CN115721874A - 放疗计划规划系统、装置和计算机设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种放疗计划规划系统、装置和计算机设备。该放疗计划规划系统包括至少一个处理器，该至少一个处理器可以实现根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像，并基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划，然后基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的过程。该系统中处理器实现的方法步骤可以简化了放疗计划设计的复杂度；且可以提高了设计放疗计划的准确性。

Description

放疗计划规划系统、装置和计算机设备

技术领域

本申请涉及医疗技术领域，特别是涉及一种放疗计划规划系统、装置和计算机设备。

背景技术

放射疗法，简称放疗，是利用辐射能对生物组织作用的生物效应作为临床治疗手段的一种治疗方法，是肿瘤治疗中最重要的三大治疗方式之一。

放疗的部位不同对应的放疗靶区范围也不同。例如，在全脑全脊髓放疗、全身放疗、全身骨髓放疗、全身皮肤放疗等治疗中，存在范围极大的靶区。通常，在对病灶部位进行放疗时，需要预先设计放疗计划，以该预先设计的放疗计划作为放疗操作的指导。

然而，相关技术中将放疗技术应用于靶区范围极大的病灶时，放疗计划的设计往往较为复杂且存在不够精确的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种放疗计划规划系统、装置和计算机设备，能够针对靶区范围极大的病灶，简化设计放疗计划，提高设计放疗计划的精确性。

第一方面，本申请实施例提供一种放疗计划规划系统，该系统包括至少一个处理器，该至少一个处理器用于执行以下的方法步骤：

根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像；

基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划；

基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

在其中一个实施例中，上述根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像，包括：

对多个局部医学图像进行配准，获取多个局部医学图像之间的第一配准关系；

根据多个局部医学图像和第一配准关系，构建目标对象的第一医学图像。

在其中一个实施例中，上述多个局部医学图像包括上半身医学图像和下半身医学图像；

则第一医学图像为基于上半身医学图像和下半身医学图像之间的配准关系拼接得到的。

在其中一个实施例中，上述基于第一医学图像和放疗感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划，包括：

基于第一医学图像获取至少一个感兴趣区域；

根据各感兴趣区域对应的等中心点，生成目标对象的目标区域放疗计划；其中，目标区域放疗计划包括各感兴趣区域对应的计划剂量信息。

在其中一个实施例中，上述基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划，包括：

分别对多个局部医学图像和第一医学图像进行配准，得到各局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系；每个局部医学图像对应一个第二配准关系；

根据各第二配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

在其中一个实施例中，该处理器还用于执行以下步骤：

根据目标区域放疗计划中各感兴趣区域的等中心点，获取目标对象在每个等中心点对应的验证医学图像；

根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像；

根据第二医学图像和目标区域放疗计划，获取剂量评估结果。

在其中一个实施例中，上述根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像，包括：

分别对各验证医学图像和第一医学图像进行配准，得到各验证医学图像与第一医学图像之间的第三配准关系；每个验证医学图像对应一个第三配准关系；

根据各第三配准关系，将各验证医学图像拼接为第二医学图像。

在其中一个实施例中，上述根据第二医学图像和目标区域放疗计划，获取剂量评估结果，包括：

将目标区域放疗计划对应复制到第二医学图像中，获取第二医学图像中实际剂量信息；

对目标区域放疗计划中的计划剂量信息与第二医学图像中实际剂量信息进行分析对比，得到剂量评估结果。

第二方面，本申请实施例提供一种放疗计划规划装置，该装置包括：

构建模块，用于根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像；

生成模块，用于基于第一医学图像和放疗感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划；

确定模块，用于基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

第三方面，本申请实施例提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面的系统中处理器所执行的方法步骤。

第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的系统中处理器所执行的方法步骤。

本申请实施例提供的一种放疗计划规划系统、装置和计算机设备。该放疗计划规划系统包括至少一个处理器，该至少一个处理器可以实现根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像，并基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划，然后基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的过程。由于本申请实施例针对靶区范围极大的疾病进行放射治疗的计划设计时，是将采集的多个局部医学图像拼接成了一个完整的全身图像，在该全身图像上设计了放疗计划，而无需单独在每个局部图像制定计划，从而简化了放疗计划设计的复杂度；且从整体全身角度设计放疗计划，避免了对多个局部医学图像分别进行计划设计可能带来的各局部医学图像的连接过渡区域存在剂量不均匀问题，从而提高了设计放疗计划的准确性。

附图说明

图1为一实施例中放疗计划规划系统中处理器的应用环境结构框图；

图2为一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图3为一实施例中上半身CT图像和下半身CT图像示意图；

图4为另一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图5为另一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图6为另一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图7为另一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图8为一实施例中摆位图像示意图；

