專利名稱：一種治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法和治療計(jì)劃系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射治療的劑量規(guī)劃，尤其涉及一種治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法和治療 計(jì)劃系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
立體定向放射治療手術(shù)或立體定向放射治療是放射治療中常見的兩種放射治療 技術(shù)，常見的設(shè)備是基于鈷-60放射源的伽瑪?shù)逗突陔娮蛹铀倨鞯腦刀。前者通常采用 多個(gè)鈷-60放射源聚焦照射的方式，使靶體接受高劑量的均勻照射而周圍健康組織受量很 低以達(dá)到控制或根除病變的目的。利用伽瑪?shù)吨委熢O(shè)備實(shí)施放射治療之前，通常需要制定 出一個(gè)可接受的放射治療計(jì)劃。在制定治療計(jì)劃時(shí)，醫(yī)生和物理師需要根據(jù)靶體的體積和 形狀，確定靶點(diǎn)數(shù)目，調(diào)整每個(gè)靶點(diǎn)的位置、每個(gè)靶點(diǎn)對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直器大小以及每個(gè)靶點(diǎn)的相 對(duì)權(quán)重等參數(shù)，以獲得一個(gè)全局適形的治療計(jì)劃。由于涉及的參數(shù)很多，尤其是當(dāng)靶體的體 積較大且形狀不規(guī)則，或者靶體鄰近有健康組織時(shí)，這是一個(gè)非常費(fèi)時(shí)的過程，同時(shí)對(duì)計(jì)劃 設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和技能要求很高。為了解決這個(gè)問題，就需要?jiǎng)┝康淖詣?dòng)規(guī)劃。當(dāng)前劑量的自動(dòng)規(guī)劃方法主要分為 兩類。第一類方法是，將各靶點(diǎn)形成的劑量場(chǎng)(通常選擇50%等劑量線)近似為一個(gè)剛性 的球或橢球，然后通過幾何填充靶體體積的方式進(jìn)行靶點(diǎn)的自動(dòng)布置。整個(gè)填充過程是完 全基于幾何測(cè)量而不需要進(jìn)行劑量計(jì)算。缺點(diǎn)是需要最后進(jìn)行劑量計(jì)算以確認(rèn)計(jì)劃。由于 忽略了靶點(diǎn)之間劑量場(chǎng)相互疊加對(duì)全局劑量場(chǎng)的影響，自動(dòng)填充獲得的計(jì)劃可能與實(shí)際的 劑量場(chǎng)存在較大誤差。另一種方法是將多個(gè)預(yù)設(shè)權(quán)重的靶點(diǎn)定位于靶體中某些預(yù)設(shè)位置， 然后通過迭代優(yōu)化方式自動(dòng)優(yōu)化這些預(yù)設(shè)靶點(diǎn)的位置、相對(duì)權(quán)重以獲得一個(gè)全局適形的劑 量規(guī)劃。由于劑量計(jì)算非常耗時(shí)，為了加速整個(gè)迭代優(yōu)化的過程，通常在迭代中采用簡(jiǎn)化的 劑量計(jì)算模型，或者僅僅選取部分靶體輪廓/關(guān)鍵組織輪廓點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，這樣最后優(yōu)化得 到的計(jì)劃也與實(shí)際獲得劑量場(chǎng)存在誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能減少誤差提高優(yōu)化效率的靶點(diǎn)
布置方法。本發(fā)明的另一目的在于提供一種基于上述方法的治療計(jì)劃系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案—種治療計(jì)劃靶點(diǎn)布置方法，包括治療前在治療計(jì)劃中，根據(jù)病人體內(nèi)的病灶在 靶體上進(jìn)行治療靶點(diǎn)布置的過程，所述過程包括步驟A 選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)，所述參數(shù)包括處方劑量、準(zhǔn)直器規(guī)格、預(yù)設(shè)迭 代次數(shù)和最小靶體深度索引；步驟B 根據(jù)病人靶體輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建靶體體素模型，所述靶體體素模型體素值采 用二值定義，所述二值定義分別標(biāo)識(shí)靶體外和靶體內(nèi)；
步驟C:根據(jù)所述靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型，所述深度索引模型包括 靶體中體素的深度信息；步驟D 在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述選擇的準(zhǔn) 直器規(guī)格中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置；步驟E 根據(jù)所述靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；步驟F:根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)所述靶體體素模型進(jìn)行更新，將獲得劑量值大于或 等于所述處方劑量的體素設(shè)置為靶體外，將劑量值小于處方劑量的體素設(shè)置為靶體內(nèi)；步驟G 重復(fù)步驟C至步驟F直至靶體深度索引模型中的最大深度索引值小于第 一預(yù)設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)；步驟H:輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果。