CN116130056B - 放疗计划的确定装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种放疗计划的确定装置和电子设备，涉及医学影像计划领域，该确定装置包括：获取单元，用于获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量；第一生成单元，用于依据第一区域的勾画信息和预设处方剂量，生成约束条件；第二生成单元，用于依据约束条件生成目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；第一调整单元，用于依据保护区域的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。通过本申请，解决了相关计划中采用人工调整参数的方式对放疗计划进行调整时，需要依赖人工经验进行多次尝试，导致确定放疗计划的效率比较低的问题。

Description

放疗计划的确定装置和电子设备

技术领域

本申请涉及医学影像计划领域，具体而言，涉及一种放疗计划的确定装置和电子设备。

背景技术

近年来，肿瘤发病率呈逐年上升趋势，作为肿瘤三大治疗手段之一的放疗在肿瘤治疗中发挥重要作用。放射治疗需要获取患者的定位影像，肿瘤学医师根据定位影像进行靶区勾画，并由剂量师进行放射治疗设计，生成加速器执行文件，然后再导入加速器系统对患者进行治疗。因此，放疗计划设计是放射治疗流程中的重要步骤。

目前，放疗计划设计还存在以下问题：一是放射治疗计划的生成需要大规模求解放射剂量，求解时间比较长，大量占用人力和物力资源；二是放疗计划的设计需要剂量师的全程参与，通常情况下，剂量师需要反复对放疗计划的参数进行调整，以获得质量较高的计划。并且，治疗计划的质量很大程度上依赖于剂量师的个人经验；三是放射治疗计划设计的学习和培训周期较长，短时间内很难提高剂量师的治疗计划设计水平，从而放疗计划的设计质量和一致性难以得到保证。

针对相关计划中采用人工调整参数的方式对放疗计划进行调整时，需要依赖人工经验进行多次尝试，导致确定放疗计划的效率比较低的问题，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确定装置和电子设备，以解决相关计划中采用人工调整参数的方式对放疗计划进行调整时，需要依赖人工经验进行多次尝试，导致确定放疗计划的效率比较低的问题。

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确定装置。该装置包括：获取单元，用于获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，所述目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，所述第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；第一生成单元，用于依据所述第一区域的勾画信息和所述预设处方剂量，生成约束条件，其中，所述约束条件至少包括所述第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，所述第一区域的约束值包括所述保护区域的约束值和所述放疗靶区的约束值；第二生成单元，用于依据所述约束条件生成所述目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据所述约束条件中的约束值和/或所述约束条件中的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；第一调整单元，用于依据所述保护区域的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。

进一步地，所述第二生成单元包括：第一确定子单元，用于依据所述第一放疗计划确定所述第一区域的放疗剂量是否在所述预设处方剂量对应的剂量范围内；第二确定子单元，用于将所述放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内的第一区域确定为第二区域；第一调整子单元，用于依据所述第二区域的约束值和/或所述第二区域的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到所述第二放疗计划。

进一步地，所述第一调整子单元包括：第一调整模块，用于对所述第二区域的约束值进行调整，得到第一约束值，并依据所述第一约束值对所述第一放疗计划进行调整，得到第一调整后的放疗计划；第二调整模块，用于若所述第一调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则对所述第二区域的约束权重值进行调整，得到第一权重值；第三调整模块，用于依据所述第一权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划；第一确定模块，用于若所述第二调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则将所述第二调整后的放疗计划确定为所述第二放疗计划。

进一步地，所述装置还包括：第一计算单元，用于在依据所述第一权重值对所述第一调整后的放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划之后，若所述第二调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第一评分；第二计算单元，用于依据所述第二调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第二评分；确定单元，用于依据所述第一评分和所述第二评分确定下一次调整的调整方向，其中，所述调整方向为以下之一：调整所述第二区域的约束值和调整所述第二区域的约束权重值；第二调整单元，用于依据所述调整方向对所述第一调整后的放疗计划或者所述第二调整后的放疗计划进行调整，直至所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内或者调整次数达到预设次数。

