[發明專利]一種應用于直腸癌的一站式智能放療系統

在審

• 申請號: 202210793535.3
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115364385A
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 章真;胡偉剛;趙俊;王佳舟;夏凡;于蕾
• 申請（專利權）人: 復旦大學附屬腫瘤醫院
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;G16H20/00;G16H30/20;G16H30/40
• 代理公司: 上海申浩律師事務所 31280
• 代理人: 孟咪

本發明提供了一種應用于直腸癌的一站式智能放療系統，包括預設模板創建模塊，擺位模塊，模擬定位模塊，自動勾畫模塊，自動計劃模塊，在線復位模塊，勾畫和計劃確認模塊，治療前圖像驗證模塊，治療前圖像驗證結果自動評估模塊，計劃實施模塊，治療中在體劑量驗證模塊和治療中在體劑量驗證結果自動評估模塊。本發明提供了一種基于人工智能的直腸癌快速精準的一站式放療系統，通過流程的精簡與速度的提高，減少了患者體位在不同機器設備間的系統誤差，真正做到每次放療的計劃和實施都精準到位，使靶區劑量最大化，同時降低對正常組織的副作用，建立一條將臨床關鍵步驟縱向整合在一起的全新智能化放療方案，大幅提升患者的就醫體驗。

技術領域

本發明涉及醫學放射治療技術領域，特別涉及一種應用于直腸癌的一站式智能放療系統。

背景技術

精準放療的實現是近十年來放射治療領域一項很重要的成就。它能夠明顯提高腫瘤的局部控制率，降低正常組織并發癥，從而大幅提高治療效果，但放療前的準備工作也隨之變得復雜，增加了流程步驟和難度。從患者首次就診到接受放療全過程中，涉及了體位固定、圖像采集、靶區勾畫、計劃設計、計劃評估、復位驗證及劑量驗證和治療實施等諸多環節，需要放療醫師、物理師和技師等多個崗位的工作人員共同參與。其中靶區勾畫和計劃設計兩個重要環節主要依賴于醫師和物理師的人力勞動，不但需要耗費大量時間和精力，而且不同操作者之間由于專業水平和主觀意見的不同，難以保證勾畫的一致性和計劃質量的最優化。整個放療流程不僅需要多種治療輔助設備的配合，過程復雜、操作繁瑣，從患者角度來講，他們往往需要往返多次，在醫院的不同設備上多次預約，等待周期少則幾天，多則數周，就醫體驗較差。因此，如何在高強度的臨床工作和有限的資源中尋找效率和質量的平衡，以更好地服務患者，一直是放療工作中尋求解決的難題。

除此之外，常規放療由于流程過長，不僅會帶入較多的系統誤差及步驟風險，并且隨著患者等待治療時間的延長，腫瘤的大小、位置也可能會出現一些變化，無法最大程度地保證治療的精確性。傳統放療設備雖然可以提供在線的kV-CBCT影像(DR+直線加速器+三維影像重建算法)，但由于成像原理上的限制，散射引起的圖像偽影過多且無法通過軟件后處理消除，圖像分辨率和CT值準確性等各項指標均遠遜于診斷級CT，無法用于在線臨床計劃設計。

近年來，隨著人工智能技術的進展，通過深度學習算法可以實現將CBCT或MRI圖像合成為偽CT用于計劃設計，然而通常需要參考原有的診斷級計劃CT，不能作為首次治療使用。另一方面，基于深度學習的自動勾畫和自動計劃也逐漸應用于臨床中，可以代替部分人力勞動，一定程度上減輕了工作人員的負擔，但僅限于部分步驟，沒有形成完整的臨床工作流，對于提升放療整體效率以及簡化患者就醫流程方面效果有限。針對現有技術的局限性，本領域技術人員亟需對傳統放療流程進行優化。

發明內容

為了克服傳統放療流程步驟分散、患者等待周期長等技術缺陷，本發明的目的在于提供一種應用于直腸癌的一站式智能放療系統，包括：

預設模板創建模塊，所述預設模板創建模塊用于創建預設模板，所述預設模板包括靶區和危及器官自動勾畫模板、自動計劃模板和優化目標模板；

擺位模塊，所述擺位模塊用于供患者進行擺位；

模擬定位模塊，所述模擬定位模塊用于采集CT定位數據并確定擺位點，所述擺位點為患者CT掃描區域的幾何中心；還用于將CT定位數據自動回傳至自動勾畫模塊；

自動勾畫模塊，所述自動勾畫模塊用于依據靶區和危及器官自動勾畫模板進行靶區和危及器官的自動勾畫；

自動計劃模塊，所述自動計劃模塊用于依據自動計劃模板自動生成放療計劃，其中治療中心點默認為計劃靶區的幾何中心，并依據優化目標模板自動優化放療計劃，同時調用在線復位模塊；

在線復位模塊，所述在線復位模塊用于當擺位點和治療中心點之間存在偏差時，在線復位并在患者體表畫線標記；