图9为一实施例中放疗计划设计流程示意图；

图10为另一实施例中放疗计划规划系统的处理器执行的方法步骤示意图；

图11为一实施例中放疗计划规划装置的结构框图；

图12为一实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请实施例，并不用于限定本申请实施例。

本申请实施例提供的放疗计划规划系统，其所包括的处理器可以应用于任何一种计算机设备、服务器或者其他医疗设备中，本申请实施例对此不作限定。以计算机设备为例，如图1所示，放疗计划规划系统中的处理器应用于该计算机设备中，用于提供计算和控制能力。该计算机设备中的存储器包括非易失性存储介质、内存储器，该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。数据库用于存储处理器执行的根据目标对象的多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的过程中产生的相关数据。该计算机程序被处理器执行时以实现根据目标对象的多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的过程。该网络接口用于与外部的其他设备通过网络连接通信。

本申请实施例提供一种放疗计划规划系统、装置和计算机设备，其是基于全身图像对范围极大的靶区进行放射治疗计划进行设计，当计划制作好之后，再对计划进行拆分，分别得到上半身子计划和下半身子计划，因此，其能够针对靶区范围极大的病灶，简化设计放疗计划，避免了上半身和下半身图像连接过渡区域会出现的剂量不均匀性，提高设计放疗计划的精确性。

下面将通过实施例并结合附图具体地对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

在一个实施例中，提供了一种放疗计划规划系统，该系统包括至少一个处理器，本实施例涉及的是该处理器根据目标对象的多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的具体过程，如图2所示，该处理器用于执行以下的方法步骤：

S101，根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像。

目标对象泛指任一个对象，本申请实施例中的目标对象的局部医学图像可以是从数据库中获取的，也可以是从网络平台下载，还可以是接收其他设备传输的，还可以是直接由成像设备对目标对象进行拍摄获取的，本申请实施例对此不作限定。

具体地，以成像设备对目标对象进行拍摄获取为例，每个局部医学图像是通过对目标对象的至少一部分身体区域进行扫描获取的，通过对目标对象的不同部分的身体区域进行扫描获取可得到多个局部医学图像。

即，将目标对象的全身区域划分为至少两个局部身体区域，例如，可以是两个、三个甚至四个局部医学图像等等。其中，每个局部医学图像对应一个局部身体区域，那么得到该多个局部医学图像可以构建对象第一医学图像，例如，构建成全身医学图像，或者，构建成不覆盖头部区域，或者不覆盖脚踝以下区域的医学图像等等。本申请实施例对第一医学图像的具体覆盖范围本申请实施例不作限定，可根据实际所需的靶区确定。

其中，本申请实施例在的医学图像包括但不限于是电子计算机断层扫描(Computed Tomography，CT)图像，磁共振(Magnetic Resonance，MR)图像，正电子发射断层(positron emission tomography，PET)等等，或者，也可以是各类型医学图像的任意组合。

基于此，在获取到目标对象的多个局部医学图像后，可基于该多个局部医学图像构建出目标对象的第一医学图像。

例如，如图3所示，示意出一种目标对象的多个局部医学图像为上半身电子CT图像和下半身CT图像，基于该上半身CT图像和下半身CT图像可构建成对应的第一医学图像。

其中获取CT图像的时可以是通过CT和加速器一体化的系统来扫描获取，CT和加速器一体化的系统，可提供诊断级CT图像用作图像引导，而且单次扫描可覆盖范围较长，从而不同部位的局部CT图像。

一种实施例中，在构建第一医学图像时，可以通过预设的拼接处理网络模型实现，例如，预先训练一拼接处理网络模型，该拼接处理网络模型的功能为将身体的多个局部图像拼接成一个完整的全身图像，这样，在本申请实施例中构建第一医学图像时，可直接调用该拼接处理网络模型，将上述获取到上半身CT图像和下半身CT图像输入到该拼接处理网络模型中，输出的即为所需的第一医学图像。如此，通过直接调用已经训练好的拼接处理网络模型可以保证构建第一医学图像的效率和准确性。

另一实施例中，在构建第一医学图像时，可以利用图像配准技术(例如，基于图像的特征或图像的强度等进行配准)将多个局部医学图像构成一张无缝的、高清晰的第一医学图像。

S102，基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划。

在得到了上述目标对象的第一医学图像后，根据该第一医学图像和预先确定的感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划，例如，全身骨髓照射(total marrowirradiation,TMI)计划。

基于确定的感兴趣区域确定目标区域放疗计划时，根据每个感兴趣区域确定等中心点(或者称为等中心位置)，根据等中心点生成目标对象的第一医学图像中每个感兴趣区域的放疗计划，从而形成目标对象的目标区域放疗计划。

示例地，在生成目标区域放疗计划时可以是通过放疗计划设计软件自动生成，在采用放疗计划设计软件生成生成目标区域放疗计划时，需设定相关参数，例如：等中心位置、感兴趣区域的剂量限制条件等，例如，以全身骨髓为例，相关参数包括感兴趣区域中等中心点周边的器官可照射的剂量，以及感兴趣区域的剂量限制条件等。以这些相关参数、目标对象的第一医学图像以及感兴趣区域等信息上传至放疗计划设计软件，放疗计划设计软件即可输出自动目标对象的目标区域放疗计划。