其中所述步驟B中的二值定義為將靶體外的體素值設(shè)置為0，將靶體內(nèi)的體素值 設(shè)置為1 ；其中所述步驟C包括步驟Cl 復(fù)制所述靶體體素模型，形成靶體深度索引模型；步驟C2 將所述靶體深度索引模型中的體素值為1且相鄰體素中至少一個(gè)體素值 為0的設(shè)置為1，其余設(shè)置為0;步驟C3 在所述靶體深度索引模型中，將所述靶體體素模型中體素值為1且對(duì)應(yīng) 深度索引模型中體素值為0的體素的體素值設(shè)置為相鄰最小非零體素值+1 ；若相鄰所有 體素值均為0，則設(shè)置為0;步驟C4 重復(fù)步驟C3，直到所述靶體深度索引模型中所有對(duì)應(yīng)所述靶體體素模型 中體素值為1的體素值非0為止。其中所述步驟D的最大索引值為所述靶體深度索引模型中最大的體素值。其中所述步驟D包括步驟Dl 在所述靶體深度索引模型中選擇具有最大體素值的體素；步驟D2 計(jì)算所述具有最大體素值的體素到體素值為1的體素的最近距離；步驟D3 在所述具有最大體素值的體素上布置靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器為在所述 選擇的準(zhǔn)直器規(guī)格中預(yù)設(shè)等劑量面寬度與所述最近距離最接近的準(zhǔn)直器。其中所述步驟D之前還包括構(gòu)建準(zhǔn)直器等劑量模型，所述等劑量模型包括各準(zhǔn) 直器預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；其中所述步驟D包括在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在 所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器進(jìn)行靶點(diǎn)布置。其中所述等劑量模型還包括準(zhǔn)直器組合預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；其中所述步驟D還包括在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域， 在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置。一種治療計(jì)劃系統(tǒng)，用于病人進(jìn)行放射治療前的劑量規(guī)劃，包括靶點(diǎn)布置模塊，用 于在治療計(jì)劃中根據(jù)靶體輪廓信息在靶體上布置靶點(diǎn)并輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果，所述靶點(diǎn)布置 模塊包括靶體體素單元、靶體深度索引單元、參數(shù)設(shè)置單元、布靶單元、劑量計(jì)算單元和迭 代單元；所述靶體體素單元用于根據(jù)病人靶體輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建靶體體素模型，所述靶體體素模型采用二值定義，所述二值定義分別標(biāo)識(shí)靶體外和靶體內(nèi)；所述靶體深度索引單元用于根據(jù)所述靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型，所述 深度索引模型包括靶體中體素的深度信息；所述參數(shù)設(shè)置單元用于選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)，所述參數(shù)包括處方劑量、準(zhǔn)直 器規(guī)格、預(yù)設(shè)迭代次數(shù)和最小靶體深度；所述布靶單元用于在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述 選擇的準(zhǔn)直器規(guī)格中選擇等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置；所述劑量計(jì)算單元用于根據(jù)靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；所述靶體體素單元還用于在劑量計(jì)算結(jié)果更新后根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)所述靶體 體素模型進(jìn)行更新，將獲得劑量值大于或等于處方劑量的體素設(shè)置為靶體外，將劑量值小 于處方劑量的體素設(shè)置為靶體內(nèi)；所述迭代單元用于在靶體體素單元對(duì)所述靶體體素模型更新后，依次調(diào)用所述靶 體深度索引單元、布靶單元、劑量計(jì)算單元，直至所述靶體深度索引模型中的最大深度索引 值小于第一預(yù)設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)。其中所述靶體深度索引單元還用于復(fù)制所述靶體體素模型，形成靶體深度索引模型；將所述靶體深度索引模型中的 體素值為1且相鄰體素中至少一個(gè)體素值為0的設(shè)置為1，其余設(shè)置為0 ；在所述靶體深度 索引模型中，迭代地將所述靶體體素模型中體素值為1且對(duì)應(yīng)深度索引模型中體素值為0 的體素的體素值設(shè)置為相鄰最小非零體素值+1 ；若相鄰所有體素值均為0，則設(shè)置為0，直 到所述靶體深度索引模型中所有對(duì)應(yīng)所述靶體體素模型中體素值為1的體素值非0為止；其中所述最大索引值為所述靶體深度索引模型中最大的體素值。