一种弧形放疗计划的生成方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种弧形放疗计划的生成方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取与目标靶区中的各扫描点分别对应的参考射束集，并获取各参考射束集中各参考射束分别与危险器官对应的器官贡献度以及与目标靶区对应的靶区贡献度；基于各器官贡献度以及各靶区贡献度，确定各参考射束分别对应的重要性因子；基于各重要性因子、各参考射束集以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数，并对粒子源选择函数执行优化求解操作，得到与各扫描点分别对应的目标射束集；基于各目标射束集中的各目标射束，生成弧形放疗计划。本发明专利技术实施例在保证目标靶区被完整覆盖的前提下，尽可能避开了危险器官，充分利用了弧形扫描的优势，提高了放疗计划的质量。计划的质量。计划的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种弧形放疗计划的生成方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及放射治疗
，尤其涉及一种弧形放疗计划的生成方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]粒子弧形放射治疗(Particle Arc Therapy)是一种在治疗机架围绕病人转动的过程中连续不断出束(或转动中快速停下出束并恢复转动)进行放射治疗的方法，不同于多射野的调强粒子放射治疗，粒子弧形放射治疗在不显著增加治疗计划复杂度的情况下使用了更多连续或者离散的射野，可以显著改善治疗计划递送的效率，提高治疗计划的质量。
[0003]目前，已经有诸多学者针对粒子弧形放射治疗进行了研究，提出了各种粒子弧形放疗计划。其中，大部分研究重点考虑通过粒子加速器对能量层切换的时间来提升治疗计划的临床递送效率。
[0004]然而有些粒子治疗系统采用的是射程调节器(Range Shifter)来改变粒子束的能量(或者说射程)，粒子能量层切换的时间可以忽略不计。对于这一类粒子治疗系统，现有的粒子弧形放射治疗并不会显著提高临床计划递送的效率，因此应该将研究重点放在提升治疗计划的质量上。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种弧形放疗计划的生成方法、装置、设备及存储介质，以解决现有的放疗计划的质量较差的问题，提高放疗计划的质量。
[0006]根据本专利技术一个实施例提供了一种弧形放疗计划的生成方法，该方法包括：
[0007]获取与目标靶区中的各扫描点分别对应的参考射束集，并获取各所述参考射束集中各参考射束分别与危险器官对应的器官贡献度以及与目标靶区对应的靶区贡献度；
[0008]基于各所述器官贡献度以及各所述靶区贡献度，确定各所述参考射束分别对应的重要性因子；
[0009]基于各所述重要性因子、各所述参考射束集以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数，并对所述粒子源选择函数执行优化求解操作，得到与各所述扫描点分别对应的目标射束集；
[0010]基于各所述目标射束集中的各目标射束，生成弧形放疗计划。
[0011]根据本专利技术另一个实施例提供了一种弧形放疗计划的生成装置，该装置包括：
[0012]参考射束集获取模块，用于获取与目标靶区中的各扫描点分别对应的参考射束集，并获取各所述参考射束集中各参考射束分别与危险器官对应的器官贡献度以及与目标靶区对应的靶区贡献度；
[0013]重要性因子确定模块，用于基于各所述器官贡献度以及各所述靶区贡献度，确定各所述参考射束分别对应的重要性因子；
[0014]目标射束集确定模块，用于基于各所述重要性因子、各所述参考射束集以及复杂
度控制参数，构建粒子源选择函数，并对所述粒子源选择函数执行优化求解操作，得到与各所述扫描点分别对应的目标射束集；
[0015]弧形放疗计划生成模块，用于基于各所述目标射束集中的各目标射束，生成弧形放疗计划。
[0016]根据本专利技术另一个实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
[0017]至少一个处理器；以及
[0018]与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0019]所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本专利技术任一实施例所述的弧形放疗计划的生成方法。
[0020]根据本专利技术另一个实施例，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现本专利技术任一实施例所述的弧形放疗计划的生成方法。
