一种数据处理方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种数据处理方法、装置及设备，所述方法包括：获取VMAT计划；获取在加速器基于所述VMAT计划对患者进行治疗的过程中采集得到的对应患者的CBCT投影及其头文件；基于所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在KV源的每个出束时刻下，MV源光束被MLC阻隔后形成的外形数据；至少将患者的所述CBCT投影和所述外形数据输入至目标模型中，以基于所述目标模型得到目标投影图像，所述目标投影图像为无MV源光束、KV源光束散射污染的图像，所述目标模型用于对患者的所述CBCT投影进行处理并得到所述目标投影图像。本发明专利技术的数据处理方法能够对低质量的CBCT投影进行快速高效地处理，以得到患者的高精度CBCT投影图像。得到患者的高精度CBCT投影图像。得到患者的高精度CBCT投影图像。

【技术实现步骤摘要】
一种数据处理方法、装置及设备


[0001]本专利技术实施例涉及计算机
，特别涉及一种数据处理方法、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]锥形束计算机断层扫描(CBCT)是目前广泛使用的图像引导设备，主要用于放射治疗前患者的摆位校正，还用于光束传输后的验证成像，以量化分次治疗时内肿瘤移动和器官运动等因素造成的影响。然而，在治疗前或治疗后获得的CBCT图像并不能记录在光束传输过程中的实时解剖信息。为解决该问题，容积旋转调强(VMAT)被广泛使用，研究者们开始在射束传输期间获取基于千伏(KV)光束投射患者得到的CBCT图像，以便获取患者的实时三维解剖信息，进而能够进行更准确的计划验证和治疗中摆位校正。然而kV成像源的散射光子会导致CBCT图像质量较差，并且在VMAT治疗期间采集CBCT投影，会导致来自兆伏MV光束的大量散射光子到达KV成像用的探测器面板上，从而进一步降低了CBCT图像质量，严重影响了VMAT治疗中采集CBCT图像的效果。因此，纠正CBCT图像中的kV源和MV源导致的散射污染很重要。
[0003]目前用于改善VMAT治疗过程中采集的CBCT图像质量的方式有以下几种：
[0004]1.添加由等间距引线条组成的物理阻断器，并在投射源和患者之间不断移动，从探测器面板的阻塞区域估计KV和MV的散射信号，并插入到未阻塞区域。
[0005]2.采集同时开启KV和MV源的CBCT投影1，以及只开启MV源的CBCT投影2，利用投影1减去投影2，得到去除MV源散射污染的投影。
[0006]但是上述解决方案的缺点包括：
[0007]方式1需要添加额外的硬件，成本高，不易于推广。方式2需要采集两次投影，应用到实际临床使用时流程上不合理，并且该方式只去除了MV源导致的散射影响，KV源导致的散射影响并没有得到解决，CBCT图像质量依旧不高。

