放射治疗中剂量测量的系统和方法技术方案

本申请提供了放射治疗中剂量测量的系统和方法。该方法可以包括获得与放射设备有关的束流模型和与放射设备有关探测器模型，以及与受试对象有关的参考图像和治疗计划，并基于束流模型、探测器模型和参考图像确定合成图像。该方法还可包括通过执行治疗计划的至少一部分来获得治疗图像，该治疗计划包括使用放射设备将至少一个辐射束放射至受试对象，并确定一个或以上比例因子。该方法可以进一步包括基于合成图像和一个或以上比例因子确定治疗图像的综合估计。该方法可以进一步包括基于治疗图像和治疗图像的综合估计来估算辐射剂量沉积。

【技术实现步骤摘要】
放射治疗中剂量测量的系统和方法交叉引用本申请基于并要求于2019年10月18日提交的申请号为US16/658,004的美国申请的优先权，其内容通过引用被包含于本申请。
本申请总体上涉及用于放射治疗的系统和方法，尤其涉及放射治疗中的辐射剂量测定的系统和方法。
技术介绍
放射治疗被广泛用于癌症治疗和其他几种健康状况。通常，在治疗开始前生成针对癌症患者的放射治疗计划(在本文中也称为治疗计划)。根据治疗计划，可以将治疗分为几个治疗阶段作用于患者，并分几天进行。对于一个或以上因素，例如，不同的治疗阶段，患者摆位(例如，定位)与计划的患者摆位不同，对患者放射的实际剂量可以与计划的剂量不同。相应地，上述错误需要被检出并且需要计算放射至患者的实际剂量。因此，需要开发用于测量在治疗中放射的实际剂量的系统和方法。
技术实现思路
在本申请的第一个方面，提供了一种系统。所述系统可以包括至少一个包括一组指令的存储介质，以及与至少一个存储介质通信的至少一个处理器。执行一组指令时，至少一个处理器可以被配置为指示执行系统的操作，包括获得与放射设备相关的束流模型和与放射设备相关的探测器模型、与受试对象相关的参考图像以及与受试对象相关的治疗计划；根据束流模型、探测器模型和参考图像确定合成图像；通过执行至少一部分治疗计划来获得治疗图像，包括使用放射设备将至少一个辐射束放射到受试对象；确定一个或以上比例因子；根据合成图像和一个或以上比例因子确定治疗图像的综合估计；并根据治疗图像和治疗图像的综合估计来估算辐射剂量沉积。r>在本申请的第二方面，提供了一种系统。所述系统可以包括至少一个包括一组指令的存储介质，以及与至少一个存储介质通信的至少一个处理器。当执行该组指令时，至少一个处理器可以被配置为指示系统获得与放射设备相关的束流模型、与受试对象相关的参考图像以及与所述受试对象相关的治疗计划；在第一条件下确定第一合成图像和第一治疗图像；在第二条件下确定第二合成图像和第二治疗图像，其中第二条件是至少对受试对象执行了治疗计划的一部分；基于第一合成图像和第二合成图像确定第一比率；基于第一治疗图像和第二治疗图像确定第二比率；通过比较第一比率和第二比率确定差异或比率；并且基于所述差异或比率来检测放射治疗中的错误。在本申请的第三方面，一种非暂时性计算机可读介质可以存储指令，当指令由至少一个处理器执行时，至少一个处理器可以被配置为执行操作，包括获得与放射设备有关的束流模型和与放射设备有关的探测器模型、与受试对象有关的参考图像以及与受试对象有关的治疗计划；根据束流模型，探测器模型和参考图像确定合成图像；通过执行至少一部分治疗计划来获得治疗图像，包括使用放射设备将至少一个辐射束放射到受试对象；确定一个或以上比例因子；根据合成图像和一个或以上比例因子确定治疗图像的综合估计；并根据治疗图像和治疗图像的综合估计来估算辐射剂量沉积。在本申请的第四方面，一种非暂时性计算机可读介质可以存储指令，当所述指令由至少一个处理器执行时，至少一个处理器可以被配置为执行操作，包括获得与放射设备有关的束流模型、与受试对象有关的参考图像以及与受试对象有关的治疗计划；在第一条件下确定第一合成图像和第一治疗图像；在第二条件下确定第二合成图像和第二治疗图像，其中第二条件是至少对受试对象执行了治疗计划的一部分；基于第一合成图像和第二合成图像确定第一比率；基于第一治疗图像和第二治疗图像确定第二比率；通过比较第一比率和第二比率确定差异或比率；并且基于所述差异或比率来检测放射治疗中的错误。在一些实施例中，根据治疗图像和治疗图像的综合估计来估算辐射剂量沉积，系统可以进一步指示执行操作，包括确定治疗图像与治疗图像的综合估计之间的差异或比率。在一些实施例中，该系统还被指导执行操作，包括通过对治疗图像进行散射校正来确定治疗图像中的主要部分，其中，估算辐射剂量沉积是基于治疗图像中的主要部分进行的。在一些实施例中，基于治疗图像的主要部分和治疗图像的综合估计来估算辐射剂量沉积，该系统还被配置为执行包括将主要部分转换为出口相空间中的能量分布的操作；并根据出口相空间中的能量分布估算辐射剂量沉积。在一些实施例中，为了基于出口相空间中的能量分布来估算辐射剂量沉积，所述系统进一步被配置为执行以下操作：在至少两个迭代中，确定对应于差异中最小差异的最佳机架位置，所述差异为治疗图像的主要部分和合成图像的主要部分在至少两个迭代中的差异，其中，最佳机架位置与多叶准直器形状、钳口位置和准直器角度的序列相关。在一些实施例中，束流模型至少与辐射束的粒子的能量，粒子的电荷，粒子的类型或粒子的运动方向有关。在一些实施例中，探测器模型与放射设备的探测器对某类粒子的响应、探测器对能级粒子的响应、探测器的光学响应或探测器的时间响应中的至少一个有关。在一些实施例中，探测器模型与放射设备的探测器的材料和探测器的材料的密度分布有关。在一些实施例中，一个或以上比例因子与治疗计划的一个或以上场或射野的不同形状有关。在一些实施例中，第一个条件是至少要在不出现受试对象的情况下进行至少部分的治疗计划。在一些实施例中，第一个条件是治疗计划的至少一部分是在物体上执行的。在一些实施例中，通过模拟第一治疗图像的第一成像条件来确定第一合成图像，并且通过模拟第二治疗图像的第二成像条件来确定第二合成图像。在一些实施例中，所述错误至少包括以下各项中的一项：场形状和强度调制模式错误、患者摆位错误或束流质量错误。附图说明本申请将通过示例性实施例进行进一步描述。这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。附图未按比例绘制。这些实施例是非限制性的示例性实施例，在这些实施例中，各图中相同的编号表示相似的结构，其中：图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性放射治疗系统的示意图。图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性计算设备的硬件和/或软件部件的示意图；图3是根据本申请的一些实施例所示的示例性移动设备的硬件和/或软件部件的示意图；图4是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备的框图；图5是根据本申请的一些实施例所示的用于估算辐射剂量沉积的示例性过程的流程图；图6是根据本申请的一些实施例所示的用于估算辐射剂量沉积的示例性过程的流程图；以及图7是根据本申请的一些实施例所示的用于检测放射治疗中的错误的示例性过程的流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。然而，本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本申请的一些方面，本申请已经以相对高水平概略地描述了公知的方法、程序、系统、部件和/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，显然可以对所公开的实施例作出各种改变，并且在不偏离本申请的原则和范围的情况下，本申请中所定义的普遍原则可以适用于其他实施例和应用场景。因此，本申请不限于所示的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n至少一个包括一组指令的存储介质；以及/n至少一个被配置为与所述至少一个存储介质通信的处理器，其中，当执行所述一组指令时，所述系统被指示执行以下操作：/n获得与放射设备有关的束流模型和与所述放射设备有关的探测器模型、与受试对象有关的参考图像以及与所述受试对象有关的治疗计划；/n基于所述束流模型、所述探测器模型和所述参考图像确定合成图像；/n通过执行所述治疗计划的至少一部分来获得治疗图像，所述治疗计划包括使用所述放射设备将至少一束辐射束向所述受试对象放射；/n确定一个或以上比例因子；/n基于所述合成图像和所述一个或以上比例因子确定所述治疗图像的综合估计；以及/n基于所述治疗图像和所述治疗图像的所述综合估计来估算辐射剂量沉积。/n