其中所述布靶單元還用于在所述靶體深度索引模型中選擇具有最大體素值的體 素；計(jì)算所述具有最大體素值的體素到體素值為1的體素的最近距離；在所述具有最大體 素值的體素上布置靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器為在所述選擇的準(zhǔn)直器規(guī)格中預(yù)設(shè)等劑量面寬 度與所述最近距離最接近的準(zhǔn)直器。所述系統(tǒng)還包括等劑量模型單元，用于構(gòu)建準(zhǔn)直器等劑量模型，所述等劑量模型 包括各準(zhǔn)直器預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；所述布靶單元還用于在所述靶體深度索引模 型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器 進(jìn)行靶點(diǎn)布置。其中所述等劑量模型還包括準(zhǔn)直器組合預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；所述布靶單元還用于在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇 預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置。由于采用了以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于(1)本發(fā)明在靶點(diǎn)布置過程中加入了劑量計(jì)算，并根據(jù)實(shí)際的劑量計(jì)算結(jié)果迭代 布置靶點(diǎn)，減少了誤差；通過引入深度索引模型并不斷更新，增加了靶點(diǎn)布置的劑量適形 度，增加了對(duì)靶體腫瘤的局部控制，同時(shí)減少對(duì)周邊健康組織的損傷，提高治療效果；同時(shí) 減少了迭代次數(shù)，提高了優(yōu)化效率，減少了治療計(jì)劃的時(shí)間花費(fèi)，提高了放射治療過程的效 率；
(2)本發(fā)明的靶體深度索引模型充分考慮靶體的形狀特點(diǎn)，通過多次掃描獲得靶 體的深度信息，提高了靶點(diǎn)布置的適形度，進(jìn)一步提高治療效果；(3)本發(fā)明通過構(gòu)建等劑量面模型，用戶可以定制不同的靶點(diǎn)等劑量模型，進(jìn)一步 提高了優(yōu)化效率；(4)本發(fā)明通過對(duì)體素模型的更新，對(duì)靶體內(nèi)劑量未達(dá)到處方劑量的體素進(jìn)行靶 點(diǎn)布置，進(jìn)一步提高了靶點(diǎn)布置的適形度。


圖1示出根據(jù)本發(fā)明治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體輪廓插值的示意圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體體素化的示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體深度索引模型的示意圖；圖6a示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體深度索引模型構(gòu)造中靶體體素模 型的示意圖；圖6b_圖6e示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體深度索引模型構(gòu)造中靶體 進(jìn)行深度掃描的示意圖；圖6f示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體深度索引模型構(gòu)造中各方向?qū)ι?度影響的示意圖；圖7示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體深度索引模型中最大深度索引值 區(qū)域的示意圖；圖8a示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體局部凸出的示意圖；圖8b示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的靶體局部分叉的示意圖；圖9示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的更新靶體體素模型的示意圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明方法另一個(gè)實(shí)施例的更新靶體深度索引模型的示意圖；圖11示出根據(jù)本發(fā)明治療計(jì)劃系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式治療計(jì)劃中，靶體定義以后，需要在靶體上布置治療用的靶點(diǎn)，靶點(diǎn)的信息包括靶 點(diǎn)位置、靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器規(guī)格以及靶點(diǎn)的弧段等。在布置靶點(diǎn)的過程中，需要考慮對(duì)靶體的適 形覆蓋，也就是盡量讓劑量分布與靶體的形狀一致，這樣就可以將盡量多的放射劑量投射 到靶體上，而將盡量少的劑量投射到周圍健康組織和危及器官上。危及器官主要是指需要 特別保護(hù)的器官，對(duì)于頭部而言，主要包括眼睛、腦干等，對(duì)于體部包括脊髓等。下面通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1示出根據(jù)本發(fā)明治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖，包括步驟102 選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)，該參數(shù)包括處方劑量、準(zhǔn)直器規(guī)格、預(yù)設(shè)迭 代次數(shù)和最小靶體深度索引；步驟104 根據(jù)病人靶體輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建靶體體素模型，該靶體體素模型體素值采 用二值定義，所述二值定義分別標(biāo)識(shí)靶體外和靶體內(nèi)；