技术实现思路

[0008]本专利技术提供了一种能够对低质量的CBCT投影进行快速高效地处理，以得到患者的高精度CBCT投影图像的数据处理方法、装置及设备。
[0009]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种数据处理方法，所述方法包括：
[0010]获取容积旋转调强VMAT计划；
[0011]获取在加速器基于所述VMAT计划对患者进行治疗的过程中采集得到的对应所述患者的锥形束计算机断层扫描CBCT投影及其头文件；
[0012]基于所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在千伏KV源的每个出束时刻下，兆伏MV源光束被多叶准直器MLC阻隔后形成的外形数据；
[0013]至少将患者的所述CBCT投影和所述外形数据输入至目标模型中，以基于所述目标模型得到目标投影图像，所述目标投影图像为无MV源光束、KV源光束散射污染的图像，所述
目标模型用于对患者的所述CBCT投影进行处理并得到所述目标投影图像。
[0014]作为一可选实施例，所述获取容积旋转调强VMAT计划，包括：
[0015]获取由计划系统制备的用于对所述患者进行放射治疗的VMAT计划，所述VMAT计划包括对应每个控制点的机架方位、MV源光束的剂量率、所述加速器的中心点与MV源的距离。
[0016]作为一可选实施例，所述头文件包括采集每帧CBCT投影时所述机架的拍摄角度、KV源和CBCT探测器面板分别与所述中心点间的距离、不同拍摄角度下所述CBCT探测器面板相对所述中心点的偏移信息；
[0017]所述基于所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在KV源的每个出束时刻下，MV源光束被MLC阻隔后形成的外形数据，包括：
[0018]基于所述头文件中的数据计算确定所述KV源每一次的出束角度；
[0019]基于所述VMAT计划记录的机架方位及所述KV源每一次的出束角度分别确定距离每一个所述出束角度最近的一对控制点；
[0020]在位于一对所述控制点间的MLC的运动速率，以及所述MV光源的剂量率的变化率均固定的情况下，基于所述VMAT计划中记录的对应每对所述控制点的信息进行插值处理，以得到在所述KV源的每个出束时刻下，所述MV源光束被MLC阻隔后形成的外形数据。
[0021]作为一可选实施例，所述方法还包括：
[0022]基于对应每个控制点的所述中心点与MV源的距离、与所述KV源的每个出束时刻对应的外形数据计算确定所述MV源光束被所述MLC阻隔后的三维结构数据；
[0023]基于所述三维结构数据、头文件中的数据、对应每个所述拍摄角度的MV源光束的剂量率计算确定对应每个所述拍摄角度的虚拟CBCT投影，所述虚拟CBCT投影为由所述三维结构数据模拟形成的三维结构的CBCT投影。
[0024]作为一可选实施例，所述至少将患者的所述CBCT投影和所述外形数据输入至目标模型中，以基于所述目标模型得到目标投影图像，包括：
[0025]将所述外形数据、患者的CBCT投影、虚拟CBCT投影输入至所述目标模型中，以基于所述目标模型得到所述目标投影图像。
[0026]作为一可选实施例，所述目标模型基于下述方法训练得到：
[0027]获得训练数据，所述训练数据包括基于历史数据确定的在KV源的每个出束时刻下，MV源光束被MLC阻隔后形成的历史外形数据、历史患者的CBCT投影、对应所述历史外形数据的历史虚拟CBCT投影，以及包含历史患者的CBCT投影中记录的扫描信息的历史目标投影图像，所述历史目标投影图像为无MV源光束、KV源光束散射污染的图像；
[0028]基于所述训练数据训练预置模型架构得到所述目标模型。
[0029]作为一可选实施例，还包括：
[0030]获得所述历史患者的去床板后的CT图像；
[0031]获得包含历史患者的所述CBCT投影中记录的扫描信息的历史目标投影图像，包括：
[0032]基于所述CT图像、历史患者的CBCT投影、历史头文件中的数据计算确定所述历史目标投影图像。
[0033]作为一可选实施例，所述基于所述CT图像、历史患者的CBCT投影、历史头文件中的数据计算确定历史目标投影图像，包括：
[0034]基于历史患者的CBCT投影进行图像重建形成CBCT图像；
[0035]基于所述CBCT图像处理所述CT图像得到形变CT图像，所述形变CT图像的图像内容与所述CBCT图像的图像内容结构匹配；
[0036]基于所述历史头文件中的数据计算每个拍摄角度下由所述形变CT图像重建得到的数字重建射线投影，并基于所述数字重建射线投影形成所述历史目标投影图像。
[0037]本专利技术同时提供一种数据处理装置，包括：
[0038]第一获得模块，用于获取容积旋转调强VMAT计划；
[0039]第二获得模块，用于获取在加速器基于所述VMAT计划对患者进行治疗的过程中采集得到的对应所述患者的锥形束计算机断层扫描CBCT投影及其头文件；
[0040]计算模块，用于根据所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据处理方法，其特征在于，所述方法包括：获取容积旋转调强VMAT计划；获取在加速器基于所述VMAT计划对患者进行治疗的过程中采集得到的对应所述患者的锥形束计算机断层扫描CBCT投影及其头文件；基于所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在千伏KV源的每个出束时刻下，兆伏MV源光束被多叶准直器MLC阻隔后形成的外形数据；至少将患者的所述CBCT投影和所述外形数据输入至目标模型中，以基于所述目标模型得到目标投影图像，所述目标投影图像为无MV源光束、KV源光束散射污染的图像，所述目标模型用于对患者的所述CBCT投影进行处理并得到所述目标投影图像。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取容积旋转调强VMAT计划，包括：获取由计划系统制备的用于对所述患者进行放射治疗的VMAT计划，所述VMAT计划包括对应每个控制点的机架方位、MV源光束的剂量率、所述加速器的中心点与MV源的距离。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述头文件包括采集每帧CBCT投影时所述机架的拍摄角度、KV源和CBCT探测器面板分别与所述中心点间的距离、不同拍摄角度下所述CBCT探测器面板相对所述中心点的偏移信息；所述基于所述VMAT计划及头文件中的数据计算确定在KV源的每个出束时刻下，MV源光束被MLC阻隔后形成的外形数据，包括：基于所述头文件中的数据计算确定所述KV源每一次的出束角度；基于所述VMAT计划记录的机架方位及所述KV源每一次的出束角度分别确定距离每一个所述出束角度最近的一对控制点；在位于一对所述控制点间的MLC的运动速率，以及所述MV光源的剂量率的变化率均固定的情况下，基于所述VMAT计划中记录的对应每对所述控制点的信息进行插值处理，以得到在所述KV源的每个出束时刻下，所述MV源光束被MLC阻隔后形成的外形数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：基于对应每个控制点的所述中心点与MV源的距离、与所述KV源的每个出束时刻对应的外形数据计算确定所述MV源光束被所述MLC阻隔后的三维结构数据；基于所述三维结构数据、头文件中的数据、对应每个所述拍摄角度的MV源光束的剂量率计算确定对应每个所述拍摄角度的虚拟CBCT投影，所述虚拟CBCT投影为由所述三维结构数据模拟形成的三维结构的CBCT投影。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少将患者的所述CBCT投影和所述外形数据输入至目标模型中，以基于所述目标模型得到目标投影图像，包括：将所述外形数据、患者的CBCT...

【专利技术属性】
技术研发人员：门阔，刘宇翔，陈辛元，
申请(专利权)人：中国医学科学院肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：