[發(fā)明專利]根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111245648.1
• 申請(qǐng)日: 2021-10-26
• 公開（公告）號(hào): CN113941100A
• 公開（公告）日: 2022-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程明霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 程明霞
• 主分類號(hào): A61N5/10
• 分類號(hào): A61N5/10
• 代理公司: 上海德昭知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于，包括：

步驟S1，獲取用于生成可交付放療計(jì)劃的患者相關(guān)數(shù)據(jù)；

步驟S2，按預(yù)設(shè)的算法對(duì)所述患者相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟S3，基于預(yù)設(shè)的場(chǎng)劑量預(yù)測(cè)模型以及所述患者相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到各射野方向的場(chǎng)劑量；

步驟S4，基于預(yù)設(shè)的注量圖預(yù)測(cè)模型以及所述各射野方向的場(chǎng)劑量進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到所述各射野方向的注量圖；

步驟S5，基于所述各射野方向的注量圖以及放療設(shè)備的參數(shù)，通過(guò)預(yù)設(shè)的算法生成所述可交付放療計(jì)劃，

其中，所述患者相關(guān)數(shù)據(jù)包括患者醫(yī)學(xué)影像、正常臟器和腫瘤的靶區(qū)勾畫、三維空間劑量分布、所述各射野方向以及各射野方向光線跟蹤樣式調(diào)制/未調(diào)制的劑量分布。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于：

其中，所述患者醫(yī)學(xué)影像為患者的定位CT影像或所述患者的定位MRI影像。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于：

其中，步驟S4包括如下子步驟：

步驟S4-1，將所述各射野方向的場(chǎng)劑量重建為三維分布，并沿BEV方向投射，生成所述各射野方向的待處理的二維BEV劑量圖；

步驟S4-2，基于所述預(yù)設(shè)的注量圖預(yù)測(cè)模型以及各個(gè)所述二維BEV劑量圖進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到所述各射野方向的注量圖。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于：

其中，所述場(chǎng)劑量預(yù)測(cè)模型通過(guò)對(duì)第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練得到，訓(xùn)練包括如下步驟：

步驟S6-1，獲取多個(gè)已脫敏患者的放療數(shù)據(jù)；

步驟S6-2，按預(yù)設(shè)的算法對(duì)多個(gè)所述放療數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟S6-3，對(duì)預(yù)處理后的多個(gè)所述放療數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)增，得到多個(gè)場(chǎng)劑量模型訓(xùn)練樣本；

步驟S6-4，基于所述場(chǎng)劑量模型訓(xùn)練樣本對(duì)所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的所述場(chǎng)劑量預(yù)測(cè)模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于：

其中，所述場(chǎng)劑量模型訓(xùn)練樣本包括三維空間劑量分布、正常臟器和腫瘤的靶區(qū)勾畫、各射野方向、各射野方向光線追蹤式樣調(diào)制/未調(diào)制劑量以及對(duì)應(yīng)的各射野方向的實(shí)際場(chǎng)劑量，

步驟S6-4具體為：將各個(gè)所述場(chǎng)劑量模型訓(xùn)練樣本的所述三維空間劑量分布、所述正常臟器和腫瘤的靶區(qū)勾畫、所述各射野方向、所述各射野方向光線追蹤式樣調(diào)制/未調(diào)制劑量輸入所述第一神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中進(jìn)行預(yù)測(cè)，得到各射野方向的預(yù)測(cè)場(chǎng)劑量，將所述預(yù)測(cè)場(chǎng)劑量和所述實(shí)際場(chǎng)劑量進(jìn)行對(duì)比，使所述預(yù)測(cè)場(chǎng)劑量和所述實(shí)際場(chǎng)劑量之間的誤差最小化，從而完成一次訓(xùn)練，依次類推進(jìn)行多次訓(xùn)練，直至所有所述場(chǎng)劑量模型訓(xùn)練樣本訓(xùn)練完畢，得到訓(xùn)練好的所述場(chǎng)劑量預(yù)測(cè)模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的根據(jù)三維空間劑量分布生成可交付放療計(jì)劃的方法，其特征在于：

其中，所述注量圖預(yù)測(cè)模型通過(guò)對(duì)第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練得到，訓(xùn)練包括如下步驟：

步驟S7-1，獲取多個(gè)已脫敏患者的注量圖相關(guān)數(shù)據(jù)；

步驟S7-2，按預(yù)設(shè)的算法對(duì)多個(gè)所述注量圖相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

步驟S7-3，對(duì)預(yù)處理后的多個(gè)所述注量圖相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擴(kuò)增，得到多個(gè)注量圖模型訓(xùn)練樣本；

步驟S7-4，基于所述注量圖模型訓(xùn)練樣本對(duì)所述第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的所述注量圖預(yù)測(cè)模型。