近距离放射线治疗计划计算方法、装置及程序及近距离放射线治疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种近距离放射线治疗计划计算方法、装置及程序及近距离放射线治疗装置。包括如下步骤：计算机基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量(S200，放射线照射地点数量获取步骤)；计算机从基于患者的医疗图像数据而生成的患者身体模型获取目标区域信息(S400，目标区域信息获取步骤)；以及计算机基于所述放射线照射信息和所述目标区域信息计算出照射放射线的放射线照射地点和各个放射线照射地点的照射时间长度(S600，治疗计划计算步骤)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】近距离放射线治疗计划计算方法、装置及程序及近距离放射线治疗装置
本专利技术涉及一种近距离放射线治疗计划计算方法、装置及程序以及近距离放射线治疗装置，更详细地涉及一种利用插入至体内并控制放射线照射位置和照射方向的治疗器具来计算出近距离放射线治疗计划的方法、装置及程序和包括其的放射线治疗装置。
技术介绍
对癌症患者的放射线治疗大致可以分为两种。它们是从患者体外的放射线源向肿瘤传递放射线的体外放射线治疗和从进入患者体内的放射线源传递放射线的近距离放射线治疗。其中，近距离放射线治疗的优点在于，由于将放射线源插入至肿瘤内部传递治疗剂量，因此非常高的放射剂量传递至肿瘤，但是可以显著降低传递至周围的正常器官的放射剂量。在近距离放射线治疗中，通过插入至体内的治疗器具来移动放射线源而照射放射线，但是存在的问题在于，在治疗器具中调节放射线照射方向来调节三维放射线强度的技术尚未充分开发。并且，在执行近距离放射线治疗时，也需要最小化影响正常组织的剂量，并且需要最小化近距离放射线治疗所需的时间，但是存在的问题在于没有解决该问题的方法。
技术实现思路
技术问题本专利技术在于提供如下的一种近距离放射线治疗计划计算方法、装置及程序以及近距离放射线治疗装置，将治疗器具插入至身体内部而执行近距离放射线治疗时向目标区域提供目标剂量，并且通过最小化变更放射线源的位置和角度而最小化整个治疗时间。本专利技术期望解决的技术问题并不限于以上提及的课题，本领域技术人员可以通过下面的记载而明确理解未提及的其他技术课题。技术方案根据本专利技术的一实施例的近距离放射线治疗计划计算方法包括如下步骤：放射线照射地点数量获取步骤，计算机基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量，其中，所述放射线照射信息包括能够布置放射线源的位置的数量和角度变更单位，所述放射线照射地点是在特定源位置上的特定的角度方向；目标区域信息获取步骤，计算机从基于患者的医疗图像数据而生成的患者身体模型获取目标区域信息，其中，所述目标区域信息包括包含于所述目标区域的体素在空间上的布置信息；以及治疗计划计算步骤，计算机基于所述放射线照射信息和所述目标区域信息来计算出照射放射线的放射线照射地点和各个放射线照射地点的照射时间长度。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述治疗计划计算步骤中，在对于所述目标区域的多个放射线照射地点的照射时间长度组合中，计算出使放射线照射地点的数量最小的放射线照射地点的照射时间长度组合。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述治疗计划计算步骤中，将在水中将在实际治疗中应用的放射线强度沿特定方向应用时获取的剂量分布应用于蒙特卡洛模拟法而计算的结果应用于患者身体模型内的各个放射线照射地点，从而计算出放射线照射地点的照射时间长度。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述放射线照射位置沿特定的轴方向的直线移动，所述治疗计划计算步骤中，根据所述轴方向的倾斜信息对所述蒙特卡洛计算结果进行补正而应用。并且，作为另一实施例，所述治疗计划计算步骤还包括如下步骤：通过将所述放射线钱照射地点数量设定为列的数量n并将特定组的体素数量设定为行的数量m来生成作为m×n矩阵的核矩阵；根据特定的规则而将包括在各个组的体素的特性值应用为所述核矩阵内的矩阵值；为了达到放射线治疗效果，对每个体素的剂量值应用与核矩阵相同的体素顺序赋予规则，生成作为m×1矩阵的体素剂量矩阵；生成作为对在所述每个放射线照射地点的照射时间长度的n×1矩阵的照射时间长度矩阵；以及计算出使与所述组对应的核矩阵和所述照射时间长度矩阵的乘积与对所述组的体素剂量矩阵近似的各个放射线照射地点的照射时间长度组合。并且，作为另一实施例，还包括如下步骤：将目标区域及具有不同的特性的多个身体区域划分为单独的组。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述核矩阵生成步骤中，生成对各个单独的组的单独的核矩阵，其中，所述照射时间长度组合计算步骤中，计算出满足对各个单独的组的单独的核矩阵和体素剂量矩阵的放射线照射时间长度组合，其中，所述单独的核矩阵应用相同的放射线照射地点条件而具有相同的列的数量。