进一步地，所述第一计算单元包括：第一计算子单元，用于在所述第一区域为放疗靶区的情况下，依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量以及所述第一区域的预设处方剂量进行计算，得到第一放疗靶区分数；第二计算子单元，用于在所述第一区域为保护区域的情况下，依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行计算，得到第一保护区域分数；第三确定子单元，用于依据所述第一放疗靶区分数和所述第一保护区域分数确定所述第一评分。

进一步地，所述第一调整模块包括：第一处理子模块，用于若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量小于所述预设处方剂量对应的剂量范围的下限值，则将所述第二区域的约束值与第一目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第一目标数值大于第一预设数值且小于第二预设数值；第二处理子模块，用于若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量大于所述预设处方剂量对应的剂量范围的上限值，则将所述第二区域的约束值与第二目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第二目标数值小于第一预设数值且大于第三预设数值。

进一步地，所述第一确定子单元包括：第二确定模块，用于依据所述第一放疗计划确定所述目标医学影像对应的放疗剂量分布图；第三确定模块，用于依据所述放疗剂量分布图确定所述第一区域的放疗剂量是否在所述预设处方剂量对应的剂量范围内。

进一步地，所述第一调整单元包括：减值子单元，用于对每个保护区域的约束值进行减值处理，得到处理后的约束值；调整子单元，用于依据所述处理后的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到所述目标放疗计划。

进一步地，所述第一调整子单元还包括：第三确定模块，用于在所述第一调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内的情况下，则将所述第一调整后的放疗计划确定为所述第二放疗计划。

为了实现上述目的，根据本申请的另一方面，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：获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，所述目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，所述第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；依据所述第一区域的勾画信息和所述预设处方剂量，生成约束条件，其中，所述约束条件至少包括所述第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，所述第一区域的约束值包括所述保护区域的约束值和所述放疗靶区的约束值；依据所述约束条件生成所述目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据所述约束条件中的约束值和/或所述约束条件中的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；依据所述保护区域的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。

通过本申请，采用以下装置：获取单元，用于获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；第一生成单元，用于依据第一区域的勾画信息和预设处方剂量，生成约束条件，其中，约束条件至少包括第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，第一区域的约束值包括保护区域的约束值和放疗靶区的约束值；第二生成单元，用于依据约束条件生成目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；第一调整单元，用于依据保护区域的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划，解决了相关计划中采用人工调整参数的方式对放疗计划进行调整时，需要依赖人工经验进行多次尝试，导致确定放疗计划的效率比较低的问题。在本方案中，通过目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，直接生成约束条件，依据约束条件中的约束值以及约束权重值对放疗计划进行两个阶段的调整，避免了人工通过反复试错的方式对放疗计划进行调整，进而达到了提高确定放疗计划的效率的效果。

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是根据本申请提供的放疗计划的确定装置的示意图；

图2是根据本申请提供的第二生成单元的示意图；

图3是根据本申请提供的可选的确定放疗计划的流程图；

图4是根据本申请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。

为了使本计划领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请中的附图，对本申请中的计划方案进行清楚、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，本领域普通计划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，影像数据信息等），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。

下面结合优选的实施步骤对本发明进行说明，图1是根据本申请提供的放疗计划的确定装置的示意图，如图1所示，该确定装置包括：获取单元10，第一生成单元20，第二生成单元30和第一调整单元40。

获取单元10，用于获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域。

具体地，通过获取单元10获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，目标医学影像可以是电子计算机断层扫描图像（CT图像），也可以是核磁共振成像图像（MR图像）。需要说明的是，目标医学影像中包括第一区域的勾画信息，第一区域为放疗靶区或者保护区域，一般来说保护区域可以是放疗危及器官对应的区域。

需要说明的是，预设处方剂量是医生根据目标对象的实际情况结合他的专业知识进行设置的。

第一生成单元20，用于依据第一区域的勾画信息和预设处方剂量，生成约束条件，其中，约束条件至少包括第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，第一区域的约束值包括保护区域的约束值和放疗靶区的约束值。

具体地，在得到第一区域的勾画信息和预设处方剂量，第一生成单元20通过第一区域的勾画信息和预设处方剂量生成目标对象的约束条件，目标对象的约束条件需要包括放疗靶区的约束值和放疗靶区的约束权重值，以及保护区域的约束值和保护区域的约束权重值。约束值指放疗中剂量可以达到的最大值或最小值。这些约束值也被称为“计划极限”或“物理极限”，是用来保证放疗可以在最大限度内发挥有效作用的有效工具。例如，预设处方剂量为50Gy的肺癌的约束条件可以如表1所示：