S103，基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

在实际应用中，针对不同的CT图像，在设计放疗计划时需针对对应的CT图像设计，同理，本申请实施例一开始获取到的是目标对象的多个局部医学图像，那么在设计放疗计划时，最终需要也是该多个局部医学图像的各自的放疗计划，即需得到各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

因此，基于上述过程得到了目标对象的目标区域放疗计划和目标对象的多个局部图像，可继续进行处理，以得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。示例地，可以以目标对象的目标区域放疗计划为基准，对应将目标区域放疗计划每个区域的放疗计划拷贝到局部医学图像中，得到每个局部医学图像对应的局部放疗子计划；当然，也可以是拆分一份目标对象的目标区域放疗计划，以该拆分后的目标对象的目标区域放疗计划对应与目标对象每个局部医学图像范围、区域、规格等信息完全一致的图像，从而得到每个局部医学图像对应的局部放疗子计划。

其中，实现上述拷贝、拆分的过程可以通过手动实现，也可以通过算法模型、自动软件等自动实现，本申请实施例对此不作限定。

本申请实施例提供的一种放疗计划规划系统，该系统包括处理器，该处理器可以实现根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像，并基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划，然后基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划的过程。由于本申请实施例针对靶区范围极大的疾病进行放射治疗的计划设计时，是将采集的多个局部医学图像拼接成了一个完整的全身图像，在该全身图像上制定了放疗计划，而无需单独在每个局部图像制定计划，从而简化了放疗计划设计的复杂度；且从整体全身角度设计放疗计划，避免了对多个局部医学图像分别进行计划设计可能带来的各局部医学图像的连接过渡区域存在剂量不均匀问题，从而提高了设计放疗计划的准确性。

基于上述实施例，下面提供一实施例对上述根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像的过程进行说明，如图4所示，一个实施例中，上述S101包括以下步骤：

S201，对多个局部医学图像进行配准，获取多个局部医学图像之间的第一配准关系。

本申请实施例中构建目标对象的第一医学图像的方式是采用的图像配准技术来实现的。具体地，先将多个局部医学图像进行配准，以获取到该多个局部图像之间的配准关系，称为第一配准关系。

需要说明的是，多个局部医学图像之间的第一配准关系可以包括以每两个局部图像为单元的配准关系，也可以是以该多个局部医学图像为整体单元的配准关系。例如，多个局部医学图像包括上半身CT图像和下半身CT图像，则第一配准关系为上半身CT图像和下半身CT图像之间的配准关系；但若多个局部医学图像包括胸部以上区域CT图像、腰腹部区域CT图像和腿脚部区域CT图像，那么该第一配准关系可以是胸部以上区域CT图像与腰腹部区域CT图像之间的配准关系，腰腹部区域CT图像与腿脚部区域CT图像之间的配准关系，以及胸部以上区域CT图像与腿脚部区域CT图像之间的配准关系；当然，该第一配准关系还可以是胸部以上区域CT图像、腰腹部区域CT图像和腿脚部区域CT图像三者之间的配准关系。

当然，获取该多个局部医学图像之间的第一配准关系可以根据该多个局部医学图像的重叠区域进行配准。

示例地，在获取该多个局部医学图像之间的第一配准关系时，可以是先获取该多个局部医学图像之间的映射模型，在确定了映射模型后，需进一步确定该映射模型中的参数，该参数为使得多个局部医学图像之间配准程度最好的参数即为该映射模型中所需要的参数，例如，可以通过利用遗传算法、粒子群优化算法等等来确定映射模型的参数，使得按照相似性测度准则判断的配准程度最高的那一组参数作为该映射模型的参数，则该映射模型对应的函数关系即可确定为多个局部医学图像之间的第一配准关系。

S202，根据多个局部医学图像和第一配准关系，构建目标对象的第一医学图像。

得到了多个局部医学图像和第一配准关系，以该第一配准关系对多个局部医学图像进行拼接，即根据上述第一配准关系对多个局部医学图像进行配准，得到图像即为目标对象的第一医学图像。

一个实施例中，以多个局部医学图像包括上半身医学图像和下半身医学图像为例，则第一医学图像为基于上半身医学图像和下半身医学图像之间的配准关系拼接得到的。

例如，请继续参见上述图3，上半身医学图像为上半身CT图像，下半身医学图像为下半身CT图像，先获取上半身CT图像和下半身CT图像之间的第一配准关系，然后该第一配准关系对上半身CT图像和下半身CT图像进行对齐配准，构成第一医学图像。

