一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统技术方案

本发明专利技术提供了一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统，包括预设模板创建模块，摆位模块，模拟定位模块，自动勾画模块，自动计划模块，在线复位模块，勾画和计划确认模块，治疗前图像验证模块，治疗前图像验证结果自动评估模块，计划实施模块，治疗中在体剂量验证模块和治疗中在体剂量验证结果自动评估模块。本发明专利技术提供了一种基于人工智能的直肠癌快速精准的一站式放疗系统，通过流程的精简与速度的提高，减少了患者体位在不同机器设备间的系统误差，真正做到每次放疗的计划和实施都精准到位，使靶区剂量最大化，同时降低对正常组织的副作用，建立一条将临床关键步骤纵向整合在一起的全新智能化放疗方案，大幅提升患者的就医体验。体验。体验。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统


[0001]本专利技术涉及医学放射治疗
，特别涉及一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统。

技术介绍

[0002]精准放疗的实现是近十年来放射治疗领域一项很重要的成就。它能够明显提高肿瘤的局部控制率，降低正常组织并发症，从而大幅提高治疗效果，但放疗前的准备工作也随之变得复杂，增加了流程步骤和难度。从患者首次就诊到接受放疗全过程中，涉及了体位固定、图像采集、靶区勾画、计划设计、计划评估、复位验证及剂量验证和治疗实施等诸多环节，需要放疗医师、物理师和技师等多个岗位的工作人员共同参与。其中靶区勾画和计划设计两个重要环节主要依赖于医师和物理师的人力劳动，不但需要耗费大量时间和精力，而且不同操作者之间由于专业水平和主观意见的不同，难以保证勾画的一致性和计划质量的最优化。整个放疗流程不仅需要多种治疗辅助设备的配合，过程复杂、操作繁琐，从患者角度来讲，他们往往需要往返多次，在医院的不同设备上多次预约，等待周期少则几天，多则数周，就医体验较差。因此，如何在高强度的临床工作和有限的资源中寻找效率和质量的平衡，以更好地服务患者，一直是放疗工作中寻求解决的难题。
[0003]除此之外，常规放疗由于流程过长，不仅会带入较多的系统误差及步骤风险，并且随着患者等待治疗时间的延长，肿瘤的大小、位置也可能会出现一些变化，无法最大程度地保证治疗的精确性。传统放疗设备虽然可以提供在线的kV
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CBCT影像(DR+直线加速器+三维影像重建算法)，但由于成像原理上的限制，散射引起的图像伪影过多且无法通过软件后处理消除，图像分辨率和CT值准确性等各项指标均远逊于诊断级CT，无法用于在线临床计划设计。
[0004]近年来，随着人工智能技术的进展，通过深度学习算法可以实现将CBCT或MRI图像合成为伪CT用于计划设计，然而通常需要参考原有的诊断级计划CT，不能作为首次治疗使用。另一方面，基于深度学习的自动勾画和自动计划也逐渐应用于临床中，可以代替部分人力劳动，一定程度上减轻了工作人员的负担，但仅限于部分步骤，没有形成完整的临床工作流，对于提升放疗整体效率以及简化患者就医流程方面效果有限。针对现有技术的局限性，本领域技术人员亟需对传统放疗流程进行优化。