其中，PTV表示放疗靶区，cGy表示厘戈瑞，为放疗吸收剂量的剂量单位。Ring指的是辅助结构，在做放疗计划过程中，为了让PTV的剂量分布均匀，提高PTV的CI（适形度）而做的一个辅助结构。形状上像个环，因此取名Ring。在这里Ring1，是将PTV结构外扩5mm减去PTV外扩2mm后得到的结果。需要说明的是，一般放疗靶区设置最小放疗剂量要求，例如，要求放疗剂量至少大于4800cGy，对于保护区域被照射到的剂量要越少越好，所以，会设置保护区域的最大照射剂量，例如，要求保护区域的放疗剂量要小于2200cGy。

对于每个癌种，并不是所有的约束条件都可进行修改的，能修改的约束条件都是基于预设处方剂量生成的，以肺癌的约束条件为例，能修改的约束条件在参数是否能修改这一列标注为是，例如，处方要求里有对PTV的剂量最大值和D95进行限制，那么约束条件里控制PTV的剂量最大值限值和D95剂量限值就可进行修改。D95指的是PTV的95%的照射剂量

第二生成单元30，用于依据约束条件生成目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划。

具体地，放疗计划是由各个区域的约束条件组成的，因此根据预设处方剂量，确定了各个区域的约束条件后，就可确定放疗计划。也就是在得到目标对象对应的约束条件之后，第二生成单元30就可确定目标医学影像对应的第一放疗计划，在第一放疗计划中，如果存在某个区域的放疗剂量不符合预设剂量要求，则通过约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行第一阶段的参数调整，得到第二放疗计划。

需要说明的是，第一阶段的调整是为了使得第一区域的放疗剂量均满足预设处方剂量要求，也就是说第一区域的放疗剂量需要在预设处方剂量对应的范围内。

第一调整单元40，用于依据保护区域的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。

具体地，为了进一步地提升放疗计划的质量，即在满足预设处方剂量要求的前提下，尽可能的降低保护区域的放疗剂量，因此，在得到第二放疗计划之后，第一调整单元40根据保护区域的约束值对第二放疗计划进行第二阶段的调整优化，进而得到目标放疗计划。

需要说明的是，在通过保护区域的约束值进行第二阶段的调整时，如果出现第一区域的放疗剂量不满足预设处方剂量要求的情况时，需要再次通过约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值进行第一阶段的调整过程。

综上所述，通过目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，直接生成约束条件，依据约束条件对放疗计划进行两个阶段的调整，避免了人工通过反复试错的方式对放疗计划进行调整，提高了确定放疗计划的效率。并且依据约束条件对放疗计划进行两个阶段的调整，还避免了过度依赖于人工经验的调整过程，达到了提高放疗计划质量的效果。

为了提高对第一放疗计划进行调整的效率，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第二生成单元30包括：第一确定子单元31，用于依据第一放疗计划确定第一区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内；第二确定子单元32，用于将放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内的第一区域确定为第二区域；第一调整子单元33，用于依据第二区域的约束值和/或第二区域的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划。

具体地，如图2所示，第二生成单元30还包括第一确定子单元31、第二确定子单元32和第一调整子单元33。第一确定子单元31用于根据第一放疗计划确定每个第一区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内，例如，第一区域为放疗靶区，对应预设处方剂量是大于5000cGy，而在第一放疗计划中放疗靶区对应的放疗剂量为4900cGy，那么对应的这个放疗靶区的放疗剂量是不在预设处方剂量对应的剂量范围内的。第二确定子单元32用于将放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内的第一区域确定为第二区域。需要说明的是，第二区域可能是多个，也可能是一个。第一调整子单元33用于根据第二区域，也就是不满足预设处方剂量的区域对应的约束值和/或约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划。