【技术特征摘要】
20191018 US 16/658,0041.一种系统，包括：
至少一个包括一组指令的存储介质；以及
至少一个被配置为与所述至少一个存储介质通信的处理器，其中，当执行所述一组指令时，所述系统被指示执行以下操作：
获得与放射设备有关的束流模型和与所述放射设备有关的探测器模型、与受试对象有关的参考图像以及与所述受试对象有关的治疗计划；
基于所述束流模型、所述探测器模型和所述参考图像确定合成图像；
通过执行所述治疗计划的至少一部分来获得治疗图像，所述治疗计划包括使用所述放射设备将至少一束辐射束向所述受试对象放射；
确定一个或以上比例因子；
基于所述合成图像和所述一个或以上比例因子确定所述治疗图像的综合估计；以及
基于所述治疗图像和所述治疗图像的所述综合估计来估算辐射剂量沉积。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，为了基于所述治疗图像和所述治疗图像的所述综合估计来估算所述辐射剂量沉积，所述系统进一步被指示执行操作，包括：
确定所述治疗图像和所述治疗图像的综合估计之间的差异或比率。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步被指示执行操作，包括：
通过对所述治疗图像进行散射校正来确定所述治疗图像中的主要部分，
其中，基于所述治疗图像中的所述主要部分，估算所述辐射剂量沉积。


4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，为了基于所述治疗图像中的所述主要部分和所述治疗图像的所述综合估计，估算所述辐射剂量沉积，所述系统进一步被指示执行操作，包括：
将所述主要部分转化为出口相空间中的能量分布；以及
基于所述出口相空间中的所述能量分布估算所述辐射剂量沉积。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，为了基于所述出口相空间中的所述能量分布来估算所述辐射剂量沉积，所述系统进一步被指示执行操作，包括：
在至少两次迭代中，
确定对应于差异中最小差异的最佳机架位置，所述差异是所述治疗图像的所述主要部分和所述合成图像的所述主要部分在所述至少两次迭代中的差异，其中所述最佳机架位置与一系列多叶准直器形状、钳口位置和准直器角度相关。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·墨子，
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