当然，多个局部医学图像也可以是包括三个或四个甚至更多的局部医学图像，以三个为例，包括：胸部区域的医学图像、腰腹部区域的医学图像，以及腿部区域的医学图像，则第一医学图像为根据胸部区域的医学图像、腰腹部区域的医学图像，以及腿部区域的医学图像构建的。构建过程与上述上半身CT图像和下半身CT图像构建的过程相同，在此不再赘述。

本实施例中提供的一种放疗计划规划系统，该系统的处理器在执行根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像时，是通过对多个局部医学图像进行配准得到多个局部医学图像之间的第一配准关系后，根据多个局部医学图像和第一配准关系构建目标对象的第一医学图像。在构建第一医学图像时，是以各局部医学图像之间的配准关系为基准对各个局部医学图像进行配准对齐后形成完整的拼接图像，该完整的拼接图像即为第一医学图像，保证了构建的第一医学图像的准确性和完整性。

基于上述任一实施例，在获取到目标对象的第一医学图像之后，需根据该第一医学图像进一步确定目标对象的目标区域放疗计划。

在一个实施例中，可基于上述第一医学图像和放疗感兴趣区域生成目标对象的目标区域放疗计划，如图5所示，该实施例包括：

S301，基于第一医学图像获取至少一个感兴趣区域。

感兴趣区域可以是多个也可以是一个，那么基于此，可在全身医学影像中勾画出每个感兴趣区域。

一种实施例，可以通过软件中的勾画工具结合医生经验对该第一医学图像中的每个感兴趣区域进行手动勾画。另一实施例中，可以通过深度学习方法进行自动勾画，例如，深度学习的放疗影像靶区勾画方法可以是经过图像配准步骤处理，再经数据预处理、数据归一化处理之后，将处理后的数据传入神经网络中进行推理，从而得到多个勾画完成的感兴趣区域。本申请实施例对在第一医学图像中勾画感兴趣区域的方式不作限定。无论是哪种勾画方式，医生也可以根据经验对自动勾画的结果进行调整，保证勾画的感兴趣区域更加精确。

S302，根据各感兴趣区域对应的等中心点，生成目标对象的目标区域放疗计划；其中，目标区域放疗计划包括各感兴趣区域对应的计划剂量信息。

在获取感兴趣区域后，可确定出感兴趣区域中的等中心点，以每个感兴趣区域中的等中心点，设计目标对象的目标区域放疗计划。具体设计时，可采用放疗计划软件实现，也可以通过放疗加护设计网络模型实现，本申请实施例对此不作限定。

该目标区域放疗计划包括各感兴趣区域对应的计划剂量信息，该剂量信息包括剂量的具体数据和分布情况。自然地，可以理解的是，在设计目标对象的目标区域放疗计划时，需要先以每个感兴趣区域中的等中心点为中心，确定每个感兴趣区域对应的计划剂量信息，这样，整个是第一医学图像中各个感兴趣区域的计划剂量信息均可通过此方法确定出来，确定后形成的图像中包括了各感兴趣区域对应的计划剂量信息，即得到了目标对象的目标区域放疗计划。

本实施例提供的放疗规划系统中的处理器在获取到目标对象的第一医学图像之后，需根据该第一医学图像进一步确定目标对象的目标区域放疗计划，则处理器可通过基于第一医学图像获取至少一个感兴趣区域，并根据各感兴趣区域对应的等中心点，生成目标对象的目标区域放疗计划。因在第一医学图像中勾画出了各个感兴趣区域，每个感兴趣区域中均对应存在一个等中心点，以该等中心点为中心确定出每个感兴趣区域中的计划剂量信息，从而得到目标区域放疗计划。这样，根据勾画的每个感兴趣区域，以每个等中心点以及相关参数设计计划剂量信息，使得每个感兴趣区域中的计划剂量信息更加精确，如此，得到的目标区域放疗计划也更加准确。

基于上述任一实施例中得到的目标区域放疗计划，为了得到目标对象的各个局部医学图像的放疗子计划，处理器需要进一步处理，在一个实施例中，具体处理步骤如图6所示，上述S103包括以下步骤：

S401，分别对多个局部医学图像和第一医学图像进行配准，得到各局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系；每个局部医学图像对应一个第二配准关系。

在根据目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划时，一些实施例中可通过拷贝或复制的方式实现，无论是拷贝还是复制，均需要保证目标对象的多个局部医学图像与目标对象的第一医学图像可以完全对齐，以避免在拷贝或复制后出现误差，保证局部医学图像的放疗子计划的准确性。

基于此，可通过获取多个局部医学图像各自与第一医学图像进行配准之间的配准关系来时间多个局部医学图像与目标对象的第一医学图像可以完全对齐的效果。

具体地，分别对多个局部医学图像和第一医学图像进行配准，得到各局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系，且每个局部医学图像对应一个第二配准关系。即每个局部医学图像与第一医学图像可以得到一个配准关系，这些配准关系均称为第二配准关系。