需要说明的是，当存在多个第二区域时，按顺序进行调整，调整完一个再接着调整下一个，调整顺序可以根据实际情况进行设置，一般是先根据放疗靶区的约束值以及约束权重值进行调整，然后根据保护区域的约束值以及约束权重值进行调整，保护区域之间的顺序可以根据实际情况进行设置。

综上，通过第一放疗计划确定不符合预设处方剂量的第二区域，根据第二区域对第一放疗计划进行针对性的调整，提高了对第一放疗计划的调整效率。

如何依据第二区域的约束值和/或第二区域的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划是至关重要的，因此，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第一调整子单元33包括：第一调整模块，用于对第二区域的约束值进行调整，得到第一约束值，并依据第一约束值对第一放疗计划进行调整，得到第一调整后的放疗计划；第二调整模块，用于若第一调整后的放疗计划中第二区域的放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，则对第二区域的约束权重值进行调整，得到第一权重值；第三调整模块，用于依据第一权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划；第一确定模块，用于若第二调整后的放疗计划中第二区域的放疗剂量在预设处方剂量对应的剂量范围内，则将第二调整后的放疗计划确定为第二放疗计划。

第一调整子单元33还包括：第三确定模块，用于在第一调整后的放疗计划中第二区域的放疗剂量在预设处方剂量对应的剂量范围内的情况下，则将第一调整后的放疗计划确定为第二放疗计划。

具体地，第一调整子单元33还包括第一调整模块、第二调整模块、第三调整模块、第一确定模块以及第三确定模块。

第一调整模块用于对第二区域的约束值进行调整得到调整后的第一约束值，然后通过第一约束值对第一放疗计划进行调整，进而得到第一调整后的放疗计划。在得到第一调整后的放疗计划之后，需要根据第一调整后的放疗计划确定第二区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内。第三确定模块用于如果第二区域的放疗剂量在设处方剂量对应的剂量范围内，则第一调整后的放疗计划即为上述的第二放疗计划，不需要再依据第一区域的约束权重值对第一放疗计划进行调整。

如果第一调整后的放疗计划中的第二区域的放疗剂量仍然不在预设处方剂量对应的剂量范围内，则通过第二调整模块对第二区域的约束权重值进行调整得到调整后的第一权重值，依据第一权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划。在得到第二调整后的放疗计划之后，同样需要再次确定第二调整后的放疗计划中的第二区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的范围内，如果在预设处方剂量对应的范围内，则直接将第二调整后的放疗计划确定为第二放疗计划。

在这一阶段的调整过程主要是为了满足预设处方剂量的要求，在确定目标对象的约束条件之后，根据约束条件对放疗计划进行优化和调整，避免了人工试错的调整过程，提高了确定放疗计划的效果。

在实际应用的过程中，第二调整后的放疗计划中的第二区域的放疗剂量可能也不在预设处方剂量的范围内的，因此，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，该装置还包括：第一计算单元，用于在依据第一权重值对第一调整后的放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划之后，若第二调整后的放疗计划中第二区域的放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，则依据第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第一评分；第二计算单元，用于依据第二调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第二评分；确定单元，用于依据第一评分和第二评分确定下一次调整的调整方向，其中，调整方向为以下之一：调整第二区域的约束值和调整第二区域的约束权重值；第二调整单元，用于依据调整方向对第一调整后的放疗计划或者第二调整后的放疗计划进行调整，直至第二区域的放疗剂量在预设处方剂量对应的剂量范围内或者调整次数达到预设次数。

具体地，上述的放疗计划的确定装置中还包括：第一计算单元、第二计算单元、确定单元、以及第二调整单元。如果第二调整后的放疗计划中第二区域的放疗剂量仍然不在预设处方剂量对应的剂量范围内，则通过第一计算单元基于第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算得到第一评分，以及通过第二计算单元基于第二调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算得到第二评分。确定单元根据第一评分和第二评分来确定下一次的调整方向，一般来说，选择第一评分和第二评分中分数较高的一个。评分比较高说明朝着这个调整方向前进，很大概率可优化出满足要求的结果。

例如，调整第二区域的约束值对应的评分高于调整第二区域的约束权重值的评分，那么对应的再次调整第二区域的约束值，并根据再次调整后的第二区域的约束值对第一调整后的放疗计划进行调整，直至第二区域的放疗剂量在预设处方剂量对应的剂量范围内或者调整次数达到预设次数（例如，10次）。