并且，作为另一实施例，所述治疗计划计算步骤还包括如下步骤：从照射时间长度组合中提取满足使放射线照射地点的数量最小的条件及使对所述目标区域以外的区域的剂量最小的条件的组合。并且，作为另一实施例，所述使放射线照射地点的数量最小的条件是指在所述照射时间长度组合中的应用L0-norm算法的值最小。并且，作为另一实施例，所述使对所述目标区域以外的区域的剂量最小的条件是指将L2-norm算法应用于所述单独的核矩阵和针对对应组的照射时间长度矩阵的乘积与对各个组的理想的体素剂量矩阵之间的差异的值最小。根据本专利技术的另一实施例的一种近距离放射线治疗计划计算程序，并且存储在计算机可读取记录介质并与作为硬件的计算机结合而执行所述提及的近距离放射线治疗计划计算方法，。根据本专利技术的又一实施例的一种近距离放射线治疗计划计算装置，包括：放射线照射地点数量获取部，基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量；目标区域信息获取部，从基于患者的医疗图像数据生成的患者身体模型获取目标区域信息；以及治疗计划计算部，基于所述放射线照射信息和所述目标区域信息计算出照射放射线的放射线照射地点和各个放射线照射地点的照射时间长度，其中，所述放射线照射信息包括能够布置放射线源的位置的数量和角度变更单位，所述放射线照射地点是在特定源位置上的特定的角度方向，所述目标区域信息包括包含于所述目标区域的体素的空间上的布置信息。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述治疗计划计算部计算出使放射线照射地点的数量最小的放射线照射地点的照射时间长度组合。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述治疗计划计算部在患者的身体模型将目标区域和对应于各个身体组织的多个身体区域划分为单独的组，通过将所述放射线钱照射地点数量设定为列的数量n并将各个单独的组的体素数量设定为行的数量m来生成单独的核矩阵，根据特定的规则而将包括在各个组的体素的特性值应用为所述单独的核矩阵内的矩阵值，为了达到放射线治疗效果，对各个体素的剂量值应用与核矩阵相同的体素顺序赋予规则而生成作为m×1矩阵的体素剂量矩阵，生成作为对在所述各个放射线照射地点的照射时间长度的n×1矩阵的照射时间长度矩阵，计算出使与所述组对应的核矩阵和所述照射时间长度矩阵的乘积与对所述组的体素剂量矩阵近似的各个放射线照射地点的照射时间长度组合，其中，所述单独的核矩阵应用相同的放射线照射地点条件而具有相同的列的数量。并且，作为另一实施例，其特征在于，所述治疗计划计算部在照射时间长度组合中提取满足使放射线照射地点的数量最小的条件及使对所述目标区域以外的区域的剂量最小的条件的组合。根据本专利技术的又一实施例的一种近距离放射线治疗装置，包括：治疗器具，插入至体内控制放射线照射方向和强度；以及控制单元，基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量，在基于患者的医疗图像数据生成的患者身体模型中获取目标区域信息，基于所述放射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近距离放射线治疗计划计算方法，作为利用插入至体内而控制放射线照射位置和照射方向的治疗器具来计算出近距离放射线治疗计划的方法，包括如下步骤：放射线照射地点数量获取步骤，计算机基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量，其中，所述放射线照射信息包括能够布置放射线源的位置的数量和角度变更单位，所述放射线照射地点是在特定源位置上的特定的角度方向；/n目标区域信息获取步骤，计算机从基于患者的医疗图像数据生成的患者身体模型获取目标区域信息，其中，所述目标区域信息包括包含于所述目标区域的体素在空间上的布置信息；以及/n治疗计划计算步骤，计算机基于所述放射线照射信息和所述目标区域信息来计算出照射放射线的放射线照射地点和各个放射线照射地点的照射时间长度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180605 KR 10-2018-00650021.一种近距离放射线治疗计划计算方法，作为利用插入至体内而控制放射线照射位置和照射方向的治疗器具来计算出近距离放射线治疗计划的方法，包括如下步骤：放射线照射地点数量获取步骤，计算机基于放射线照射信息获取放射线照射地点的数量，其中，所述放射线照射信息包括能够布置放射线源的位置的数量和角度变更单位，所述放射线照射地点是在特定源位置上的特定的角度方向；
目标区域信息获取步骤，计算机从基于患者的医疗图像数据生成的患者身体模型获取目标区域信息，其中，所述目标区域信息包括包含于所述目标区域的体素在空间上的布置信息；以及
治疗计划计算步骤，计算机基于所述放射线照射信息和所述目标区域信息来计算出照射放射线的放射线照射地点和各个放射线照射地点的照射时间长度。


