基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统，包括患者计划库、相似患者检索模块、计划射野形变模块和计划微调模块。患者计划库包含患者解剖和相应的治疗计划数据，相似患者检索模块在新患者勾画好靶区和危及器官后，运用相似病例检索功能从患者计划库中搜寻与当前靶区最相似的病例，计划射野形变模块通过变形算法对匹配患者的多叶光栅形成的射野孔径形状进行变形，为新患者生成新的形变计划，计划微调模块基于形变计划产生最终的治疗计划输出。本发明专利技术在计划质量上和pinnacle自动计划的靶区适形性和均匀性基本接近；在正常组织保护上和pinnacle自动计划在膀胱以及左右股骨头上的剂量保护无差异。

Rapid and automatic radiotherapy planning system for rectal cancer based on patient planning database

【技术实现步骤摘要】
基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统
本专利技术属于肿瘤学放射治疗计算机辅助
，具体涉及一种基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统。
技术介绍
直肠癌是常见的消化道肿瘤之一，而放射治疗是直肠癌的常规治疗手段之一。现有的放射治疗计划系统(Treatmentplanningsystem，TPS)能够进行调强放射治疗(Intensity-modulatedradiotherapy，IMRT)计划设计，帮助计划设计者优化剂量分布，使其与靶区适形并保护正常组织。在IMRT治疗中，治疗计划质量对放疗的预后有直接影响，并且计划质量高度依赖于设计者的经验水平。此外，传统IMRT计划设计优化是一个反复优化迭代的过程，效率普遍较低。为提高计划设计效率，并使计划质量保持在较高水平，自动计划技术应运而生，目前已发展出几大分支：一种方法是基于脚本语言的自动计划技术；另一种方法是基于知识的自动计划技术。专利CN110349665A公开了一种基于深度学习的直肠癌放疗计划自动化设计方法，所述方法包括搭建用于深度学习的U-Net神经网络，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统，其特征在于，包括患者计划库、相似患者检索模块、计划射野形变模块和计划微调模块，患者计划库包含患者解剖和相应的治疗计划数据，相似患者检索模块在新患者勾画好靶区和危及器官后，运用相似病例检索功能从患者计划库中搜寻与当前靶区最相似的病例，计划射野形变模块通过变形算法对匹配患者的多叶光栅形成的射野孔径形状进行变形，为新患者生成新的形变计划，计划微调模块基于形变计划通过较少次数的优化迭代，产生最终的治疗计划输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统，其特征在于，包括患者计划库、相似患者检索模块、计划射野形变模块和计划微调模块，患者计划库包含患者解剖和相应的治疗计划数据，相似患者检索模块在新患者勾画好靶区和危及器官后，运用相似病例检索功能从患者计划库中搜寻与当前靶区最相似的病例，计划射野形变模块通过变形算法对匹配患者的多叶光栅形成的射野孔径形状进行变形，为新患者生成新的形变计划，计划微调模块基于形变计划通过较少次数的优化迭代，产生最终的治疗计划输出。


2.如权利要求1所述基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统，其特征在于，相似病例检索功能所采用的算法包括Dice系数算法、3D霍多夫距离算法、2D相对极径差算法、2D余弦相似度算法、2D最大相对极径差算法和笛卡尔坐标系下的通用傅里叶描述子算法。


3.如权利要求2所述基于患者计划库的直肠癌放射治疗快速自动计划设计系统，其特征在于，在笛卡尔坐标系下的通用傅里叶描述子算法中，以与靶区外切的长方体中心Pbox为原点，在以Pbox为中心半径100cm的球面上布置32个视点，使视点与Pbox的连线通过以原点为中心的正12面体的顶点或面心，以每个视点上视线在靶区内穿透的距离生成像素为512*512的深度投影图像，每个病例均有32个深度投影图像，然后对深度投影图像进行二维傅里叶变换，并以8*8＝64个低频系数作为深度傅里叶描述子DFD，计算目标靶区第i个DFDTi与患者计划库中当前病例靶区的第i个DFDSi的L1阶范数，i＝1,2,3,…,32，再计算32个L1阶范数的平均值d(T,S)并将其作为靶区T与靶区S之间的距离，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭佳元，陈元华，胡伟刚，
申请(专利权)人：复旦大学附属肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：上海;31