CN115862812B - 放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备 - Google Patents
放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备,涉及医学影像技术领域,该装置包括:获取单元获取目标对象的三维目标医学影像;优化单元依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;评估单元依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;确定单元依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。通过本申请解决了确定目标放疗计划的准确率比较低的问题。
Description
技术领域
本申请涉及医学影像技术领域,具体而言,涉及一种放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备。
背景技术
肿瘤的放射疗法有两个目标:根除肿瘤以及保护健康组织和器官。向肿瘤体积投放足够的辐射剂量,就可以杀死绝大多数肿瘤细胞;但是同时会对肿瘤周围的健康组织及健康人体器官造成损害,因此尽可能控制放射射线仅杀死肿瘤细胞是关键。适形放疗的目标就是将所投放的辐射剂量仅限于由肿瘤的外表面所定义的肿瘤体积,同时最小化对周围健康组织或邻近健康器官的辐射剂量。
在完成治疗计划的优化设计之后,医生必须评估每个治疗计划,以判断是否与期望的治疗目标相符。如果计算的治疗计划不满足治疗目标,则重复此优化过程,直到计算治疗计划可以满足医生针对肿瘤体积和周围结构的剂量限制目标为止。剂量体积直方图(DVH)是用于评估计划的最优性的有力工具,也是临床常用的评估方法。DVH是展现计划剂量的一种方式,以二维的图形展示三维的剂量分布。在逆向计划优化之后,医生通常检查计划的DVH曲线,来检查计划是否满足剂量要求,例如靶区内的剂量是否足够;OAR(Organ AtRisk 危及器官)区域的剂量是否超标等。然而这些指标往往基于医生的经验判断以及公开的一些标准,但患者之间存在较大的个体差异,用一套指标衡量所有的患者往往会造成有些简单的计划很快达标即使还存在很大的优化空间,而一些很难的计划却无论如何都无法达标,只能由医生凭经验判断取舍,从而导致计划的质量参差不齐。
针对相关技术中基于医生经验或者历史数据对放疗计划进行评估以确定目标放疗计划,导致确定目标放疗计划的准确率比较低的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备,以解决相关技术中基于医生经验或者历史数据对放疗计划进行评估以确定目标放疗计划,导致确定目标放疗计划的准确率比较低的问题。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种放疗计划的处理装置。该装置包括:获取单元,用于获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;优化单元,用于依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;评估单元,用于依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;确定单元,用于依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
进一步地,所述优化单元包括:第一设置模块,用于设置放疗剂量的优化目标,其中,所述优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;优化模块,用于依据所述优化目标和所述三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,所述三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;第一确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标。
进一步地,所述优化模块包括:设置子模块,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将所述当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将所述当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,所述第三预设数值小于所述第二预设数值;优化子模块,用于对每个优化区域组,依据所述当前优化区域组中的放疗靶区的权重和所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
进一步地,所述装置还包括:第一调整单元,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,若所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
进一步地,所述优化单元包括:第二确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;第三确定模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定所述多个临床放疗计划的DVH评估指标。
进一步地,所述第三确定模块包括:第一处理子模块,用于对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定所述当前保护区域对应的DVH下界曲线;第二处理子模块,用于对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定所述当前保护区域对应的DVH上界曲线。
进一步地,所述评估单元包括:第二设置模块,用于依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;处理模块,用于依据所述放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;计算模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
进一步地,所述计算模块包括:第一计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;第二计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;第三计算子模块,用于依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