例如，调整第二区域的约束权重值的评分高于调整第二区域的约束值对应的评分，那么对应的再次调整第二区域的约束权重值。并根据再次调整后的第二区域的约束权重值对第二调整后的放疗计划进行调整，直至第二区域的放疗剂量在预设处方剂量对应的剂量范围内或者调整次数达到预设次数。

综上，根据不同调整方向对应的评分确定下一次的调整方向，提高了对放疗计划调整的合理性。

如何对第一调整后的放疗计划和第二调整后的放疗计划进行评分是至关重要的，因此，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第一计算单元包括：第一计算子单元，用于在第一区域为放疗靶区的情况下，依据第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量以及第一区域的预设处方剂量进行计算，得到第一放疗靶区分数；第二计算子单元，用于在第一区域为保护区域的情况下，依据第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行计算，得到第一保护区域分数；第三确定子单元，用于依据第一放疗靶区分数和第一保护区域分数确定第一评分。

具体地，在上述的第一计算单元中还包括第一计算子单元、第二计算子单元以及第三确定子单元。通过上述的这些子单元完成对第一评分的计算。

第一评分中由第一放疗靶区分数和第一保护区域分数组成。第一计算子单元根据第一调整后的放疗计划中的放疗靶区的放疗剂量以及放疗靶区的预设处方剂量进行计算得到第一放疗靶区分数；第二计算子单元根据第一调整后的放疗计划中的保护区域的放疗剂量进行计算得到第一保护区域分数，最后，确定第一调整后的放疗计划的第一评分。

需要说明的是，计算第二调整后的放疗计划的第二评分与上述计算过程是一致的，在此不再赘述。

例如，可以采用公式（1）至（3）计算得到第一评分：

（1）

（2）

（3）

其中，Eva_sum为上述的第一评分，Eva_PTV为上述的第一放疗靶区分数，Eva_OAR为上述的第一保护区域分数。：2％体积的组织所接受的照射剂量；/>：98％体积的组织所接受的照射剂量；/>：处方要求的剂量；/>：第/>个OAR的平均剂量；/>：第/>个OAR其2％体积的组织所接受的照射剂量；/>：第/>个OAR其50％体积的组织所接受的照射剂量；：第/>个OAR的上一次放疗计划的平均剂量；/>：第/>个OAR其2％体积的组织上一次放疗计划所接受的照射剂量；/>：第/>个OAR其50％体积的组织上一次放疗计划所接受的照射剂量；OAR即为上述的保护区域。

综上所述，根据放疗靶区分数和保护区域分数能够更加准确地评估当前放疗计划的优劣。

为了避免出现由于对约束值以及约束权重值调整不当，导致放疗计划出现异常的问题，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第一调整模块包括：第一处理子模块，用于若第二区域的当前放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，且当前放疗剂量小于预设处方剂量对应的剂量范围的下限值，则将第二区域的约束值与第一目标数值相乘，得到第一约束值，其中，第一目标数值大于第一预设数值且小于第二预设数值；第二处理子模块，用于若第二区域的当前放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，且当前放疗剂量大于预设处方剂量对应的剂量范围的上限值，则将第二区域的约束值与第二目标数值相乘，得到第一约束值，其中，第二目标数值小于第一预设数值且大于第三预设数值。

具体地，第一调整模块还包括第一处理子模块和第二处理子模块，用于对约束值进行调整。一般来说，对于放疗靶区的预设处方剂量设置的是放疗剂量的下限，对于保护区域的预设处方剂量设置的是放疗剂量的上限，例如，放疗靶区设置的预设处方剂量为最小值大于50Gy，保护区域设置的预设处方剂量为最大值不能超过45Gy。需要说明的是，一般来说还需要设置放疗靶区的上限，不能超过处方的1.1倍。如果放疗靶区的上限太高，会对其他器官造成较大的伤害。

第一处理子模块用于在第二区域的当前放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，并且当前放疗剂量还小于预设处方剂量对应的剂量范围的下限值时，对第二区域的约束值进行增大处理，也就是上述的将第二区域的约束值与第一目标数值相乘。需要说明的是，第一目标数值大于第一预设数值（例如，1）且小于第二预设数值（例如，2）。例如，第一目标数值为1.1。