[0021]本专利技术实施例的技术方案，通过基于各参考射束集中各参考射束分别与危险器官对应的器官贡献度以及与目标靶区对应的靶区贡献度，确定各参考射束分别对应的重要性因子，基于各重要性因子、各参考射束集以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数，并对粒子源选择函数执行优化求解操作，得到与各扫描点分别对应的目标射束集，基于各目标射束集中的各目标射束，生成弧形放疗计划，解决了现有的放疗计划的质量较差的问题，在保证目标靶区被完整覆盖的前提下，从射束定量化角度尽可能降低了危险器官的剂量，充分利用了弧形扫描的优势，避免人工选取射野角度带来的误差，提高了目标靶区的剂量适形度，并且本专利技术实施例通过在扫描点级别而非传统的能量层级别对射束进行分配，使得生成的弧形放疗计划结果稳定，具有可重复性，同时提高了优化问题的自由度，使得优化问题的解空间扩大，从而可以得到更高质量的弧形放疗计划。
[0022]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本专利技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本专利技术的范围。本专利技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种弧形放疗计划的生成方法的流程图；
[0025]图2为本专利技术一个实施例所提供的另一种弧形放疗计划的生成方法的流程图；
[0026]图3为本专利技术一个实施例所提供的一种射束布局的对比示意图；
[0027]图4为本专利技术一个实施例所提供的一种弧形放疗计划的生成方法的具体实例的流程图；
[0028]图5为本专利技术一个实施例所提供的一种弧形放疗计划的生成装置的结构示意图；
[0029]图6为本专利技术一个实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0030]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0032]图1为本专利技术一个实施例所提供的一种弧形放疗计划的生成方法的流程图，本实施例可适用于制定放射治疗计划的情况，尤其适用于粒子弧形放射治疗，该方法可以由弧形放疗计划的生成装置来执行，该弧形放疗计划的生成装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，该弧形放疗计划的生成装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弧形放疗计划的生成方法，其特征在于，包括：获取与目标靶区中的各扫描点分别对应的参考射束集，并获取各所述参考射束集中各参考射束分别与危险器官对应的器官贡献度以及与目标靶区对应的靶区贡献度；基于各所述器官贡献度以及各所述靶区贡献度，确定各所述参考射束分别对应的重要性因子；基于各所述重要性因子、各所述参考射束集以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数，并对所述粒子源选择函数执行优化求解操作，得到与各所述扫描点分别对应的目标射束集；基于各所述目标射束集中的各目标射束，生成弧形放疗计划。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考射束对应的重要性因子满足公式：其中，IF
kj
表示第k个扫描点对应的参考射束集中的第j个参考射束的重要性因子，Contri
Target
表示第j个参考射束与第m个目标靶区Target对应的靶区贡献度，Contri
OAR
表示第j个参考射束与第n个危险器官OAR对应的器官贡献度，W
OAR
表示第n个危险器官对应的权重。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各所述重要性因子、各所述参考射束集以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数，包括：针对每个参考射束集，获取所述参考射束集中各参考射束与对应扫描点分别对应的束斑数据；基于各所述重要性因子、各所述参考射束集、各所述束斑数据以及复杂度控制参数，构建粒子源选择函数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述粒子源选择函数满足公式：s.t.其中，obj表示粒子源选择函数，IF
kj
表示所述目标靶区中第k个扫描点对应的参考射束集J
k
中的第j个参考射束的重要性因子，x
kj
表示第k个扫描点是否选择参考射束集J
k
中的第j个参考射束，λ表示束斑数据的权重参数，σ
kj
表示到达所述目标靶区中第k个扫描点的第j个参考射束的束斑数据，θ表示分配平衡性权重系数，card表示集合的数量，C表示复杂度控制参数，表征分配给各扫描点的目标射束集中目标射束的数量，I
+
表示正整数集合。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于预设评估参数，确定所述弧形放疗计划对应的评估数据；在所述评估数据不满足预设评估条件的情况下，调整所述粒子源选择函...

【专利技术属性】
技术研发人员：白雪岷，尤圆，
申请(专利权)人：迈胜医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：