进一步地,所述装置还包括:发送单元,用于在依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,将所述目标放疗计划发至目标对象;第二调整单元,用于若检测到对所述目标放疗计划的调整指令,则对所述目标放疗计划进行调整,其中,所述调整指令由所述目标对象触发。
为了实现上述目的,根据本申请的另一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,所述存储介质存储程序,其中,在所述程序运行时控制所述存储介质所在设备执行以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
为了实现上述目的,根据本申请的一个方面,提供了一种电子设备,电子设备包括一个或多个处理器和存储器,存储器用于存储一个或多个处理器实现以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
通过本申请,采用以下装置:获取单元获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;优化单元依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;评估单元依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;确定单元依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划,解决了相关技术中基于医生经验或者历史数据对放疗计划进行评估以确定目标放疗计划,导致确定目标放疗计划的准确率比较低的问题。在本方案中,在得到目标对象的三维目标医学影像和多个临床放疗计划之后,通过每个个体化病人特异性生成DVH评估指标,然后利用DVH评估指标对放疗计划进行客观评估,既达到了避免主观评估的缺点,又达到了个性化评估的效果,能够有效提升对放疗计划评估的准确性和客观性。
附图说明
构成本申请的一部分的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。在附图中:
图1是根据本申请实施例提供的放疗计划的处理装置执行的步骤的流程图;
图2是根据本申请实施例提供的可选的放疗计划的处理装置执行的步骤的流程图;
图3是根据本申请实施例提供的放疗计划的处理装置的示意图;
图4是根据本申请实施例提供的电子设备的示意图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,本公开所涉及的相关信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等),均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。例如,本系统和相关用户或机构间设置有接口,在获取相关信息之前,需要通过接口向前述的用户或机构发送获取请求,并在接收到前述的用户或机构反馈的同意信息后,获取相关信息。
为了更好地解释说明本申请提供的放疗计划的处理装置,通过放疗计划的处理装置执行的步骤来进行说明:
下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明,图1是根据本申请实施例提供的放疗计划的处理装置执行的步骤的流程图,如图1所示,该放疗计划的处理装置执行如下步骤:
步骤S101,获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;
具体地,获取需要进行放疗计划评估的目标对象的多层初始医学影像,初始医学影像可以是CT、MR、CBCT(锥形术CT)等放疗影像,对多层初始医学影像的放疗靶区和感兴趣区域(即上述的保护区域)进行勾画,可通过自动勾画或手动勾画,得到带有放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息的三维目标医学影像。感兴趣区域可以根据用户需求进行设置,可以是医学影像中的任何区域,例如,感兴趣区域可以是放疗危及器官区域。
步骤S102,依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;
具体地,通过带有放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息的三维目标医学影像确定多个临床放疗计划,在一可选的实施例中,可以通过以下方式得到上述的多个临床放疗计划:自动优化射野(例如,通过计算射野穿过感兴趣区域(ROI,Region ofInterest)体积最小、优化过程中增加射野角度优化等),或均匀布野(例如,10度一个射野、20度一个射野等),也可由医生设置固定野(基于经验对不同癌种设定,例如鼻咽癌9野、宫颈癌7野等)。一般来说,在进行放疗时,期望放疗靶区的照射剂量尽可能的接近处方剂量,而感兴趣区域的照射剂量需要尽可能接近0。那么对应的对可以根据这两个要求对放疗剂量进行优化操作,进而得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标,DVH评估指标为对临床放疗计划对应的DVH曲线的评价标准,通过DVH评估指标可以准确评价当前这个临床放疗计划的优劣。
步骤S103,依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;
具体地,通过根据目标对象的目标医学影像个性化评估得到的DVH评估指标能够对每个临床放疗计划进行准确和客观的评估。通过DVH评估指标得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
步骤S104,依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
具体地,根据每个临床放疗计划的目标评估分数来进行放疗计划选择,可以直接将评估分数最高的临床放疗计划作为上述的目标放疗计划,还可以按照评估分数的高低选取多个临床放疗计划作为上述的目标放疗计划。
需要说明的是,医生还可以根据每个临床放疗计划的目标评估分数对保护区域进行调整和设置。
需要说明的是,上述的通过DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估的方法除了可以应用于自动计划,还可以用于处方确定、以及对放疗计划在线自动评价等方面。
综上所述,在得到目标对象的三维目标医学影像和多个临床放疗计划之后,通过每个个体化病人特异性生成DVH评估指标,然后利用DVH评估指标对放疗计划进行客观评估,既达到了避免主观评估的缺点,又达到了个性化评估的效果,能够有效提升对放疗计划评估的准确性和客观性。
