调强放射治疗的权重调整方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种调强放射治疗的权重调整方法和装置，该方法包括以下步骤：a.将参考剂量-体积直方图DVH曲线设定为优化目标；b.求解注量图优化问题以获得当前剂量-体积直方图；c.比较该参考DVH曲线与该当前DVH曲线以获得DVH评价指标；d.判断是否终止权重调整，如果是则终止，否则进入步骤e；e.调整器官的权重系数以使得DVH评价指标越差的器官获得越高的权重系数，并返回步骤b。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要设及医学领域的调强放射治疗，尤其设及一种调强放射治疗的权重调 整方法和装置。
技术介绍
随着放射物理、放射生物、临床肿瘤学等理论的发展，尤其是医学影像设备和计算 机技术的不断进步，使放射治疗（后文简称放疗)技术得W不断完善和发展，更好地满足临 床的要求。从最开始的普通放疗技术到Ξ维适形放疗（3 Dimensional Conformal Radiation Therapy，3DCRT)，是一次飞跃，从此放疗进入了精确放疗时代，肿瘤局部复发及 正常组织并发症的发生率大为降低。在Ξ维适形放疗技术基础上发展起来的调强放疗技术 (Intensity-modulated Radiation Therapy,IMRT)更好地实现了勒1区的适形，同时更好地 保护了祀区周围的危及器官，尤其是在凹形祀区有危及器官嵌入的时候，更体现了 IMRT技 术的优势。 IMRT的基本原理是将一个照射野分成多个细小的子野(射束），对运些射束给予不 同的权重，使射野内产生优化不均匀的强度分布，W达到通过危及器官的射束通量减少，而 祀区其他部分的射束通量增大的目的。 目前的权重调整一般是人工完成的。放疗物理师在放疗计划制定过程中会通过观 察剂量-体积直方图（DVH，Dose-Volume Histogram)的结果，根据经验来调整每个器官的权 重大小，直到制定出满足要求的治疗计划--在满足计划祀区（Planning Target Volume， PTV)处方剂量的前提下，尽量减小对敏感器官(0巧an At Risk,OAR)的剂量。运一调整过程 需要反复试错，不仅耗费时间，而且结果未必理想。 因此，通过设备自动调整调强放疗中各器官的权重成为一种需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种调强放疗的权重调整方法和装置，能够通过 放疗设备自动调整器官的权重。 为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种调强放射治疗的权重调整方法，包括W 下步骤:a.将参考剂量-体积直方图DVH曲线设定为优化目标;b.求解注量图优化问题W获 得当前剂量-体积直方图；C.比较该参考DVH曲线与该当前DVH曲线W获得DVH评价指标;d. 判断是否进行权重调整，如果是则进入步骤e，否则终止;e.调整器官的权重系数W使得DVH 评价指标越差的器官获得越高的权重系数，并返回步骤b。[000引可选地，将参考DVH曲线设定为优化目标的步骤包括:为敏感器官和计划祀区分别 设定参考DVH曲线。 可选地，对敏感器官，将该敏感器官的参考DVH曲线设定为该敏感器官的DVH上限。 可选地，对计划祀区，当参考DVH曲线全部或部分位于处方剂量线左侧时，W该部 分参考DVH曲线作为该计划祀区的DVH下限，该处方剂量线为该计划祀区的DVH上限;反之则 W该参考DVH曲线为该计划祀区的DVH上限，W该处方剂量线为该计划祀区的下限。 可选地，该敏感器官的DVH评价指标为： m〇AR=mA-e 邮，[001引其中mA与mB分别是A区域与B区域的面积，A区域表示当前DVH曲线比参考DVH曲线剂 量高的部分，B区域表示当前DVH曲线比参考DVH曲线剂量低的部分，ε是一用于权衡两个区 域对DVH评价指标的影响的系数。 可选地，该计划祀区的DVH评价指标为： mpTV=mc+邮+ε (mG-mD+mH-mF) 其中me、邮、mG、mD、皿和mF分别是C区域、Ε区域、G区域、D区域、Η区域和F区域的面积， C区域表示当前DVH曲线剂量高于参考DVH曲线剂量并且高于处方剂量的部分，D区域表示当 前DVH曲线剂量超过处方剂量但未高于参考DVH曲线剂量的部分，E区域表示当前DVH曲线剂 量低于参考DVH曲线剂量并且低于处方剂量的部分，F区域表示当前DVH曲线剂量高于参考 DVH曲线剂量但并未高于处方剂量的部分，G和Η区域表示为参考DVH曲线与处方剂量线之间 的部分。 