[發(fā)明專利]一種立式自適應放療系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010402801.6
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111481839A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設計）人: 戴建榮;李明輝;牛傳猛
• 申請（專利權）人: 戴建榮;李明輝;牛傳猛
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;G16H20/40;G06T7/70
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發(fā)明涉及一種立式自適應放療系統(tǒng)，包括：模擬定位裝置、治療計劃設計裝置、立式治療裝置，其中：模擬定位裝置包括一種或幾種醫(yī)學影像設備，用于對臥式或其它體位患者采集患者定位圖像；治療計劃設計裝置包括圖像配準模塊、圖像密度設置模塊、感興趣區(qū)定義模塊、優(yōu)化參數(shù)設置模塊和劑量計算模塊；立式治療裝置包括立式擺位模塊、立式成像模塊和射束治療模塊，用于對站立或坐立姿態(tài)的患者進行體位固定、在線圖像采集和放射治療。本發(fā)明還涉及一種立式自適應放療方法。本發(fā)明充分考慮了患者在模擬定位時體位和治療時體位不一致以及分次內(nèi)和分次間解剖結構的變化而帶來的劑量偏差，對提高患者療效具有重要意義。

技術領域

本發(fā)明涉及一種立式自適應放療系統(tǒng)和方法，屬于醫(yī)療技術領域。

背景技術

對站立、坐立或其他體位姿態(tài)的患者進行放療，如采用中國專利201921379096.1介紹的治療裝置進行放療，在放療之前需要模擬定位和設計離線放療計劃，但是在模擬定位的時候，患者體位一般是處于水平姿態(tài)，所以其離線放療計劃也是基于患者水平姿態(tài)設計的，計劃中感興趣區(qū)的劑量分布也是在水平姿態(tài)下得到的。當上述患者做放療時，由于其體位姿態(tài)與定位時不一致，姿態(tài)變化會導致體內(nèi)器官(較定位時)發(fā)生位置和形態(tài)的顯著改變，如果不對離線放療計劃進行修正而直接治療，就有可能造成感興趣區(qū)實際接受的放療劑量(較離線放療計劃)發(fā)生顯著變化。此外，在治療過程中隨著時間的流逝，靶區(qū)及危及器官的形態(tài)和位置也可能會發(fā)生變化，如果按照離線放療計劃進行治療同樣會造成劑量變化，上述問題最終都會導致患者療效受到嚴重影響。

針對上述問題，尤其是定位和治療時的體位變換造成的劑量影響，目前國內(nèi)外均沒有解決方案。

中國專利CN 109771850A公開了一種自適應放療計劃修正方法，所述方法包括：獲取參考圖像、參考勾畫、參考放療計劃、目標圖像；對目標圖像與參考圖像進行圖像配準，產(chǎn)生三維變形場；根據(jù)三維變形場，生成與參考圖像覆蓋范圍相同的融合圖像和目標勾畫；根據(jù)感興趣區(qū)內(nèi)的三維變形場確定每個射束方向上射線強度的二維變形場；根據(jù)二維變形場對相應射束方向上的二維射線強度分布進行變形，產(chǎn)生新的二維射線強度分布；根據(jù)新的二維射線強度分布，產(chǎn)生對應的光柵和鎢門運動數(shù)據(jù)。

上述方法假定患者在模擬定位和治療時均采用相同的臥式體位。當體位不同時，參考圖像和目標圖像的坐標系不一致，上述方法中的兩種圖像無法直接融合配準；對于目標圖像不是CT圖像的，需要對圖像密度設置，上述方法沒有提及；此外上述方法提到的基于二維變形場的射束優(yōu)化，這種方法對于靶區(qū)變化比較大的患者，劑量分布會比較差，可能無法滿足臨床要求。所以上述方法僅適用于定位和治療時同體位、靶區(qū)形變程度較小、目標圖像是CT的情況，對于體位不同、靶區(qū)變形程度較大或目標圖像不是CT時，并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種立式自適應放療系統(tǒng)和方法，通過將模擬定位時患者處于水平姿態(tài)的離線圖像進行坐標系變換，使得離線圖像與在線圖像坐標系一致，兩套圖像經(jīng)過配準后，根據(jù)感興趣區(qū)形狀及位置的變化情況，進行在線修正，從而確保靶區(qū)及危及器官接受到正確的劑量，提高放療療效。

本發(fā)明的技術方案如下：

一種立式自適應放療系統(tǒng)，包括：模擬定位裝置、治療計劃設計裝置、立式治療裝置，其中：

模擬定位裝置包括一種或幾種醫(yī)學影像設備，用于對臥式或其它體位患者采集患者定位圖像；

治療計劃設計裝置包括圖像配準模塊、圖像密度設置模塊、感興趣區(qū)定義模塊、優(yōu)化參數(shù)設置模塊和劑量計算模塊，用于設計患者離線放療計劃和在線自適應放療計劃；

立式治療裝置包括立式擺位模塊、立式成像模塊和射束治療模塊，用于對站立或坐立姿態(tài)的患者進行體位固定、在線圖像采集和放射治療。

優(yōu)選地，所述的圖像配準模塊支持不同體位、模態(tài)的圖像進行坐標系轉換，可進行剛性或柔性配準，生成變形矩陣。