为了准确得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标,在本申请实施例提供的放疗计划的处理方法中,依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:设置放疗剂量的优化目标,其中,优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标。
具体地,设置放疗计划的优化目标,优化目标可以是放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值(例如,0)。根据设置的优化目标和三维目标医学影像分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化。
需要说明的是,在目标医学影像中包括一个放疗靶区和多个保护区域,那么为了提高DVH评估指标的客观性,在进行剂量优化时,每次只优化放疗靶区和一个ROI区域,也就是上述的分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化。例如,包括A、B、C三个ROI区域(即上述的保护区域)和D放疗靶区时,那么对应的优化区域组为A和D、B和D以及C和D。在对优化区域组时,只对当前的优化区域组内的放疗靶区和ROI区域的剂量进行优化,进而得到每个优化区域组对应的剂量分布图,通过每个优化区域组对应的剂量分布图可以得到每个ROI对应DVH评估标准,每个ROI对应的评估标准也就是上述的DVH评估指标。
需要说明的是,可以采用通量图优化(FMO)或直接子野优化(DAO)等算法进行放疗剂量优化,可以采用蒙特卡洛剂量计算(MC),笔形束剂量计算(PB)等算法计算放疗剂量。
为了进一步提高DVH评估指标的合理性,该放疗计划的处理装置执行依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图包括:对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,第三预设数值小于第二预设数值;对每个优化区域组,依据当前优化区域组中的放疗靶区的权重和当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,该放疗计划的处理装置执行的步骤还包括:若当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
具体地,在对多个优化区域组进行放疗剂量优化时,为了避免放疗靶区的剂量符合要求,需要对优化区域组中的放疗靶区的权重以及优化区域组中的ROI区域的权重进行设置,即需要在满足放疗靶区的优化目标的前提下对ROI区域的剂量进行优化,实现这一要求的方式就是设置权重值,将当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将当前优化区域组中的ROI区域的权重设置为第三预设数值,第三预设数值小于第二预设数值,即放疗靶区要重于ROI区域。例如,放疗靶区的权重设置为1,那么对应的ROI区域的权重可以设置为0.6。通过设置不同的权重可以实现在满足放疗靶区的优化目标的前提下对ROI区域的剂量进行优化。
进一步地,在进行剂量优化时,如果当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值(例如,差值超过5%),则需要对当前优化区域组中的ROI区域的权重进行调整,如果放疗靶区的剂量高于预设处方剂量则增加当前优化ROI区域的权重,如果放疗靶区的剂量小于预设处方剂量则减少当前优化ROI区域的权重。调整步长为当前优化后的剂量与设置靶区目标的差异比,差异值越大则调整的权重步长越大,反之则越小。
综上所述,通过上述步骤可以针对每个个体化病人特异性准确生成每个ROI的DVH评估指标,进而提高对放疗计划的评估的准确性。
如何根据剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标也是至关重要的,在本申请实施例提供的放疗计划的处理方法中,依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定多个临床放疗计划的DVH评估指标。
依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线包括:对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前保护区域对应的DVH下界曲线;对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定当前保护区域对应的DVH上界曲线。
具体地,对于每个ROI区域,根据当前ROI区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前保护区域对应的DVH下界曲线,即对于A这个ROI区域,它的DVH下界曲线由包括A在内的优化区域组的剂量分布图得到,也就是将包括A在内的优化区域组的剂量分布图中的A的DVH曲线作为A的DVH下界曲线。根据非当前ROI区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前ROI区域对应的DVH上界曲线,即对于A这个ROI区域,它的DVH下界曲线由不包括A在内的优化区域组的剂量分布图得到,也就是通过B和D优化区域组以及C和D优化区域组中的A的DVH曲线确定A的DVH上界曲线。在一可选的实施例中,可以将B和D优化区域组以及C和D优化区域组中的最大值作为A的DVH上界曲线。
在得到各个ROI区域的DVH上界曲线和各个ROI区域的DVH下界曲线之后,将这些DVH曲线确定为上述的DVH评估指标。通过DVH评估指标对每个临床放疗计划对应的DVH曲线进行准确评估。
在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,放疗计划的处理装置执行依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;依据放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
具体地,在对每个优化区域组进行优化时,在每个优化区域组中的放疗靶区的权重可能也是不一样的。因此,为了提高评估的合理性,需要对每个优化区域组中的ROI区域的权重进行归一化,如果每个优化区域组中的放疗靶区的权重是不一样的,可以从中选择一个放疗靶区权重作为放疗靶区的第一目标权重值,然后利用这个第一目标权重值对每个ROI区域的权重进行归一化处理,得到每个ROI区域的第二目标权重值。
在一可选的实施例中,可以采用公式(1)对每个ROI区域的权重进行归一化处理:
(1)
其中,PTVw为上述的放疗靶区的第一目标权重值,ROIw为上述的每个优化区域组中的ROI区域的权重,w为上述的每个ROI区域的第二目标权重值。