可选地，权重系数的调整系数λ为：[001 引其中k为调整的次数，〇为器官，m为DVH评价指标，S为器官的集合。 可选地，敏感器官的权重系数的调整系数在0-2之间，计划祀区的权重系数的调整 系数在1-2之间。 可选地，该步骤d中终止权重调整的条件包括W下至少其中之一： DVH评价指标出现的情况； 在当前次迭代中，器官最大权重比超过设定阔值的情况，器官最大权重比表示权 重最大的器官与权重最小的器官的权重比值，α是设定的阔 值，k为调整的次数，σ为器官，m为DVH评价指标，S为器官的集合； 在迭代过程中，当前DVH评价指标比前次DVH评价指标增加； 当前DVH评价指标达至化VH评价指标设定的最小值的情况； 前后两次评价指标的比值小于设定的阔值的情况，即前后两次评价指标的比值，0是设定的阔值。 本专利技术还提出一种调强放射治疗的权重调整装置，包括:用于将参考剂量-体积直 方图DVH曲线设定为优化目标的模块；用于当权重调整未终止时迭代求解注量图优化问题 W获得当前剂量-体积直方图的模块;用于比较该参考DVH曲线与该当前DVH曲线W获得DVH 评价指标的模块；用于判断是否终止权重调整的模块；用于当权重调整未终止时调整器官 的权重系数W使得DVH评价指标越差的器官获得越高的权重系数的模块。 与现有技术相比，本专利技术通过设定参考DVH曲线对DVH评价指标的量化，W及器官 的权重系数的调整，经过多次迭代后可W使DVH评价指标得到优化，使得当前DVH曲线能够 逼近参考DVH曲线。【附图说明】 图1是本专利技术一实施例的调强放射治疗的权重调整方法流程图。 图2是本专利技术一实施例的参考DVH曲线示意图。 图3是本专利技术一实施例的敏感器官的当前DVH与参考DV哺勺比较示意图。 图4是本专利技术一实施例的计划祀区的当前DVH与参考DV哺勺比较示意图。 图5是本专利技术一实施例的参考DVH曲线修正示意图。【具体实施方式】 为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，W下结合附图对本专利技术的具 体实施方式作详细说明。 在下面的描述中阐述了很多具体细节W便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可W 采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限 制。 本专利技术的实施例描述调强放射治疗的权重调整方法和装置，它引入了器官的目标 函数权重的自动调整，从而节约调整的时间和改善调整的不确定性。 在计算剂量时，通常采用基于体素(voxel)的目标函数优化方法，将每个V0I划分 为若干体素，优化每个体素的剂量值：[00；3 引 目标函数如式（1)所示，其中啦和< 是器官权重，分别表示该器官的欠剂量与过 剂量惩罚；W;和作是体素权重，j代表体素，門代表体素 j的目标剂量，山代表体素 j的实际剂 量，Vs代表体素 j的集合，T代表器官S的集合，分别表示体素的欠剂量与过剂量惩罚。下面描 述器官权重的调整方法。 图1是本专利技术一实施例的调强放射治疗的权重调整方法流程图。参考图1所示，本 实施例的调强放射治疗的权重调整方法，包括W下当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种调强放射治疗的权重调整方法，包括以下步骤：a.将参考剂量‑体积直方图DVH曲线设定为优化目标；b.求解注量图优化问题以获得当前剂量‑体积直方图；c.比较该参考DVH曲线与该当前DVH曲线以获得DVH评价指标；d.判断是否进行权重调整，如果是则进行步骤e，否则终止；e.调整器官的权重系数以使得DVH评价指标越差的器官获得越高的权重系数，并返回步骤b。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张康，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31