一种放疗剂量验证方法、处理器及系统技术方案

本发明专利技术公开了放疗剂量验证方法、处理器及系统，其中，该方法包括步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，选取至少一个验证点；步骤3：利用剂量仪采集与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量；步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内；若是，则结束；否则，进入下一步；步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及实际剂量，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。

A Radiotherapy Dose Verification Method, Processor and System

The invention discloses a radiation dose verification method, a processor and a system, which comprises steps 1: obtaining an equivalent human body model based on pixels; step 2: selecting the tumor center area of the equivalent human body model as a target, then determining the target area and selecting at least one verification point; step 3: using a dosimeter to collect the corresponding verification points when irradiating the radiation therapy plan; Actual dose; Step 4: Determine whether the current radiation therapy plan is consistent with the actual implementation of the verification point dose or the difference between the two within the preset threshold range; If so, it will end; Otherwise, enter the next step; Step 5: According to the spatial location and actual dose of all verification points during the implementation of the radiation therapy plan, the error spatial distribution of the radiation therapy plan is inversely simulated. Step 6: Correct the corresponding radiotherapy plan according to the error space distribution of the radiotherapy plan, get the corrected target area and dose, and return to step 3.

【技术实现步骤摘要】
一种放疗剂量验证方法、处理器及系统
本专利技术属于放疗剂量验证领域，尤其涉及一种放疗剂量验证方法、处理器及系统。
技术介绍
在医学放射治疗过程中，医生和物理师根据病人实际医学断层影像(CT、MRI)，进行放射治疗计划制定，如靶区勾画等。通过对放射治疗计划进行实施，实现放疗设备按照计划进行针对不同角度、区域和深度的放射治疗，施加特定能量的射线照射。上述治疗过程，依赖对病人图像的准确勾画和放疗计划的精确实施。而在这一过程中，图像定位失误、靶区勾画不正确以及实施过程中的剂量计算错误，都会造成放射治疗失败，不但疾病组织得不到治疗，正常组织还会受到超出可承受范围的照射剂量，从而出现辐射损伤。因此，对于放射治疗过程，进行病人治疗前的剂量验证，是非常具有必要的，对于疾病治疗和剂量安全均具有重要意义。目前，广泛采用硬件设备，如水箱、标准剂量体模等进行实际放疗剂量验证。然而，病人个体是具有唯一特征的，且病变部位、类型均不相同，使用水箱和标准剂量体模仅能对放疗系统进行剂量校准，无法对病人个体的剂量计划进行验证，影响了病人个体剂量的精度和准确性。另外，现有的验证剂量计划的方法，仅仅只是对一次放射治疗计划进行剂量验证，在修正放射治疗计划的过程中仅仅是凭感觉及经验进行修正，而且需要耗费大量时间去修正放射治疗计划，最终导致放射治疗计划修正效率低的问题。综上所述，亟需一种提高放射治疗计划修正效率且病人个体剂量的精度和准确性的放疗剂量验证方法。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的第一目的是提供一种放疗剂量验证方法，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。本专利技术的一种放疗剂量验证方法，包括：步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量；步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。进一步的，在所述步骤1中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。其中，利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。进一步的，在所述步骤2中，若所述等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。其中，剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。例如：以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。进一步的，在所述步骤2中，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。圆柱形空间内可以放置剂量仪(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。进一步的，在所述步骤2中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。进一步的，在所述步骤3中，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。本专利技术的第二目的是提供一种放疗剂量验证处理器，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。本专利技术的一种放疗剂量验证处理器，其被配置为执行以下步骤：获得以像素点为基本的等效人体模型；选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；接收剂量仪传送来的与放射治疗计划照射时对应验证点的实际剂量；判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量；实施修正后的放射治疗计划，直至当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量一致或两者差值在预设阈值范围。进一步的，所述处理器，还被配置为：若等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。其中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型。本专利技术利用3D打印技术根据病人个体医学图像数据，建模后3D打印完全组织等效的个性化体模，能够代替人体，提高了人体模型的精确性，为提高剂量验证的准确性奠定了基础。剂量敏感区域为但不限于GTV区(肿瘤和周围淋巴结靶区)，CTV区(临床靶区)以及脊髓、甲状腺这些剂量敏感区域。例如：以子宫病变放射治疗为例，对于打印的盆腔等效人体模型，靶点为肿瘤中心区域，根据大小确定1-3个验证点，用于测量病变核心区域的射线照射剂量。对于剂量严格控制区域，如PTV区(计划靶区)以及直肠、生殖腺等剂量敏感区域，分别选取对应验证点。进一步的，验证点以圆柱形组织等效块形式从所述等效人体模型上进行分离和组合。其中，圆柱形组织等效块从人体模型上分离时，形成圆柱形空间。圆柱形空间内可以放置剂量仪(例如：笔束式电离剂量仪)，剂量仪可外接读取装置。这样对等效人体模型实施放疗计划照射时，能够获得准确的辐射剂量数值。进一步的，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。需要说明的是，验证点对应的圆柱形组织等效块也可以以验证点为起始，至距离最近的模型外周区域，切割出2-3cm直径的圆柱，形成圆柱形组织等效块。进一步的，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等效块插入，用于等效人体模型的严格组织等效。本专利技术的第三目的是提供一种放疗剂量验证系统，其根据验证点的空间位置及相应实际剂量进行修正放射治疗计划，利用迭代循环的方法来修正放射治疗计划，提高了放射治疗计划修正效率且提高了病人个体剂量的精度和准确性。本专利技术的一种放疗剂量验证系统，包括存储器、剂量仪和上述所述的处理器；所述剂量仪放置在等效人体模型的验证点上，其被配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放疗剂量验证方法，其特征在于，包括：步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量；步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。

【技术特征摘要】
1.一种放疗剂量验证方法，其特征在于，包括：步骤1：获得以像素点为基本的等效人体模型；步骤2：选取等效人体模型的肿瘤中心区域为靶点，进而确定出靶区，并根据肿瘤中心区域的大小选取至少一个验证点；步骤3：对等效人体模型的相应靶区实施相应放射治疗计划，利用放置在等效人体模型的验证点上的剂量仪采集验证点的实际剂量；步骤4：判断当前放射治疗计划和实际实施时验证点的剂量是否一致或两者差值在预设阈值范围内，若是，则结束验证；否则，进入下一步；步骤5：根据实施放射治疗计划照射时所有验证点的空间位置及相应实际剂量数值，逆向仿真出放射治疗计划的误差空间分布；步骤6：根据放射治疗计划的误差空间分布来修正相应放射治疗计划，得到修正后的靶区和剂量，返回步骤3。2.如权利要求1所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤1中，等效人体模型为3D打印的等效人体模型；或/和在所述步骤2中，若等效人体模型包含剂量敏感区域，则在剂量敏感区域中选取对应验证点。3.如权利要求1或2所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤2中，验证点以圆柱形组织等效块形式从等效人体模型上进行分离和组合。4.如权利要求3所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤2中，验证点对应的圆柱形组织等效块采用3D打印时和等效人体模型分体打印的方式进行打印，且与等效人体模型组合使用。5.如权利要求1所述的一种放疗剂量验证方法，其特征在于，在所述步骤3中，当剂量仪采集一个或多个验证点的实际剂量时，为防止剂量失准，将对应未采集的验证点的切割的圆柱形组织等...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱建峰，戎懿，
申请(专利权)人：泰山医学院，
类型：发明
国别省市：山东,37