第二处理子模块用于在第二区域的当前放疗剂量不在预设处方剂量对应的剂量范围内，并且当前放疗剂量还大于预设处方剂量对应的剂量范围的上限值时，对第二区域的约束值进行减小处理，也就是上述的将第二区域的约束值与第二目标数值相乘。需要说明的是，第二目标数值小于第一预设数值（例如，1）且大于第三预设数值（例如，0）例如，第一目标数值为0.9。

例如，对于脊髓的放疗剂量最大值不能超过45Gy，当前的放疗剂量为47Gy，就减少约束条件的约束值为40.5Gy。对于肺的放疗剂量是最小值不能小于50Gy，当前的放疗剂量为49Gy，对应的增大约束值为55Gy。

需要说明的是，对于约束权重值的调整方式与上述的约束值的调整方式是一致的，在此不再赘述。

可选地，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第一确定子单元包括：第二确定模块，用于依据第一放疗计划确定目标医学影像对应的放疗剂量分布图；第三确定模块，用于依据放疗剂量分布图确定第一区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内。

具体地，第一确定子单元还包括第二确定模块和第三确定模块，第二确定模块用于根据第一放疗计划确定目标医学影像中第一区域对应的放疗剂量分布图，第三确定模块用于根据第一区域对应的放疗剂量分布图来确定第一区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内。通过放疗剂量分布图可以准确判断第一区域的放疗剂量是否在预设处方剂量对应的剂量范围内。

在经过第一阶段的调整之后，在本申请提供的放疗计划的确定装置中，第一调整单元还包括：减值子单元，用于对每个保护区域的约束值进行减值处理，得到处理后的约束值；调整子单元，用于依据处理后的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。

具体地，第一调整单元还包括减值子单元以及调整子单元。通过减值子单元以及调整子单元对第二放疗计划进行第二阶段的调整，第二阶段的调整主要为了尽可能的压低各个保护区域的放疗剂量。减值子单元对每个保护区域的约束值进行减值处理得到处理后的约束值，然后调整子单元根据处理后的约束值对第二放疗计划进行调整，进而得到最后的目标放疗计划。需要说明的是，在第二阶段的调整期间，如果放疗靶区或保护区域的放疗剂量出现不满足预设处方剂量的情况，则再进入第一阶段的调整过程。

综上所述，通过第二阶段的调整过程能够有效提升目标放疗计划的质量。

例如，以肺癌为例来说明放疗计划的确定过程：确定约束条件和预设处方剂量，并根据约束条件和预设处方剂量生成初始放疗计划，若在初始放疗计划中，剂量结果显示PTV的D95未达到处方要求，则第一次对PTV的D95约束条件进行约束值的修改，增大其约束值后再进行放疗计划调整，若此次D95的剂量可达到要求，则直接退出参数调整过程。若达不到要求，进行第二次对PTV的D95约束条件的约束权重值的修改，增大约束权重后进行放疗计划调整，若此次D95的剂量可达到要求，则直接退出参数调整过程。若还达不到要求，则计算两次修改的剂量结果评分，比较两次的结果评分，选择评分较好的优化方向作为前进方向，后续就是继续在此基础再进行对D95约束条件的参数调整，不断重复这个过程，直至D95的剂量值满足处方要求或达到迭代次数。对于其余不满足处方要求的OAR，也是一样的参数调整过程。

第二阶段的参数调整是为了提高整个计划的质量，即在满足处方要求的前提下，尽可能的压低各个OAR的剂量。因此，这个阶段的参数调整策略主要对各个OAR的约束值进行调整，减少其约束值，进行放疗计划调整，得到最终的放疗计划。