步驟106 根據(jù)靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型，該深度索引模型包括靶體 中體素的深度信息；步驟108 在靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在選擇的準(zhǔn)直器規(guī) 格中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置；步驟110 根據(jù)靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；步驟112 ；根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)靶體體素模型進(jìn)行更新，將獲得劑量值大于或等 于所述處方劑量的體素設(shè)置為靶體外，將劑量值小于處方劑量的體素設(shè)置為靶體內(nèi)；步驟114 重復(fù)步驟106至步驟112直至靶體深度索引模型中的最大深度索引值 小于第一預(yù)設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)；步驟116 輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果。一種實(shí)施方式，其中步驟104中的二值定義為將靶體外的體素值設(shè)置為0，將靶體 內(nèi)的體素值設(shè)置為1 ；其中步驟106包括步驟1062 復(fù)制靶體體素模型，形成靶體深度索引模型，實(shí)際上就是將靶體體素 模型作為靶體深度索引模型的初始；步驟1064 將靶體深度索引模型中的體素值為1且相鄰體素中至少一個(gè)體素值為 0的設(shè)置為1，其余體素的體素值設(shè)置為0 ；步驟1066 在靶體深度索引模型中，將靶體體素模型中體素值為1且對(duì)應(yīng)深度索 引模型中體素值為0的體素的體素值設(shè)置為相鄰最小非零體素值+1 ；若相鄰所有體素值 均為0，則設(shè)置為0;步驟1068 重復(fù)步驟1066，直到靶體深度索引模型中所有對(duì)應(yīng)所述靶體體素模型 中體素值為1的體素值非0為止。其中步驟108中的最大索引值為靶體深度索引模型中最大的體素值。一種實(shí)施方式，其中第一預(yù)設(shè)索引值可以設(shè)置為1，預(yù)設(shè)迭代次數(shù)可以根據(jù)要布置 的靶點(diǎn)數(shù)目進(jìn)行設(shè)置，例如設(shè)為30。一種實(shí)施方式，步驟108進(jìn)一步包括步驟1082 在靶體深度索引模型中選擇具有最大體素值的體素，即具有最大深度 索引值的體素；步驟1084 計(jì)算該具有最大體素值的體素到體素值為1的體素的最近距離；步驟1086 在該具有最大體素值的體素上布置靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器為在所述 選擇的準(zhǔn)直器規(guī)格中預(yù)設(shè)等劑量面寬度與所述最近距離最接近的準(zhǔn)直器。若具有最大體素 值的體素有多個(gè)，則任意選取或選擇相對(duì)中間的一個(gè)。一種實(shí)施方式，步驟108之前還可包括步驟107 構(gòu)建準(zhǔn)直器等劑量模型，該等劑量模型包括各準(zhǔn)直器預(yù)設(shè)等劑量面在 坐標(biāo)軸上的值；步驟108還包括在靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在該等劑量 模型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器進(jìn)行靶點(diǎn)布置。一種實(shí)施方式，其中等劑量模型還包括準(zhǔn)直器組合預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的 值；
步驟108還包括在靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在等劑量模 型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本實(shí)施例的步驟和圖示是示例性的，其步驟的編號(hào)并 不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制，有些步驟的順序可以改變，例如步驟102可以設(shè)置在布置靶點(diǎn)前 的任何時(shí)刻，步驟107之需要設(shè)置在步驟108之前等等。圖2示出根據(jù)本發(fā)明治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖，包括步驟202 創(chuàng)建不同準(zhǔn)直器及其組合的等劑量模型；本實(shí)施例中，根據(jù)放射治療設(shè)備支持的準(zhǔn)直器數(shù)目，以球模(頭部球模直徑R = IOOcm球模；體部球模直徑R = ^Ocm球模)標(biāo)準(zhǔn)模體，也可以采用其他直徑的球?；蚱渌?形狀的模體。通過劑量模擬創(chuàng)建不同準(zhǔn)直器及其組合的等劑量模型?？紤]到實(shí)際應(yīng)用中， 一般采用50%的等劑量線/面包絡(luò)靶體，等劑量模型選擇50%的等劑量模型，即50%的等 劑量線/面形成的劑量分布模型，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，也可以采用其他比值的等劑 量線/面，如55%、60%等。模擬的結(jié)果保存在一張等劑量模型列表中，便于查找。以SGS-II為例，該設(shè)備支持0. 8cm、1. 5cm、2. 5cm、4. 0cm、5. 5cm五種不同類型的準(zhǔn) 直器，通過采用標(biāo)準(zhǔn)球模的模擬，可以創(chuàng)建出相應(yīng)的等劑量模型如下A 模擬不同準(zhǔn)直器及其組合的等劑量分布；B 根據(jù)模擬結(jié)果，構(gòu)造等劑量模型，如表1所示
