鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法、剂量预测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法、剂量预测方法及装置。方法包括：将多个鼻咽癌患者的三维医学图像分割为多个二维切片，并将多个二维切片划分为训练集和测试集；每个鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；构建包括生成器和判别器构成鼻咽癌的剂量预测模型；利用训练集中的二维切片对剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的剂量预测模型。本发明专利技术中，能够在保证剂量预测准确性的前提下，生成一种适应于多种类型的鼻咽癌的剂量预测模型，从而减少了放射治疗过程中的人力、物力以及时间消耗。

【技术实现步骤摘要】
鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法、剂量预测方法及装置
本专利技术涉及医疗
，具体涉及一种鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法、剂量预测方法及装置。
技术介绍
放疗或放射治疗(RadiationTherapy，简称RT)是当前治疗肿瘤的主要方法之一，超过百分之五十的肿瘤患者被推荐使用放射治疗。调强放射治疗(IntensityModulatedRadiationTherapy，简称IMRT)为放射治疗的一种，其通过调节各个方向照射野的野内射线的强度产生非均匀照射野，达到肿瘤的高剂量三维适形分布和危及器官的低剂量分布，从而提高肿瘤的照射剂量，尽可能地减少危及器官和正常组织的受量，最终提高肿瘤局部的控制率，改善肿瘤患者的生存质量。在调强放射治疗过程中，需要根据患者肿瘤的位置以及危及器官的位置来确定射线剂量分布的射野特性，例如每个射野角度的射野形状、每个射野的射线剂量。然而，在优化模型生成放疗计划后，需要肿瘤医生或专家进行评估，提出修改意见，再由治疗计划者使用更新的参数重新解决优化模型；这个过程需要治疗计划者与肿瘤医生或专家进行多次反复，同时需要针对不同类型的患者提出不同的治疗计划，耗费了大量的人力物力，并且耗费时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法、剂量预测方法及装置，能够在保证剂量预测准确性的前提下，生成一种适应于多种类型的鼻咽癌的剂量预测模型，从而减少了放射治疗过程中的人力、物力以及时间消耗。为实现上述目的，本专利技术提供了一种鼻咽癌放疗计划的剂量预测方法，包括：将多个鼻咽癌患者的三维医学图像分割为多个二维切片，并将多个二维切片划分为训练集和测试集；每个鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；构建包括生成器和判别器构成鼻咽癌的剂量预测模型，其中生成器的输入包括二维图像、判别器的输入包括生成器输出的预测剂量与二维图像对应的实际剂量，判别器的输出为表征预测剂量与实际量之间差异的判断结果；利用训练集中的二维切片对剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的剂量预测模型。本专利技术还提供了一种鼻咽癌放疗计划的剂量预测方法，包括：基于获取的鼻咽癌患者的医学影像，得到鼻咽癌患者的病种类型信息；对医学影像进行勾画，得到鼻咽癌患者的几何解剖结构；根据病种类型信息以及几何解剖结构，得到处方信息；确定放疗计划的射野数量以及每个射野的射野角度，射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；将射野数量、每个射野的射野角度、病种类型信息、处方信息以及几何解剖结构输入到基于上述的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法所生成的剂量预测模型中，得到放疗计划的剂量分布图。本专利技术还提供了一种鼻咽癌放疗计划的剂量预测装置，包括：病种确定模块，用于基于获取的鼻咽癌患者的医学影像，得到鼻咽癌患者的病种类型信息；勾画模块，用于对医学影像进行勾画，得到鼻咽癌患者的几何解剖结构；处方确定模块，用于根据病种类型信息以及几何解剖结构，得到处方信息；射野确定模块，用于确定放疗计划的射野数量以及每个射野的射野角度，射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；剂量确定模块，用于将射野数量、每个射野的射野角度、病种类型信息、处方信息以及几何解剖结构输入到基于上述的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法所生成的剂量预测模型中，得到放疗计划的剂量分布。本专利技术相对于现有技术而言，在生成鼻咽癌的剂量预测模型时，先将多个鼻咽癌患者的三维医学图像分割为多个二维切片，并将多个二维切片划分为训练集和测试集；每个鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；然后，构建包括生成器和判别器构成鼻咽癌的剂量预测模型，其中生成器的输入包括二维图像、判别器的输入包括生成器输出的预测剂量与二维图像对应的实际剂量，判别器的输出为表征预测剂量与实际量之间差异的判断结果；再利用训练集中的二维切片对剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的剂量预测模型。在选取病例时，仅选取多个三维计划靶区图像中的射野数量在7至12内的鼻咽癌患者，射野数量设置在7至12之间能够适用于绝大部分类型的鼻咽癌，由此在保证剂量预测准确性的前提下，训练出适应于绝大部分类型的鼻咽癌的剂量预测模型，从而减少了放射治疗过程中的人力、物力以及时间消耗。在一实施例中，每个鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量为10个。本实施例中，设置射野数量为10个，更加适用于鼻咽癌，能够训练出更加合适的剂量预测模型；同时也减少了鼻咽癌患者选取的难度。在一实施例中，预设条件为鼻咽癌的计划靶区的目标函数与危及器官的目标函数之和最小。本实施例提供了预设条件的一种具体实现方式。在一实施例中，在利用训练集中的二维切片对剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的剂量预测模型之前，还包括：从各鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中获取各二维切片的射野信息；生成器的输入包括：二维切片以及二维切片的射野信息。本实施例在对剂量预测模型进行训练时，同时将二维切片以及二维切片的射野信息输入到生成器中，能够预测出更准确并且更加符合临床效果的剂量分布。在一实施例中，生成器为U-net网络生成器。在一实施例中，射野数量为10。本实施例中，设置射野数量为10个，更加适用于鼻咽癌的剂量预测；同时也减小了射野数量设置的难度。在一实施例中，相邻两个射野的射野角度的差值为36度。本实施例中，将360度的射野均匀划分，每个射野的射野角度都相等，便于实施，进一步提升了获取鼻咽癌患者放疗计划的剂量分布的速度；同时，避免了人工设置射野角度对剂量预测的干扰。在一实施例中，确定每个射野的射野角度的方式为：基于鼻咽癌患者的病种类型信息以及预设的病种类型信息与射野角度的对应关系，得到每个射野的射野角度。本实施例提供了确定每个射野的射野角度的一种具体实现方式。在一实施例中，医学影像被划分为大小相同的多个体素；放疗计划的剂量分布图包括每个体素的剂量。在一实施例中，医学影像上包括计划靶区与危及器官；若多个体素中的任一体素同时被划分在计划靶区与危及器官中，则将任一体素划分在计划靶区中，避免了该体素被射线照射的剂量不足。附图说明图1是根据本专利技术第一实施例中的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法的具体流程图；图2是根据本专利技术第一实施例中的鼻咽癌的剂量预测模型的样本测试示意图；图3是根据本专利技术第二实施例中的鼻咽癌放疗计划的剂量预测方法的具体流程图；图4是根据本专利技术第三实施例中的鼻咽癌放疗计划的剂量预测方法的具体流程图；图5是根据本专利技术第四实施例中的鼻咽癌放疗计划的剂量预测装置的具体流程图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本专利技术的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本专利技术范围的限制，而只是为了说明本专利技术技术方案的实质精神。在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法，其特征在于，包括：/n将多个鼻咽癌患者的三维医学图像分割为多个二维切片，并将所述多个二维切片划分为训练集和测试集；每个所述鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；/n构建包括生成器和判别器构成鼻咽癌的剂量预测模型，其中所述生成器的输入包括二维图像、所述判别器的输入包括所述生成器输出的预测剂量与所述二维图像对应的实际剂量，所述判别器的输出为表征所述预测剂量与所述实际量之间差异的判断结果；/n利用所述训练集中的所述二维切片对所述剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的所述剂量预测模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法，其特征在于，包括：
将多个鼻咽癌患者的三维医学图像分割为多个二维切片，并将所述多个二维切片划分为训练集和测试集；每个所述鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；
构建包括生成器和判别器构成鼻咽癌的剂量预测模型，其中所述生成器的输入包括二维图像、所述判别器的输入包括所述生成器输出的预测剂量与所述二维图像对应的实际剂量，所述判别器的输出为表征所述预测剂量与所述实际量之间差异的判断结果；
利用所述训练集中的所述二维切片对所述剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的所述剂量预测模型。


