[發明專利]一種基于劑量預評估的自適應放療劑量調強優化計算方法

在審

• 申請號: 202111147437.4
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113870976A
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 勾成俊;吳章文;付鳳強
• 申請（專利權）人: 成都奇林科技有限責任公司
• 主分類號: G16H20/17
• 分類號: G16H20/17;G16H20/40
• 代理公司: 成都知都云專利代理事務所(普通合伙) 51306
• 代理人: 趙正寅

1.一種基于劑量預評估的自適應放療劑量調強優化計算方法，其特征在于，通過掃描病人身體并得到病人數字化的身體模型；所述數字化的身體模型以柵格形式進行劃分，將最小劃分單元定義為體元，并生成體元庫，所述體元庫中存儲有各體元的體元編號和體元屬性；其中，體元編號和體元屬性以＜Key，Value＞映射表的形式進行存儲，所述體元唯一對應體元編號，所述體元編號唯一對應體元屬性；所述體元屬性中保存著對應體元編號的體元權重、體元坐標、體元隸屬器官和體元處方劑量。

2.根據權利要求1所述的一種基于劑量預評估的自適應放療劑量調強優化計算方法，其特征在于，通過醫師確定病人的病灶，并將病人病灶所處位置定義為靶區；將對靶區進行放療時，放療危及正常器官的區域定義為危及器官區；

將數字化的身體模型輸入到三維放射治療計劃系統軟件中，所述三維放射治療計劃系統軟件能對放療進行計算機模擬計算；物理師根據病人病灶情況和醫生給出的處方制定放療計劃的輸入參數，其中，輸入參數包括射野參數和器官約束條件參數；

通過設置放療計劃的射野參數能對數字化的身體模型進行對應劑量預評估計算，通過劑量預評估計算能得到靶區和危及器官區中各體元的放療劑量預評估值。

3.根據權利要求2所述的一種基于劑量預評估的自適應放療劑量調強優化計算方法，其特征在于，所述劑量預評估計算各體元的放療劑量預評估值的計算步驟如下：

獲取加速器限束裝置的劑量跌落系數k(l)，表示為距離射野邊緣l處的劑量與射野邊緣劑量的百分比，其計算公式為：

k(l)＝(D₀-D_l)/D₀×100％

式中，D₀表示射野邊緣劑量，D_l表示射野外距離為l處的劑量；D₀、D_l通過實測得到；

通過體元屬性中的體元坐標，計算危及器官區體元j與靶區的最小距離l_j；

通過公式：dpre_j＝D×k(l_j)計算危及器官區各體元的放療劑量預評估值；其中，dpre_j表示體元j的預評估劑量，l_j表示危及器官區體元j與靶區的最小距離，D表示靶區的處方劑量，k(l_j)表示劑量跌落系數。

4.根據權利要求3所述的一種基于劑量預評估的自適應放療劑量調強優化計算方法，其特征在于，將危及器官約束條件參數輸入，每一個約束條件都由劑量D_RC、體積比例V_RC、權重w和約束類型Type組成；根據危及約束條件參數以及計算出的預評估劑量進行約束條件是否合理的判斷，所述判斷通過如下步驟確定：

對危及器官的任意一個約束條件；

通過設定器官約束條件中設置的體積比例V_RC，計算出需要進行判斷的體元數量N_RC；

N_RC＝N_tot*V_RC

其中N_tot為約束條件所屬器官的體元總數；

通過預評估劑量以及約束條件中的劑量D_RC，找出預評估劑量小于或等于D_RC的體元總數N_pre；

判斷N_RC與N_pre的大小關系；

若N_RC＞N_pre，則約束條件不合理，需修改約束條件；

若N_RC≤N_pre，則約束條件合理，符合優化計算要求。