權(quán)利要求
1.一種治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法，包括治療前在治療計(jì)劃中，根據(jù)病人體內(nèi)的病灶在 靶體上進(jìn)行治療靶點(diǎn)布置的過程，其特征在于，所述過程包括步驟A 選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)，所述參數(shù)包括處方劑量、準(zhǔn)直器規(guī)格、預(yù)設(shè)迭代次 數(shù)和最小靶體深度索引；步驟B 根據(jù)病人靶體輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建靶體體素模型，所述靶體體素模型體素值采用二 值定義，所述二值定義分別標(biāo)識(shí)靶體外和靶體內(nèi)；步驟C:根據(jù)所述靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型，所述深度索引模型包括靶體 中體素的深度信息；步驟D 在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述選擇的準(zhǔn)直器 規(guī)格中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置； 步驟E 根據(jù)所述靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；步驟F 根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)所述靶體體素模型進(jìn)行更新，將獲得劑量值大于或等于 所述處方劑量的體素設(shè)置為靶體外，將劑量值小于處方劑量的體素設(shè)置為靶體內(nèi)；步驟G 重復(fù)步驟C至步驟F直至靶體深度索引模型中的最大深度索引值小于第一預(yù) 設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)； 步驟H:輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述步驟B中的二值定義為將靶體外的 體素值設(shè)置為0，將靶體內(nèi)的體素值設(shè)置為1 ；其中所述步驟C包括步驟Cl 復(fù)制所述靶體體素模型，形成靶體深度索引模型；步驟C2 將所述靶體深度索引模型中的體素值為1且相鄰體素中至少一個(gè)體素值為0 的設(shè)置為1，其余設(shè)置為0;步驟C3 在所述靶體深度索引模型中，將所述靶體體素模型中體素值為1且對(duì)應(yīng)深度 索引模型中體素值為0的體素的體素值設(shè)置為相鄰最小非零體素值+1 ；若相鄰所有體素 值均為0，則設(shè)置為0;步驟C4 重復(fù)步驟C3，直到所述靶體深度索引模型中所有對(duì)應(yīng)所述靶體體素模型中體 素值為1的體素值非0為止。其中所述步驟D的最大索引值為所述靶體深度索引模型中最大的體素值。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述步驟D包括 步驟Dl 在所述靶體深度索引模型中選擇具有最大體素值的體素；步驟D2 計(jì)算所述具有最大體素值的體素到體素值為1的體素的最近距離； 步驟D3 在所述具有最大體素值的體素上布置靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器為在所述選擇 的準(zhǔn)直器規(guī)格中預(yù)設(shè)等劑量面寬度與所述最近距離最接近的準(zhǔn)直器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述步驟D之前還包括構(gòu)建準(zhǔn)直器等劑量模型，所述等劑量模型包括各準(zhǔn)直器預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；其中所述步驟D包括在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè) 等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器進(jìn)行靶點(diǎn)布置。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述等劑量模型還包括準(zhǔn)直器組合預(yù) 設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；其中所述步驟D還包括在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè) 等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置。