2.根据权利要求1所述的近距离放射线治疗计划计算方法，其特征在于，
所述治疗计划计算步骤中，在对于所述目标区域的多个放射线照射地点的照射时间长度组合中，计算出使放射线照射地点的数量最小的放射线照射地点的照射时间长度组合。


3.根据权利要求2所述的近距离放射线治疗计划计算方法，其特征在于，
所述治疗计划计算步骤中，在水中将在实际治疗中应用的放射强度沿特定方向应用时获取的剂量分布应用于蒙特卡洛模拟法而计算的结果应用于患者身体模型内的各个放射线照射地点，从而计算出放射线照射地点的照射时间长度。


4.根据权利要求3所述的近距离放射线治疗计划计算方法，其特征在于，
所述放射线照射位置沿特定的轴方向的直线移动，
所述治疗计划计算步骤中，
根据所述轴方向的倾斜信息对所述蒙特卡洛计算结果进行补正而应用。


5.根据权利要求1所述的近距离放射线治疗计划计算方法，其中，
所述治疗计划计算步骤还包括如下步骤：
通过将所述放射钱照射地点数量设定为列的数量n并将特定组的体素数量设定为行的数量m，来生成作为m×n矩阵的核矩阵；
根据特定的规则而将包括在各个组的体素的特性值应用为所述核矩阵内的矩阵值；
为了达到放射线治疗效果，对每个体素的剂量值应用与核矩阵相同的体素顺序赋予规则来生成作为m×1矩阵的体素剂量矩阵；
生成作为对在所述每个放射线照射地点的照射时间长度的n×1矩阵的照射时间长度矩阵；以及
计算出使与所述组对应的核矩阵和所述照射时间长度矩阵的乘积与对所述组的体素剂量矩阵近似的各个放射线照射地点的照射时间长度组合。


6.根据权利要求5所述的近距离放射线治疗计划计算方法，还包括如下步骤：
将目标区域及具有不同的特性的多个身体区域划分为单独的组。


7.根据权利要求6所述的近距离放射线治疗计划计算方法，其特征在于，
所述核矩阵生成步骤中，生成对各个单独的组的单独的核矩阵，
所述照射时间长度组合计算步骤中，
计算出满足对各个单独的组的单独的核矩阵和体素剂量矩阵的放射线照射时间长度组合，
所述单独的核矩阵应用相同的放射线照射地点条件而具有相同的列的数量。


8.根据权利要求7所述的近距离放射线治疗计划计算方法，
所述治疗计划计算步骤还包括如下步骤：
从照射时间长度组合中提取满足使放射线照射地点的数量最小的条件及使对所述目标区域以外的区域的剂量最小的条件的组合。


9.根据权利要求8所述的近距离放射线治疗计划计算方法，
所述使放射线照射地点的数量最小的条件是指在所述照射时间长度组合中的应用L0-norm算法的值最小的组合。

【专利技术属性】
技术研发人员：金昊珍，郭正元，赵秉哲，李相旭，郑致暎，林永暻，黃义中，崔尙贤，
申请(专利权)人：财团法人峨山社会福祉财团，蔚山大学校产学协力团，国立癌中心，忠南大学校产学协力团，韩国原子力医学院，
类型：发明
国别省市：韩国;KR