[發明專利]質子治療的參數監測裝置及系統

在審

• 申請號: 202010931086.5
• 申請日: 2020-09-07
• 公開（公告）號: CN111991711A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 彭浩;馬賽群;胡宗晟
• 申請（專利權）人: 杭州珞珈質子科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 潘一諾

1.一種質子治療的參數監測裝置，其特征在于，包括：

生成式對抗網絡模塊，用于提供經訓練的生成式對抗網絡模型，所述經訓練的生成式對抗網絡模型提供質子束的正電子核素活度分布與劑量分布的非線性關系，所述生成式對抗網絡模型經由訓練樣本訓練，所述訓練樣本由CT值、質子束的正電子核素活度分布與劑量分布組成；

CT獲取模塊，用于獲取所述治療對象的CT圖像，以獲取用于訓練所述生成式對抗網絡模型的CT值；

分布獲取模塊，用于獲取用以訓練所述生成式對抗網絡模型的質子束的正電子核素活度分布與劑量分布，所述生成式對抗網絡模型的質子束的正電子核素活度分布與劑量分布基于治療對象的三維體模構建治療對象，并模擬獲得，所述三維體模根據所述治療對象的CT圖像構建；

PET獲取模塊，用于從正電子湮沒斷層掃描系統中獲取質子與組織發生反應產生的正電子核素活度分布的PET圖像；

預測模塊，用于將所述PET圖像和所述CT圖像輸入所述經訓練的生成式對抗網絡模型，通過所述經訓練的生成式對抗網絡模型提供的質子束的正電子核素活度分布與劑量分布的非線性關系，預測質子束的劑量分布與布拉格峰位置；

判斷模塊，用于根據所述預測的質子束的劑量分布判斷布拉格峰位置與目標區域的位置關系；

調整模塊，用于依據所述判斷模塊判斷的結果確定質子束的出束參數是否需要調整。

2.如權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述CT值為質子束經過路徑上的CT值。

3.根據權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述劑量分布和所述正電子核素活度分布經由治療對象的三維體模在蒙特卡洛系統中構建的組織中模擬不同入射能量和/或不同入射位置的質子治療過程獲得。

4.根據權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述生成式對抗網絡模型包括生成器以及判別器，所述訓練樣本中的CT值、質子束的正電子核素活度分布輸入所述生成器以獲得一生成值，所述判別器判別所述生成值與所述訓練樣本中的劑量分布之間的差異。

5.根據權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述調整模塊還配置成：

若所述判斷模塊判斷所預測的質子束的劑量分布與布拉格峰位置位于目標區域內，則不對所述質子束的出束參數進行調整；

若所述判斷模塊判斷所預測的質子束的劑量分布與布拉格峰位置位于目標區域外，則重新調整所述質子束的出束參數。

6.根據權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述生成式對抗網絡模型的預測結果通過定量評價方法進行評價。

7.根據權利要求1所述的質子治療的參數監測裝置，其特征在于，所述生成式對抗網絡模型的預測結果通過如下步驟進行泛化能力評價：

同一張圖片中不同位置處預測的劑量分布與布拉格峰位置的評價和/或更換不同的PET活度圖像進行的預測劑量分布與布拉格峰位置的評價。

8.一種質子治療的參數監測系統，其特征在于，包括：

CT系統，用于提供治療對象的CT圖像；

蒙特卡洛系統，用于基于治療對象的三維體模構建治療對象，并模擬獲得質子束的劑量分布和正電子核素活度分布，所述三維體模根據所述治療對象的CT圖像構建，以獲取用于訓練生成式對抗網絡模型的質子束的正電子核素活度分布與劑量分布；

PET系統，用于提供質子與組織發生反應產生的正電子核素活度分布的PET圖像；以及

如權利要求1至7任一項所述的質子治療的參數監測裝置。