6.一種治療計(jì)劃系統(tǒng)，用于對(duì)病人進(jìn)行放射治療前的劑量規(guī)劃，其特征在于，包括靶點(diǎn) 布置模塊，用于在治療計(jì)劃中根據(jù)靶體輪廓信息在靶體上布置靶點(diǎn)并輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果， 所述靶點(diǎn)布置模塊包括靶體體素單元、靶體深度索引單元、參數(shù)設(shè)置單元、布靶單元、劑量 計(jì)算單元和迭代單元；所述靶體體素單元用于根據(jù)病人靶體輪廓數(shù)據(jù)構(gòu)建靶體體素模型，所述靶體體素模型 采用二值定義，所述二值定義分別標(biāo)識(shí)靶體外和靶體內(nèi)；所述靶體深度索引單元用于根據(jù)所述靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型，所述深度 索引模型包括靶體中體素的深度信息；所述參數(shù)設(shè)置單元用于選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)，所述參數(shù)包括處方劑量、準(zhǔn)直器規(guī) 格、預(yù)設(shè)迭代次數(shù)和最小靶體深度；所述布靶單元用于在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述選擇 的準(zhǔn)直器規(guī)格中選擇等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器或準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置；所述劑量計(jì)算單元用于根據(jù)靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；所述靶體體素單元還用于在劑量計(jì)算結(jié)果更新后根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)所述靶體體素 模型進(jìn)行更新，將獲得劑量值大于或等于處方劑量的體素設(shè)置為靶體外，將劑量值小于處 方劑量的體素設(shè)置為靶體內(nèi)；所述迭代單元用于在靶體體素單元對(duì)所述靶體體素模型更新后，依次調(diào)用所述靶體深 度索引單元、布靶單元、劑量計(jì)算單元，直至所述靶體深度索引模型中的最大深度索引值小 于第一預(yù)設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的治療計(jì)劃系統(tǒng)，其特征在于，其中所述靶體深度索引單元還用于復(fù)制所述靶體體素模型，形成靶體深度索引模型；將所述靶體深度索引模型中的體素 值為1且相鄰體素中至少一個(gè)體素值為0的設(shè)置為1，其余設(shè)置為0 ；在所述靶體深度索引 模型中，迭代地將所述靶體體素模型中體素值為1且對(duì)應(yīng)深度索引模型中體素值為0的體 素的體素值設(shè)置為相鄰最小非零體素值+1 ；若相鄰所有體素值均為0，則設(shè)置為0，直到所 述靶體深度索引模型中所有對(duì)應(yīng)所述靶體體素模型中體素值為1的體素值非0為止；其中所述最大索引值為所述靶體深度索引模型中最大的體素值。
8.如權(quán)利要求7所述的治療計(jì)劃系統(tǒng)，其特征在于，其中所述布靶單元還用于在所述 靶體深度索引模型中選擇具有最大體素值的體素；計(jì)算所述具有最大體素值的體素到體素 值為1的體素的最近距離；在所述具有最大體素值的體素上布置靶點(diǎn)，所述靶點(diǎn)的準(zhǔn)直器 為在所述選擇的準(zhǔn)直器規(guī)格中預(yù)設(shè)等劑量面寬度與所述最近距離最接近的準(zhǔn)直器。
9.如權(quán)利要求6所述的治療計(jì)劃系統(tǒng)，其特征在于，還包括等劑量模型單元，用于構(gòu)建 準(zhǔn)直器等劑量模型，所述等劑量模型包括各準(zhǔn)直器預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值；所述布 靶單元還用于在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè)等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器進(jìn)行靶點(diǎn)布置。
10.如權(quán)利要求9所述的治療計(jì)劃系統(tǒng)，其特征在于，其中所述等劑量模型還包括準(zhǔn)直 器組合預(yù)設(shè)等劑量面在坐標(biāo)軸上的值； 所述布靶單元還用于在所述靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域，在所述等劑量模型中選擇預(yù)設(shè) 等劑量面寬度適合的準(zhǔn)直器組合進(jìn)行靶點(diǎn)布置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種治療計(jì)劃中靶點(diǎn)布置方法，包括根據(jù)病人體內(nèi)的病灶在靶體上進(jìn)行治療靶點(diǎn)布置的過程，該過程包括A選擇進(jìn)行靶點(diǎn)布置的參數(shù)；B構(gòu)建靶體體素模型；C根據(jù)靶體體素模型構(gòu)建靶體深度索引模型；D在靶體深度索引模型中選擇最大深度索引值區(qū)域進(jìn)行靶點(diǎn)布置；E根據(jù)靶點(diǎn)布置進(jìn)行劑量計(jì)算；F根據(jù)劑量計(jì)算結(jié)果對(duì)靶體體素模型進(jìn)行更新；G重復(fù)C至F直至靶體深度索引模型中的最大深度索引值小于第一預(yù)設(shè)索引值或迭代次數(shù)大于預(yù)設(shè)迭代次數(shù)；H輸出靶點(diǎn)布置結(jié)果。本發(fā)明還公開了一種治療計(jì)劃系統(tǒng)。本發(fā)明通過引入深度索引模型，增加了劑量適形度，增加了對(duì)腫瘤的局部控制，減少對(duì)周邊健康組織的損傷，提高了治療效果。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102063569SQ20101061226
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉啟平, 卿侯 申請(qǐng)人:深圳市海博科技有限公司