例如，多个局部医学图像包括上半身CT图像和下半身CT图像，那么上半身CT图像与第一医学图像之间的配准关系，以及下半身CT图像与第一医学图像之间的配准关系均称为第二配准关系。

其中，获取第二配准关系的方式与前述实施例中获取第一配准关系的方式相同，也可以不相同，本申请实施例对此不作限定。

以上述获取第一配准关系的方式为例，对于单个局部医学图像来说，先获取某一个局部医学图像与第一医学图像之间的映射模型，该映射模型可以是刚体变换模型或者非线性变换模型，在确定了映射模型后，进一步确定该映射模型中的参数，该参数为使得多个局部医学图像之间配准程度最好的参数即为该映射模型中所需要的参数，例如，可以通过利用遗传算法、粒子群优化算法等等来确定映射模型的参数，使得按照相似性测度准则判断的配准程度最高的那一组参数作为该映射模型的参数，则该映射模型对应的函数关系即可确定为多个局部医学图像之间的第二配准关系。

S402，根据各第二配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

基于上述第二配准关系，以目标对象的目标区域放疗计划为基准，对应将目标区域放疗计划每个区域的放疗计划复制到局部医学图像中。因为第二配准关系可以精确地确定出每个局部医学图像与第一医学图像之间的对应关系，因此，可将目标区域放疗计划中对应区域的放疗计划复制到每个局部医学图像中，从而得到每个局部医学图像对应的局部放疗子计划。

这里需要说明的是，为了节省计算资源，一些场景中，可以直接采用上述实施例中的第一配准关系将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，即基于各局部医学图像之间的配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，本申请实施例对此不作限定。

实际应用时，在获取人体的医学图像时，例如CT图像，若获取的是局部医学图像，该局部医学图像中的人体的体位是从顶端开始扫描，例如，请参见上述图3，上半身CT图像的体位为头部在上的体位，下半身CT图像为脚部在上的体位，基于此，提供一个实施例，可根据各第二配准关系调整目标区域放疗计划，并根据调整后的目标区域放疗计划得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。该实施例包括根据获取各局部医学图像时目标对象的体位信息，对各目标区域放疗计划中的各局部医学图像对应的放疗计划进行体位调整；根据调整后的目标区域放疗计划和各第二配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中。

具体地，可以先根据治疗计划的等中心点和第二配准关系，判断对应等中心点的子治疗计划是否需要调整，若确定需要调整，则进行调整过程，其中，这里需要调整的信息指的是目标区域放疗计划中对应体位的相关剂量信息。例如，通过将射束进行旋转，可将目标区域放疗计划中的头先-仰卧(Head First-Supine，HFS)体位调整为脚先-仰卧(FeetFirst-Supine，FFS)体位，这样，通过调整使得调整前后的计划相关剂量信息一致，如此，将目标区域放疗计划中对应区域的放疗计划复制到每个局部医学图像中后，可以得到每个局部医学图像精确的局部放疗子计划。

需要说明的是，上述调整过程是在放疗计划的复制过程进行的，但在一些场景中，调整过程还可以应用在上述第二配准关系以及上述第一配准关系的获取过程，即获取第一配准关系和第二配准关系前，也可将各局部医学图像进行体位调整，调整为统一体位后再进行配准，可以方便且准确地获取到第一配准关系和第二配准关系，本申请实施例对此不作限定。

本实施例中通过分别对多个局部医学图像和第一医学图像进行配准，得到各局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系，并基于每个局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。该实施例中，在进行放疗计划复制时，是以各局部医学图像与第一医学图像之间的配准关系为基准，而目标区域放疗计划是以第一医学图像生成的，所以，可以使得每个局部医学图像更加精确地对应到目标区域放疗计划的对应区域，从而保证每个局部医学图像对应的局部放疗子计划的准确性。

另外，本申请实施例提供的放疗计划规划系统中的处理器在实现上述得到目标对象的局部医学图像对应的局部放疗子计划的前提下，还用于实现获取剂量评估结果的步骤。

一般地，对于范围极大的靶区进行放射治疗时，需要对患者的位置进行精确调整，位置调整后患者本身的摆位发生了变化，因此，一些场景中，设计的放疗计划与实际放疗之间可能会存在误差，基于此，需要对上述设计的放疗计划进行验证，以评估上述放疗计划的合理性。

如图7所示，一个实施例中，该处理器还用于执行以下步骤：

S501，根据目标区域放疗计划中各感兴趣区域对应的等中心点，获取目标对象在每个等中心点对应的验证医学图像。

上述目标区域放疗计划中存在至少一个感兴趣区域，且每个感兴趣区域对应一个等中心点，根据每个等中心点，通过移床对患者进行定位，例如，把患者定位到对应的等中心点上进行拍摄，从而得到每个等中心点的验证医学图像。

其中，目标对象可以与前面目标对象为同一对象，也可以为不同对象。

例如，请参见图8所示，以四个等中心点为例，则对应可以获取到目标对象的四个验证医学图像，分别为：包括头部位、包括胸部位、包括腰腹部位和包括腿脚部位的四个验证医学图像。