例如，可以采用如图3所示的流程图实现对放疗计划的确定，放疗计划的期望结果是使PTV满足处方要求，各个OAR的剂量在满足处方要求的情况下，尽可能的低。因此，参数调整过程分为两个阶段，第一阶段为及格阶段，使PTV和各个OAR的剂量达到处方要求，第二阶段为优化阶段，在第一阶段完成的基础上对计划质量进行优化，尽可能的压低各个OAR的剂量。首先，输入CT的勾画图像和相应的处方要求，根据勾画信息自动生成对应的约束条件：初始约束权重值和初始约束值。然后若在迭代次数内，根据此约束条件进行放疗计划调整，得到PTV和各个OAR的剂量，接着将生成的剂量与处方要求进行比较，若剂量满足处方要求即PTV的剂量大于要求的剂量，且各个OAR的剂量不超过要求的剂量，那么，此时第一阶段的算法结束，进入第二阶段参数优化，尽可能的压低各个OAR的剂量，在此期间若PTV或OAR的剂量有一项不满足要求，则再进入第一阶段参数调整过程。如果达到迭代次数了，则直接退出。

本申请提供的放疗计划的确定方法，通过获取单元获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；第一生成单元依据第一区域的勾画信息和预设处方剂量，生成约束条件，其中，约束条件至少包括第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，第一区域的约束值包括保护区域的约束值和放疗靶区的约束值；第二生成单元依据约束条件生成目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；第一调整单元依据保护区域的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划，解决了相关计划中采用人工调整参数的方式对放疗计划进行调整时，需要依赖人工经验进行多次尝试，导致确定放疗计划的效率比较低的问题。在本方案中，通过目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，直接生成约束条件，依据约束条件对放疗计划进行两个阶段的调整，避免了人工通过反复试错的方式对放疗计划进行调整，进而达到了提高确定放疗计划的效率的效果。

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。

放疗计划的确定装置包括处理器和存储器，上述的获取单元10，第一生成单元20，第二生成单元30和第一调整单元40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调整。

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放疗计划的确定方法。

本发明实施例提供了一种处理器，处理器用于运行程序，其中，程序运行时执行放疗计划的确定方法。

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：获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域。依据第一区域的勾画信息和预设处方剂量，生成约束条件，其中，约束条件至少包括第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，第一区域的约束值包括保护区域的约束值和放疗靶区的约束值。依据约束条件生成目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据约束条件中的约束值和/或约束条件中的约束权重值对第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划。依据保护区域的约束值对第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划。本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。

需要说明的是，上述电子设备执行的步骤与上述的放疗计划的确定装置相同，在此不再赘述。

本领域内的计划人员应明白，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计划来实现信息存储。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计划、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。

本领域计划人员应明白，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。对于本领域计划人员来说，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 (6)

1.一种放疗计划的确定装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，所述目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，所述第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；

第一生成单元，用于依据所述第一区域的勾画信息和所述预设处方剂量，生成约束条件，其中，所述约束条件至少包括所述第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，所述第一区域的约束值包括所述保护区域的约束值和所述放疗靶区的约束值；

第二生成单元，用于依据所述约束条件生成所述目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据所述约束条件中的约束值和/或所述约束条件中的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；

第一调整单元，用于依据所述保护区域的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划；

其中，所述约束值指放疗中剂量达到的最大值或最小值；放疗计划由各个区域的约束条件组成的；

所述第一调整单元包括：

减值子单元，用于对每个保护区域的约束值进行减值处理，得到处理后的约束值；

调整子单元，用于依据所述处理后的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到所述目标放疗计划；

所述第二生成单元包括：

第一确定子单元，用于依据所述第一放疗计划确定所述第一区域的放疗剂量是否在所述预设处方剂量对应的剂量范围内；

第二确定子单元，用于将所述放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内的第一区域确定为第二区域；

第一调整子单元，用于依据所述第二区域的约束值和/或所述第二区域的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到所述第二放疗计划；

所述第一调整子单元包括：

第一调整模块，用于对所述第二区域的约束值进行调整，得到第一约束值，并依据所述第一约束值对所述第一放疗计划进行调整，得到第一调整后的放疗计划；

第二调整模块，用于若所述第一调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则对所述第二区域的约束权重值进行调整，得到第一权重值；

第三调整模块，用于依据所述第一权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划；

第一确定模块，用于若所述第二调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则将所述第二调整后的放疗计划确定为所述第二放疗计划；