在对每个ROI区域的权重进行归一化处理之后,通过各个ROI区域的DVH上界曲线和各个ROI区域的DVH下界曲线对每个放疗计划进行评估,根据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数,然后根据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数,最后根据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
在一可选的实施例中,可以采用以下公式进行计算得到每个临床放疗计划的目标评估分数:
(1)采用公式(2)计算得到第一评估分数:
(2)
其中,LowestScore为上述的第一评估分数,MaxDose为每个ROI区域的DVH上界,DVHEi为每个ROI区域的DVH下界,n为DVH格点数,也就是DVH曲线上的总点数,i表示DVH曲线上的第i个点。通过上述公式可以计算得到每个ROI区域的第一评估分数。
(2)采用公式(3)计算得到第二评估分数:
(3)
其中,OarScore为上述的第二评估分数,DVHCi为每个临床放疗计划对应的ROI区域的DVH。通过上述公式可以计算得到每个ROI区域的第二评估分数。
(3)采用公式(4)计算得到每个ROI的目标评估分数:
(4)
其中,Score为每个ROI区域的目标评估分数,j表示第j个ROI区域,m表示共m个ROI区域,在得到每个ROI区域的目标评估分数之后可以直接求和得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
通过上述步骤可以方便快捷地计算每个临床放疗计划的评估分数,进而提高确定目标放疗计划的合理性和准确性。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,在执行依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,该处理装置还执行以下步骤:将目标放疗计划发至目标对象;若检测到对目标放疗计划的调整指令,则对目标放疗计划进行调整,其中,调整指令由目标对象触发。
具体地,在实际应用中,通过上述方式得到目标放疗计划后,会将目标放疗计划发送给物理师,物理师可以根据临床效果再次对目标放疗计划进一步地调整,以提高目标放疗计划的放疗效果。
在一可选的实施例中,本申请实施例提供的放疗计划的处理装置可以采用如图2所示的流程图实现对放疗计划的评估:步骤一:在影像中勾画靶区以及ROI区域,可通过自动勾画或手动勾画,所述影像可为CT、MR、CBCT等放疗影像均可。
步骤二:采用以下方式得到临床放疗计划:自动优化射野(例如通过计算射野穿过ROI区域体积最小、优化过程中增加射野角度优化等),或均匀布野(例如10度一个野、20度一个野等),也可由医生设置固定野(基于经验对不同癌种设定,例如鼻咽癌9野、宫颈癌7野等);
步骤三:循环进行单目标优化,优化目标靶区设置为医生所需要的处方剂量,当前优化的ROI目标设置为0,当前优化ROI的目标权重设置为一定比例的靶区权重,优化算法可用通量图优化(FMO)或直接子野优化(DAO)等算法进行,其中剂量计算算法可用蒙特卡洛剂量计算(MC),笔形束剂量计算(PB)等;
步骤四:自动调整当前优化ROI的权重,直至靶区目标尽可能接近处方,若靶区剂量高于处方则增加当前优化ROI的权重,反之则减小;调整步长为当前优化后的剂量与设置靶区目标的差异比,差异值越大则调整的权重步长越大,反之则越小;
步骤五:取得优化ROI的上界与下界,以该ROI优化结果为下界,在所有其余ROI优化结果中取当前ROI的DVH线,计算最大值,为该ROI的上界;
步骤六:将所有ROI的权重以某一放疗靶区的权重值进行归一处理:
(1)
其中,PTVw为上述的放疗靶区的第一目标权重值,ROIw为上述的每个优化区域组中的ROI区域的权重,w为上述的每个ROI区域的第二目标权重值。
步骤七:计算当前患者每个ROI区域的最差得分,并求和:
(2)
其中,LowestScore为上述的第一评估分数,MaxDose为每个ROI区域的DVH上界,DVHEi为每个ROI区域的DVH下界,n为DVH格点数,也就是DVH曲线上的总点数,i表示DVH曲线上的第i个点。通过上述公式可以计算得到每个ROI区域的第一评估分数。
步骤八:计算当前患者需要评估计划的每个ROI区域的得分:
(3)
其中,OarScore为上述的第二评估分数,DVHCi为每个临床放疗计划对应的ROI区域的DVH。通过上述公式可以计算得到每个ROI区域的第二评估分数。
步骤九:对每个ROI区域得分求和并归一化至0-100,得到需要评估计划的最终的得分:
(4)
其中,Score为每个ROI区域的目标评估分数,j表示第j个ROI区域,m表示共m个ROI区域,在得到每个ROI区域的目标评估分数之后可以直接求和得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
本申请实施例提供的放疗计划的处理装置,通过该处理装置执行以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划,解决了相关技术中基于医生经验或者历史数据对放疗计划进行评估以确定目标放疗计划,导致确定目标放疗计划的准确率比较低的问题。在本方案中,在得到目标对象的三维目标医学影像和多个临床放疗计划之后,通过每个个体化病人特异性生成DVH评估指标,然后利用DVH评估指标对放疗计划进行客观评估,既达到了避免主观评估的缺点,又达到了个性化评估的效果,能够有效提升对放疗计划评估的准确性和客观性。
需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
下面对本申请实施例提供的放疗计划的处理装置进行介绍。
图3是根据本申请实施例的放疗计划的处理装置的示意图。如图3所示,该装置包括:获取单元301,优化单元302,评估单元303和确定单元304。
获取单元301,用于获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;
优化单元302,用于依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;
评估单元303,用于依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;
确定单元304,用于依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