其中，获取目标对象在每个等中心点对应的验证医学图像可以是将制作的仿真模体作为目标对象通过医疗设备实时扫描获取；也可以是通过模拟仿真软件模拟出目标对象的验证医学图像，还可以是对目标对象进行实时扫描获取的等等，本申请实施例对此不作限定。

以仿真模体为例，获取仿真模体的验证医学图像是，可以通过CT和加速器一体化的系统来扫描获取，CT和加速器一体化的系统，可提供诊断级CT图像用作图像引导，而且单次扫描可覆盖范围较长，从而能够得到不同等中心点的摆位图像。

S502，根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像。

在得到目标对象的多个验证医学图像后，对该多个验证医学图像进行拼接，获取目标对象的全身摆位医学影像。

一种实施例中，在根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像时，可以通过预设的网络模型实现，例如，预先训练一网络模型实现，该网络模型实现的功能为将多个验证医学图像拼接成一个第二医学图像。

基于此，可直接调用该网络模型，将上述获取到的目标对象的各验证医学图像输入到该网络模型中，输出的即为目标对象的第二医学图像。如此，通过直接调用已经训练好的网络模型可以保证构建第二医学图像的效率和准确性。

另一实施例中，根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像的方式为：分别对各验证医学图像和第一医学图像进行配准，得到各验证医学图像与第一医学图像之间的第三配准关系；根据各第三配准关系，将各验证医学图像拼接为第二医学图像；每个验证医学图像对应一个第三配准关系。

分别对各验证医学图像和第一医学图像进行配准，得到各验证医学图像与第一医学图像之间的第三配准关系，且每个验证医学图像对应一个第三配准关系。即每个验证医学图像与第一医学图像可以得到一个配准关系，这些配准关系均称为第三配准关系。

其中，获取第三配准关系的方式与前述实施例中获取第一配准关系以及获取第二配准关系的方式相同，也可以不相同，本申请实施例对此不作限定。

得到了各验证医学图像和第三配准关系，以该第三配准关系对多个验证医学图像进行拼接，以第三配准关系将每个验证医学图像与第一医学图像中重叠区域进行配准，重叠区域对齐配准后，得到完整图像即为目标对象的第二医学图像。

例如，请参见上述图8中的四个验证医学图像，先获取该四个验证医学图像与第一医学图像之间的第三配准关系，基于第三配准关系，将四个验证医学图像拼接成完整的第二医学图像。

当然，在获取第二医学图像时，也可以执行前述实施例中的体位调整步骤，执行方式和目的与前述实施例相同，这里不再赘述。

S503，根据第二医学图像和目标区域放疗计划，获取剂量评估结果。

剂量评估结果可以用于表征各局部医学图像对应的局部放疗子计划的合理性，即表示的是上述确定的各局部医学图像的局部放疗子计划是否精确、放疗效果是否满足要求等等，因此，可以以此剂量评估结果可以发现对目标对象设计的放疗计划存在问题，避免后续其他病人对象设计的放疗计划出现同样的问题；也可以以此剂量评估结果作为后续设计其他病人放疗计划的设计、修改等提供参考意见；还可以作为一些研究的实验数据，例如，研究病人真实的治疗剂量分布对病人存活率，靶区治疗效果等等。本申请实施例对剂量评估结果的使用用途不作限定，可根据实际情况选择。

本申请实施例中获取剂量评估结果是通过第二医学图像和目标区域放疗计划进行分析对比，得到的分析对比结果即为剂量评估结果。

一种实施例中，根据第二医学图像和目标区域放疗计划，获取剂量评估结果的实现方式为：将目标区域放疗计划对应复制到第二医学图像中，获取第二医学图像中实际剂量信息；对目标区域放疗计划中的计划剂量信息与第二医学图像中实际剂量信息进行分析对比，得到剂量评估结果。

目标区域放疗计划中的剂量分布为计划数据，即计划剂量信息，分析对比时，需要将该计划剂量信息与实际剂量信息进行分析对比，才可以精确地分析出计划剂量信息哪些内容设计的不合理。而实际剂量信息需要结合实际的摆位图像计算，因此，基于前述步骤获取到的第二医学图像，需将目标区域放疗计划对应复制到第二医学图像中，以计算第二医学图像中剂量分布作为实际剂量信息。

其中，处理器在执行将目标区域放疗计划对应复制到第二医学图像中时，可以是先计算目标区域放疗计划与第二医学图像之间的配准关系，基于该两者之间的配准关系，可以准确地确定出第二医学图像中每个像素点与目标区域放疗计划中各像素点之间的对应关系，以该对应关系，将目标区域放疗计划中的计划剂量信息对应复制到第二医学图像中。