2.根据权利要求1所述的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法，其特征在于，每个所述鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中的射野数量为10个。


3.根据权利要求1所述的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法，其特征在于，所述预设条件为鼻咽癌的计划靶区的目标函数与危及器官的目标函数之和最小。


4.根据权利要求1所述的鼻咽癌的剂量预测模型的生成方法，其特征在于，在所述利用所述训练集中的所述二维切片对所述剂量预测模型进行训练，得到判断结果满足预设条件的所述剂量预测模型之前，还包括：
从各所述鼻咽癌患者的三维计划靶区图像中获取各所述二维切片的射野信息；
所述生成器的输入包括：二维切片以及所述二维切片的射野信息。


5.一种鼻咽癌放疗计划的剂量预测方法，其特征在于，包括：
基于获取的鼻咽癌患者的医学影像，得到所述鼻咽癌患者的病种类型信息；
对所述医学影像进行勾画，得到所述鼻咽癌患者的几何解剖结构；
根据所述病种类型信息以及所述几何解剖结构，得到处方信息；
确定放疗计划的射野数量以及每个射野的射野角度，所述射野数量在预设范围内，所述预设范围为[7，12]；
将所述射野数量、每个所述射野的射...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞宝，邹喜，李金湖，陈燕彬，李贵，洪金省，蔡传书，刘锋，蓝林臻，曾疆，郑成贺，刘庆胜，许梓明，蔡菁，钟火星，
申请(专利权)人：福建医科大学附属第一医院，国网信通亿力科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：福建;35