本申请实施例提供的放疗计划的处理装置,通过获取单元301获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;优化单元302依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;评估单元303依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;确定单元304依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划,解决了相关技术中基于医生经验或者历史数据对放疗计划进行评估以确定目标放疗计划,导致确定目标放疗计划的准确率比较低的问题。在本方案中,在得到目标对象的三维目标医学影像和多个临床放疗计划之后,通过每个个体化病人特异性生成DVH评估指标,然后利用DVH评估指标对放疗计划进行客观评估,既达到了避免主观评估的缺点,又达到了个性化评估的效果,能够有效提升对放疗计划评估的准确性和客观性。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,优化单元包括:第一设置模块,用于设置放疗剂量的优化目标,其中,优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;优化模块,用于依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;第一确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,优化模块包括:设置子模块,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,第三预设数值小于第二预设数值;优化子模块,用于对每个优化区域组,依据当前优化区域组中的放疗靶区的权重和当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,该装置还包括:第一调整单元,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,若当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,优化单元包括:第二确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;第三确定模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,第三确定模块包括:第一处理子模块,用于对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前保护区域对应的DVH下界曲线;第二处理子模块,用于对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定当前保护区域对应的DVH上界曲线。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,评估单元包括:第二设置模块,用于依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;处理模块,用于依据放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;计算模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,计算模块包括:第一计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;第二计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;第三计算子模块,用于依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,在本申请实施例提供的放疗计划的处理装置中,该装置还包括:发送单元,用于在依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,将目标放疗计划发至目标对象;调整单元,用于若检测到对目标放疗计划的调整指令,则对目标放疗计划进行调整,其中,调整指令由目标对象触发。
放疗计划的处理装置包括处理器和存储器,上述的获取单元301,优化单元302,评估单元303和确定单元304等均作为程序单元存储在存储器中,由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核,由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上,通过调整内核参数来实现对放疗计划的评估。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM),存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
如图4所示,本发明实施例提供了一种电子设备,设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,处理器执行程序时实现以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
可选地,依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:设置放疗剂量的优化目标,其中,优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图包括:对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,第三预设数值小于第二预设数值;对每个优化区域组,依据当前优化区域组中的放疗靶区的权重和当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
可选地,对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,该方法还包括:若当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
可选地,依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线包括:对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前保护区域对应的DVH下界曲线;对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定当前保护区域对应的DVH上界曲线。
可选地,依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;依据放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,在依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,该方法还包括:将目标放疗计划发至目标对象;若检测到对目标放疗计划的调整指令,则对目标放疗计划进行调整,其中,调整指令由目标对象触发。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。