基于复制了计划剂量信息的第二医学图像，计算第二医学图像中的实际剂量信息。

分析对比第二医学图像中的实际剂量信息和目标区域放疗计划中的计划剂量信息时，可以是通过预设的算法模型自动计算，即将实际剂量信息和计划剂量信息作为算法模型的输入即可得到剂量评估结果。

另外，本申请实施例还提供的一种放疗计划规划系统，该实施例中以局部医学图像包括上半身CT图像和下半身CT图像，第一医学图像为全身CT图像为例，如图9和图10所示，该系统中的处理器用于实现以下步骤：

S1，病人定位：获取上半身CT和下半身CT图像，并对上半身CT图像与下半身CT图像进行配准，得到第一配准关系。

S2，全身图像拼接：利用上半身CT图像和下半身CT图像的第一配准关系，将两套CT图像拼接成完整的身体图像。

S3，基于全身图像勾画靶区等感兴趣区域。

S4，基于全身图像设计TMI计划。

S5，图像配准：分别将上半身CT图像、下半身CT图像和全身CT图像进行配准，得到第二配准关系。

S6，计划拷贝：将射束进行旋转，把腿部计划从HFS体位调整为FFS体位，并利用第二配准关系将全身图像设计的TMI计划，分别复制到上半身CT图像和下半身CT图像上。

S7，病人摆位验证：获取感兴趣区域中不同等中心点的CT验证图像，并对不同等中心点CT图像和设计了TMI计划的全身图像进行配准，得到第三配准关系。

S8，全身图像拼接：利用第三配准关系将不同等中心点的CT验证图像拼接成完整的验证身体图像。

S9，计划拷贝：将全身图像中设计的TMI计划拷贝到拼接好的验证身体图像上，并计算验证身体图像中的实际剂量信息。

S10，剂量比较：将验证身体图像中的实际剂量信息与全身图像中设计的TMI计划中的计划剂量信息进行对比分析，得到剂量评估结果。

本申请实施例提供的放疗计划规划系统中，基于全身图像对范围极大的靶区进行放射治疗计划进行设计，当计划制作好之后，再对计划进行拆分，分别得到上半身子计划和下半身子计划，因此，其能够针对靶区范围极大的病灶，简化设计放疗计划，避免了上半身和下半身图像连接过渡区域会出现的剂量不均匀性，提高设计放疗计划的精确性。且得到了不同等中心点CT摆位图像和计划CT图像的配准关系后，利用该配准关系把不同等中心点的CT摆位图像拼接成完整的身体摆位图像。然后把设计的放疗计划拷贝到完整的身体摆位图像上，并重新计算身体摆位图像中的实际剂量，可以得到实际剂量信息，进而将实际剂量信息与计划剂量进行对比，得到剂量评估结果，可以为病人放疗计划设计以及临床研究提供更精确的数据。

应该理解的是，虽然上述实施例中所附的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述实施例中所附的图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图11所示，本申请实施例还提供了一种放疗计划规划装置，包括：构建模块10、生成模块11和确定模块12，其中：

构建模块10，用于根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像；

生成模块11，用于基于第一医学图像和放疗感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划；

确定模块12，用于基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

在一个实施例中，上述构建模块10包括：

第一配准单元，用于对多个局部医学图像进行配准，获取多个局部医学图像之间的第一配准关系；

构建单元，用于根据多个局部医学图像和第一配准关系，构建目标对象的第一医学图像。

在一个实施例中，上述多个局部医学图像包括上半身医学图像和下半身医学图像；则第一医学图像为基于上半身医学图像和下半身医学图像之间的配准关系拼接得到的。

在一个实施例中，上述生成模块11包括：

勾画单元，用于基于第一医学图像获取至少一个感兴趣区域；

生成单元，用于根据各感兴趣区域对应的等中心点，生成目标对象的目标区域放疗计划；其中，目标区域放疗计划包括各感兴趣区域对应的计划剂量信息。

在一个实施例中，上述确定模块12包括：

第二配准单元，用于分别对多个局部医学图像和第一医学图像进行配准，得到各局部医学图像与第一医学图像之间的第二配准关系；每个局部医学图像对应一个第二配准关系；

确定单元，用于根据各第二配准关系，将目标区域放疗计划对应复制到各局部医学图像中，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