其中，所述第一调整模块包括：

第一处理子模块，用于若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量小于所述预设处方剂量对应的剂量范围的下限值，则将所述第二区域的约束值与第一目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第一目标数值大于第一预设数值且小于第二预设数值；

第二处理子模块，用于若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量大于所述预设处方剂量对应的剂量范围的上限值，则将所述第二区域的约束值与第二目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第二目标数值小于所述第一预设数值且大于第三预设数值。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

第一计算单元，用于在依据所述第一权重值对所述第一调整后的放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划之后，若所述第二调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第一评分；

第二计算单元，用于依据所述第二调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行评分计算，得到第二评分；

确定单元，用于依据所述第一评分和所述第二评分确定下一次调整的调整方向，其中，所述调整方向为以下之一：调整所述第二区域的约束值和调整所述第二区域的约束权重值；

第二调整单元，用于依据所述调整方向对所述第一调整后的放疗计划或者所述第二调整后的放疗计划进行调整，直至所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内或者调整次数达到预设次数。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一计算单元包括：

第一计算子单元，用于在所述第一区域为放疗靶区的情况下，依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量以及所述第一区域的预设处方剂量进行计算，得到第一放疗靶区分数；

第二计算子单元，用于在所述第一区域为保护区域的情况下，依据所述第一调整后的放疗计划中的第一区域的放疗剂量进行计算，得到第一保护区域分数；

第三确定子单元，用于依据所述第一放疗靶区分数和所述第一保护区域分数确定所述第一评分。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一确定子单元包括：

第二确定模块，用于依据所述第一放疗计划确定所述目标医学影像对应的放疗剂量分布图；

第三确定模块，用于依据所述放疗剂量分布图确定所述第一区域的放疗剂量是否在所述预设处方剂量对应的剂量范围内。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一调整子单元还包括：

第三确定模块，用于在所述第一调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内的情况下，则将所述第一调整后的放疗计划确定为所述第二放疗计划。

6.一种电子设备，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：获取目标对象的目标医学影像和预设处方剂量，其中，所述目标医学影像中至少包括第一区域的勾画信息，所述第一区域为以下之一：放疗靶区和保护区域；依据所述第一区域的勾画信息和所述预设处方剂量，生成约束条件，其中，所述约束条件至少包括所述第一区域的约束值和第一区域的约束权重值，所述第一区域的约束值包括所述保护区域的约束值和所述放疗靶区的约束值；依据所述约束条件生成所述目标医学影像对应的第一放疗计划，并依据所述约束条件中的约束值和/或所述约束条件中的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二放疗计划；依据所述保护区域的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到目标放疗计划；其中，所述约束值指放疗中剂量达到的最大值或最小值；放疗计划由各个区域的约束条件组成的；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，所述一个或多个处理器还用于实现以下步骤：对每个保护区域的约束值进行减值处理，得到处理后的约束值；调整子单元，用于依据所述处理后的约束值对所述第二放疗计划进行调整，得到所述目标放疗计划；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，所述一个或多个处理器还用于实现以下步骤：依据所述第一放疗计划确定所述第一区域的放疗剂量是否在所述预设处方剂量对应的剂量范围内；将所述放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内的第一区域确定为第二区域；依据所述第二区域的约束值和/或所述第二区域的约束权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到所述第二放疗计划；对所述第二区域的约束值进行调整，得到第一约束值，并依据所述第一约束值对所述第一放疗计划进行调整，得到第一调整后的放疗计划；若所述第一调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则对所述第二区域的约束权重值进行调整，得到第一权重值；依据所述第一权重值对所述第一放疗计划进行调整，得到第二调整后的放疗计划；若所述第二调整后的放疗计划中所述第二区域的放疗剂量在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，则将所述第二调整后的放疗计划确定；若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量小于所述预设处方剂量对应的剂量范围的下限值，则将所述第二区域的约束值与第一目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第一目标数值大于第一预设数值且小于第二预设数值；若所述第二区域的当前放疗剂量不在所述预设处方剂量对应的剂量范围内，且所述当前放疗剂量大于所述预设处方剂量对应的剂量范围的上限值，则将所述第二区域的约束值与第二目标数值相乘，得到所述第一约束值，其中，所述第二目标数值小于所述第一预设数值且大于第三预设数值。