[發明專利]基于虛擬智能醫療平臺的放療計劃模擬方法、設備及介質

有效

• 申請號: 202010037960.0
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111243713B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 于金明;王琳琳;錢俊超;穆向魁;李彥飛;陳進琥;張凱
• 申請（專利權）人: 于金明;山東第一醫科大學附屬腫瘤醫院（山東省腫瘤防治研究院;山東省腫瘤醫院）
• 主分類號: G16H30/20
• 分類號: G16H30/20;G16H50/50
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識產權代理有限公司 11514
• 代理人: 向霞

本發明實施例公開了一種基于虛擬智能醫療平臺的放療計劃模擬方法、設備及系統，方法包括：獲取來自醫院的DICOM?RT對象數據，解析以生成計劃文件；使用Python及3DSlicer軟件工具進行三維重建以得到三維模型文件，并進行格式轉換以生成用于全息顯示的顯示文件；將計劃文件和顯示文件加載顯示，并模擬真實加速器的放療過程。實施本發明實施例，可以全方位模擬治療計劃實施情況，預見治療計劃實施中可能出現的問題，避免了患者在治療室擺位后卻無法實施治療的情況發生，避免了占用治療室設備，避免了重新調整治療計劃，減少了醫務工作人員的工作量，還減少了病人的不便和痛苦。

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，具體涉及一種基于虛擬智能醫療平臺的放療計劃模擬方法、設備及介質。

背景技術

虛擬智能(VI)醫療平臺是以虛擬現實、增強現實、混合現實等全息技術、人工智能與大數據等技術為基礎構建的醫療平臺，用于輔助和指導有創、微創、無創臨床診斷和治療過程，可應用于包括但不限于外科、內科、放療科、介入科等領域。

放射治療是惡性腫瘤治療的主要手段之一。然而，人體內的腫瘤、正常組織和器官、以及放療使用的放射線均是肉眼看不到的。現代影像，如CT、MRI、PET-CT，成為了醫務工作者的“眼睛”，可以對患者和腫瘤進行3D虛擬重建并進行顯示。治療計劃系統是集成影像資料和治療設備信息于一體，實現3D圖像重建、靶區勾畫、照射野設置、劑量計算和方案評估等功能。治療計劃系統可3D顯示治療設備各部分的相對位置，但是在實際治療實施過程中，仍然會出現由于設備間互相碰撞而無法實施，需要重新進行計劃調整，給醫務人員帶來更多的工作，占用了治療室設備的機時，也給患者帶來不變。

目前，治療計劃系統提供了兩種虛擬模擬影像顯示三維空間位置：一是線束視野(Beam’s?eye?view，BEV)，是3D模擬觀察者從放射源位置，沿射野中心軸方向觀看射野與靶區和危及器官的位置關系，也從射束方向上查看了設備和腫瘤的空間位置關系；二是治療室內視圖(Room’s?eye?view,REV)，是模擬觀察者站在治療室內某個位置觀察治療機各組成部分之間，以及設備與患者之間的空間位置關系。以上兩種模擬顯示，可以幫助物理師初步評價治療計劃實施的可能性。且上述兩種影像均通過傳統電子屏幕顯示影像，通過操作鼠標實現對視點的選擇。

進一步地，現有的技術方案存在以下缺點：(1)目前計劃評估的關注點是靶區和物理劑量分布是否滿足臨床要求，至于對治療實施中出現設備之間或設備病人之間的碰撞的發生無法進行準確評價；(2)通過傳統電子屏幕查看BEV和REV模擬影像，并不直觀，無法在放療環境中以全視角方式對治療計劃進行模擬；(3)利用滑動鼠標滾輪、拖動的姿勢，不符合人體自然運動語言。

發明內容

針對現有技術中的上述缺陷，本發明實施例的目的在于提供一種基于虛擬智能醫療平臺的放療計劃模擬方法、設備、以及存儲介質。

為實現上述目的，第一方面，本發明實施例提供了一種基于虛擬智能醫療平臺的放療計劃模擬方法，包括：

計劃讀取步驟：獲取來自醫院的患者DICOM?RT數據對象，并對所述患者DICOM?RT數據對象進行解析以生成計劃文件；

數據轉化步驟：使用Python語言及3DSlicer軟件工具對所述患者DICOM?RT數據對象進行三維重建以得到三維模型文件，并對所述三維模型文件進行格式轉換以生成用于全息顯示的顯示文件；其中，所述三維模型文件包括三維人體表面模型、三維射野模型、三維劑量分布模型和三維結構模型，所述顯示文件包括OBJ文件或STL文件；

計劃模擬步驟：將所述計劃文件和顯示文件進行加載顯示，并模擬真實加速器的放療過程；其中，所述放療過程包括展示射野和靶區危及器官的關系、治療機頭的旋轉情況、射野的形狀、患者和加速器機頭是否存在碰撞影響的情況、零度射野的位置、零度射野射束和靶區的位置關系、當前治療計劃的執行過程。

作為本申請的一種具體實施方式，所述計劃讀取步驟具體包括：