二阈值，基于所述第二阈值确定若干放射子任务，以使相邻两个放射子任务对应的所述辐射野形状的变化幅度在第二阈值内；以及
基于所述若干放射子任务确定所述当前放射任务对应的通量图。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述若干放射子任务确定所述当前放射任务对应的通量图包括：
计算所述若干放射子任务对应的通量图；以及
将所述放射子任务对应的通量图进行合并，以确定所述当前放射任务对应的通量图。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算所述若干放射子任务对应的通量图包括：
获取与所述若干放射子任务中每个放射子任务对应的EPID图像；
基于所述EPID图像，确定每个放射子任务对应的通量图。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图包括：
获取与所述当前放射任务对应的EPID图像；
对所述EPID图像进行数字处理，以确定所述当前放射任务对应的通量图。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述若干放射任务对应的通量图进行加权合并，以确定目标通量图。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辐射野由在不同位置的若干个叶片和钨门形成；所述辐射野的形状变化幅度包括若干个叶片运动幅度的最大值。
9.一种用于通量图重建的系统，其特征在于，所述系统包括：
获取模块，用于获取放疗计划信息；
放射任务确定模块，用于基于所述放疗计划信息获取若干放射任务，每个放射任务至少包括与所述放疗计划信息对应的辐射野，所述若干放射任务包含在单次放疗过程中；
判断模块，用于判断当前放射任务对应的辐射野形状相对于先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度是否超过第一阈值，并确定第一判断结果；
通量图确定模块，若所述第一判断结果为所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状变化幅度未超过所述第一阈值，所述通量图确定模块用于指定所述先前放射任务对应的通量图为所述当前放射任务对应的通量图；若所述第一判断结果为所述当前放射任务对应的辐射野形状相对于所述先前放射任务对应的辐射野形状的变化幅度超过所述第一阈值，所述通量图确定模块用于基于所述当前放射任务，计算所述当前放射任务对应的通量图。
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