本申请还提供了一种计算机程序产品,当在数据处理设备上执行时,适于执行初始化有如下方法步骤的程序:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据三维目标医学影像中的放疗靶区和三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划。
可选地,依据三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:设置放疗剂量的优化目标,其中,优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,依据优化目标和三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图包括:对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,第三预设数值小于第二预设数值;对每个优化区域组,依据当前优化区域组中的放疗靶区的权重和当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
可选地,对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,该方法还包括:若当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
可选地,依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对多个临床放疗计划的DVH评估指标包括:依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定多个临床放疗计划的DVH评估指标。
可选地,依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线包括:对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定当前保护区域对应的DVH下界曲线;对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定当前保护区域对应的DVH上界曲线。
可选地,依据DVH评估指标对多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;依据放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数包括:依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
可选地,在依据每个临床放疗计划的目标评估分数从多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,该方法还包括:将目标放疗计划发至目标对象;若检测到对目标放疗计划的调整指令,则对目标放疗计划进行调整,其中,调整指令由目标对象触发。
本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
在一个典型的配置中,计算设备包括一个或多个处理器 (CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器,随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式,如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括,但不限于相变内存 (PRAM)、静态随机存取存储器 (SRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、其他类型的随机存取存储器 (RAM)、只读存储器 (ROM)、电可擦除可编程只读存储器 (EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘 (DVD) 或其他光学存储、磁盒式磁带,磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质,可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定,计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体 (transitory media),如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此,本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请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、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
以上仅为本申请的实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.一种放疗计划的处理装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;
优化单元,用于依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;
评估单元,用于依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;
确定单元,用于依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划;
其中,所述优化单元包括:
第一设置模块,用于设置放疗剂量的优化目标,其中,所述优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;
优化模块,用于依据所述优化目标和所述三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,所述三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;
第一确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;
所述优化单元包括:
第二确定模块,用于依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;
第三确定模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定所述多个临床放疗计划的DVH评估指标。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述优化模块包括:
设置子模块,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化前,将所述当前优化区域组中的放疗靶区的权重设置为第二预设数值,将所述当前优化区域组中的保护区域的权重设置为第三预设数值,其中,所述第三预设数值小于所述第二预设数值;
优化子模块,用于对每个优化区域组,依据所述当前优化区域组中的放疗靶区的权重和所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图。
3.根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
第一调整单元,用于对每个优化区域组,在对当前优化区域组进行放疗剂量优化时,若所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值大于等于预设阈值,则对所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整,并继续对当前优化区域组进行放疗剂量优化,直至所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差值小于预设阈值,其中,对所述当前优化区域组中的保护区域的权重进行调整的调整步长由所述当前优化区域组中的放疗靶区的放疗剂量与预设处方剂量之间的差异比确定。
4.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第三确定模块包括:
第一处理子模块,用于对每个保护区域,依据当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图确定所述当前保护区域对应的DVH下界曲线;
第二处理子模块,用于对每个保护区域,依据非当前保护区域对应的优化区域组的剂量分布图定所述当前保护区域对应的DVH上界曲线。
5.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述评估单元包括:
第二设置模块,用于依据每个优化区域组中的放疗靶区权重设置放疗靶区的第一目标权重值;
处理模块,用于依据所述放疗靶区的第一目标权重值对每个优化区域组中的保护区域的权重进行归一化处理,得到每个保护区域对应第二目标权重值;
计算模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值和每个临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述计算模块包括:
第一计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH上界曲线、每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值进行计算,得到每个保护区域对应的第一评估分数;
第二计算子模块,用于依据每个保护区域对应的DVH下界曲线、每个保护区域对应第二目标权重值、和当前临床放疗计划对应的保护区域的DVH曲线进行计算,得到每个保护区域对应的第二评估分数;
第三计算子模块,用于依据每个保护区域对应的第一评估分数和每个保护区域对应的第二评估分数得到每个临床放疗计划的目标评估分数。
7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
发送单元,用于在依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划之后,将所述目标放疗计划发至目标对象;
第二调整单元,用于若检测到对所述目标放疗计划的调整指令,则对所述目标放疗计划进行调整,其中,所述调整指令由所述目标对象触发。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储程序,其中,所述程序执行以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划;设置放疗剂量的优化目标,其中,所述优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;依据所述优化目标和所述三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,所述三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定所述多个临床放疗计划的DVH评估指标。
9.一种电子设备,其特征在于,包括一个或多个处理器和存储器,所述存储器用于存储一个或多个程序,其中,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器实现以下步骤:获取目标对象的三维目标医学影像,其中,所述三维目标医学影像中至少包括放疗靶区的勾画信息以及保护区域的勾画信息;依据所述三维目标医学影像中的放疗靶区和所述三维目标医学影像中的保护区域确定多个临床放疗计划,并依据所述三维目标医学影像进行放疗剂量优化,得到对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据所述DVH评估指标对所述多个临床放疗计划进行评估,得到每个临床放疗计划的目标评估分数;依据每个临床放疗计划的目标评估分数从所述多个临床放疗计划中确定目标放疗计划;设置放疗剂量的优化目标,其中,所述优化目标包括:放疗靶区的放疗剂量为预设处方剂量,保护区域的放疗剂量为第一预设数值;依据所述优化目标和所述三维目标医学影像,分别对多个优化区域组进行放疗剂量优化,得到每个优化区域组对应的剂量分布图,其中,所述三维目标医学影像包括一个放疗靶区和多个保护区域,每个优化区域组由一个放疗靶区和一个保护区域组成;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定对所述多个临床放疗计划的DVH评估指标;依据每个优化区域组对应的剂量分布图确定每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线;依据每个保护区域对应的DVH上界曲线和每个保护区域对应的DVH下界曲线确定所述多个临床放疗计划的DVH评估指标。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310175687.1A CN115862812B (zh) | 2023-02-28 | 2023-02-28 | 放疗计划的处理装置、存储介质及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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