在一个实施例中，该放疗计划规划装置还包括：

第一获取模块，用于根据目标区域放疗计划中各感兴趣区域对应的等中心点，获取目标对象在每个等中心点对应的验证医学图像；

第二获取模块，用于根据各验证医学图像，获取目标对象的第二医学图像；

评估模块，用于根据第二医学图像和目标区域放疗计划，获取剂量评估结果。

在一个实施例中，上述第二获取模块包括：

第三配准单元，用于分别对各验证医学图像和第一医学图像进行配准，得到各验证医学图像与第一医学图像之间的第三配准关系；每个验证医学图像对应一个第三配准关系；

拼接单元，用于根据各第三配准关系，将各验证医学图像拼接为第二医学图像。

在一个实施例中，上述评估模块包括：

获取单元，用于将目标区域放疗计划对应复制到第二医学图像中，获取第二医学图像中实际剂量信息；

评估单元，用于对目标区域放疗计划中的计划剂量信息与第二医学图像中实际剂量信息进行分析对比，得到剂量评估结果。

关于放疗计划规划装置的具体限定可以参见上文中对于放疗计划规划系统中处理器执行各方法步骤的限定，在此不再赘述。上述放疗计划规划装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以以硬件形式内嵌于或独立于放疗计划规划系统中处理器中，也可以以软件形式存储于放疗计划规划系统中的存储器中，以便于放疗计划规划系统中处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备内部结构图可以如图12所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时上述任一实施例中放疗计划规划系统中处理器所执行的方法步骤。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图12中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述放疗计划规划系统中处理器所执行的以下步骤：

根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像；

基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划；

基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

上述实施例提供的一种计算机设备在实现上述各步骤时，其实现原理和技术效果与上述放疗计划规划系统中处理器执行的方法步骤的原理类似，在此不再赘述。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述放疗计划规划系统中处理器所执行的以下步骤：

根据目标对象的多个局部医学图像，构建目标对象的第一医学图像；

基于第一医学图像和感兴趣区域，生成目标对象的目标区域放疗计划；

基于目标区域放疗计划和多个局部医学图像，得到目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

上述实施例提供的一种计算机可读存储介质在实现上述各步骤时，其实现原理和技术效果与上述放疗计划规划系统中处理器执行的方法步骤的原理类似，在此不再赘述。

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，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请实施例所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请实施例的保护范围。因此，本申请实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种放疗计划规划系统，其特征在于，所述系统包括至少一个处理器，所述至少一个处理器用于执行以下的步骤：

根据目标对象的多个局部医学图像，构建所述目标对象的第一医学图像；

基于所述第一医学图像和感兴趣区域，生成所述目标对象的目标区域放疗计划；

基于所述目标区域放疗计划和所述多个局部医学图像，得到所述目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述根据目标对象的多个局部医学图像，构建所述目标对象的第一医学图像，包括：

对所述多个局部医学图像进行配准，获取所述多个局部医学图像之间的第一配准关系；

根据所述多个局部医学图像和所述第一配准关系，构建所述目标对象的第一医学图像。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多个局部医学图像包括上半身医学图像和下半身医学图像；

则所述第一医学图像为基于所述上半身医学图像和所述下半身医学图像之间的配准关系拼接得到的。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述基于所述第一医学图像和放疗感兴趣区域，生成所述目标对象的目标区域放疗计划，包括：

基于所述第一医学图像获取至少一个所述感兴趣区域；

根据各所述感兴趣区域对应的等中心点，生成所述目标对象的目标区域放疗计划；其中，所述目标区域放疗计划包括各所述感兴趣区域对应的计划剂量信息。

5.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述基于所述目标区域放疗计划和所述多个局部医学图像，得到所述目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划，包括：

分别对所述多个局部医学图像和所述第一医学图像进行配准，得到各所述局部医学图像与所述第一医学图像之间的第二配准关系；每个局部医学图像对应一个第二配准关系；

根据各所述第二配准关系，将所述目标区域放疗计划对应复制到各所述局部医学图像中，得到所述目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述根据各所述第二配准关系，将所述目标区域放疗计划对应复制到各所述局部医学图像中，包括：

根据获取各所述局部医学图像时所述目标对象的体位信息，对各所述目标区域放疗计划中的各局部医学图像对应的放疗计划进行体位调整；

根据调整后的目标区域放疗计划和各所述第二配准关系，将所述目标区域放疗计划对应复制到各所述局部医学图像中。

7.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述处理器还用于执行以下步骤：

根据所述目标区域放疗计划中各感兴趣区域对应的等中心点，获取所述目标对象在每个所述等中心点对应的验证医学图像；

根据各所述验证医学图像，获取所述目标对象的第二医学图像；

根据所述第二医学图像和所述目标区域放疗计划，获取剂量评估结果。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述根据所述第二医学图像和所述目标区域放疗计划，获取剂量评估结果，包括：

将所述目标区域放疗计划对应复制到所述第二医学图像中，获取所述第二医学图像中实际剂量信息；

对所述目标区域放疗计划中的计划剂量信息与所述第二医学图像中实际剂量信息进行分析对比，得到所述剂量评估结果。

9.一种放疗计划规划装置，其特征在于，所述装置包括：

构建模块，用于根据目标对象的多个局部医学图像，构建所述目标对象的第一医学图像；

生成模块，用于基于所述第一医学图像和放疗感兴趣区域，生成所述目标对象的目标区域放疗计划；

确定模块，用于基于所述目标区域放疗计划和所述多个局部医学图像，得到所述目标对象的各局部医学图像对应的局部放疗子计划。

10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的系统中的处理器执行的步骤。

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