技术实现思路

[0005]为了克服传统放疗流程步骤分散、患者等待周期长等技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统，包括：
[0006]预设模板创建模块，所述预设模板创建模块用于创建预设模板，所述预设模板包括靶区和危及器官自动勾画模板、自动计划模板和优化目标模板；
[0007]摆位模块，所述摆位模块用于供患者进行摆位；
[0008]模拟定位模块，所述模拟定位模块用于采集CT定位数据并确定摆位点，所述摆位
点为患者CT扫描区域的几何中心；还用于将CT定位数据自动回传至自动勾画模块；
[0009]自动勾画模块，所述自动勾画模块用于依据靶区和危及器官自动勾画模板进行靶区和危及器官的自动勾画；
[0010]自动计划模块，所述自动计划模块用于依据自动计划模板自动生成放疗计划，其中治疗中心点默认为计划靶区的几何中心，并依据优化目标模板自动优化放疗计划，同时调用在线复位模块；
[0011]在线复位模块，所述在线复位模块用于当摆位点和治疗中心点之间存在偏差时，在线复位并在患者体表画线标记；
[0012]勾画和计划确认模块，所述勾画和计划确认模块用于对自动勾画结果和放疗计划自动优化结果进行确认，若通过，则批准放疗计划并自动排程；同时后台自动计算EPID透射剂量用于治疗中在体剂量验证；
[0013]治疗前图像验证模块，所述治疗前图像验证模块用于为患者采集治疗前验证图像，并与定位图像进行配准；
[0014]治疗前图像验证结果自动评估模块，所述治疗前图像验证结果自动评估模块用于对治疗前验证图像配准结果进行自动评估，若通过，则调用计划实施模块；
[0015]计划实施模块，所述计划实施模块用于实施放疗计划；
[0016]治疗中在体剂量验证模块，所述治疗中在体剂量验证模块用于利用EPID采集治疗中每个射野的在体透射剂量，在该射野出束完成后，自动将其与计算结果进行比对，并即时给出gamma分析通过率；
[0017]治疗中在体剂量验证结果自动评估模块，所述治疗中在体剂量验证结果自动评估模块基于事先设定的在体剂量验证gamma分析通过率的行动阈值对每个射野的治疗中在体剂量验证模块的验证结果进行自动评估，若通过，则继续执行下一个射野。
[0018]进一步地，所述靶区和危及器官自动勾画模块包括的区域为：直肠癌的临床靶区、计划靶区、膀胱、左股骨头及右股骨头。
[0019]进一步地，所述自动计划模块的计划参数为：技术类型、计划靶区处方归一方式、布野方式、优化设置参数。
[0020]进一步地，所述自动计划模块的优化目标为：计划靶区处方剂量、膀胱及左右股骨头目标剂量限量。
[0021]进一步地，同时调用计划自动优化和在线复位，以节省总耗时。
[0022]进一步地，所述治疗前图像验证方式为：0度+90度验证片、锥形束CT或低剂量螺旋CT。
[0023]进一步地，所述治疗中在体剂量验证模块的在体剂量验证方式为比较基于非晶硅平板探测器的二维透射剂量和三维重建剂量分布。
[0024]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提供了一种基于人工智能的直肠癌智能极速(智极)一站式放疗系统及其放疗方法，所述放疗方法包括在一体化CT直线加速器上进行CT模拟定位，回传至计划系统进行靶区和危及器官的在线自动勾画，根据预设目标参数产生自动计划，进行在线复位及治疗前图像验证，最后实施治疗，在治疗过程中同时利用EPID进行在体剂量验证。并在放疗的关键步骤节点进行智能化模块评估及审核批准(或者人工评估及审核批准)，具体包括勾
画和计划确认模块、治疗前图像验证结果自动评估模块和治疗中在体剂量验证结果自动评估模块，评估通过后方可进行下一步骤，以确保治疗安全。本专利技术的基于人工智能的直肠癌智极一站式放疗技术对传统放疗流程进行了优化，将其集成在一台一体化CT直线加速器上，期间患者一直保持体位固定不变，使原本需要几天甚至数周的从定位到首次治疗时长周期缩短为二十分钟左右，实现了快速精准的一站式个体化放疗，不仅极大简化了患者的就医流程，为患者切实提供了方便，所述人工智能技术的引入也减轻了医院工作人员的压力，提高了工作效率。本专利技术的基于人工智能的直肠癌智极一站式放疗技术能够一次性完成从定位到治疗的所有放疗步骤，实现了快速精准的一站式个体化放疗。通过流程的精简与速度的提高，减少了患者体位在不同机器设备间的系统误差，真正做到每次放疗的计划和实施都精准到位，使靶区剂量最大化，同时降低对正常组织的副作用，让治疗符合患者的最大利益。同时还能够使整个治疗过程更加便利，缩短患者等待时间，提高患者治疗舒适度，实现更加精准快速的个体化放疗，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于直肠癌的一站式智能放疗系统，其特征在于，包括：预设模板创建模块，所述预设模板创建模块用于创建预设模板，所述预设模板包括靶区和危及器官自动勾画模板、自动计划模板和优化目标模板；摆位模块，所述摆位模块用于供患者进行摆位；模拟定位模块，所述模拟定位模块用于采集CT定位数据并确定摆位点，所述摆位点为患者CT扫描区域的几何中心；还用于将CT定位数据自动回传至自动勾画模块；自动勾画模块，所述自动勾画模块用于依据靶区和危及器官自动勾画模板进行靶区和危及器官的自动勾画；自动计划模块，所述自动计划模块用于依据自动计划模板自动生成放疗计划，其中治疗中心点默认为计划靶区的几何中心，并依据优化目标模板自动优化放疗计划，同时调用在线复位模块；在线复位模块，所述在线复位模块用于当摆位点和治疗中心点之间存在偏差时，在线复位并在患者体表画线标记；勾画和计划确认模块，所述勾画和计划确认模块用于对自动勾画结果和放疗计划自动优化结果进行确认，若通过，则批准放疗计划并自动排程；同时后台自动计算EPID透射剂量用于治疗中在体剂量验证；治疗前图像验证模块，所述治疗前图像验证模块用于为患者采集治疗前验证图像，并与定位图像进行配准；治疗前图像验证结果自动评估模块，所述治疗前图像验证结果自动评估模块用于对治疗前验证图像配准结果进行自动评估，若通过，则调用计划实施模块；计划实施模块，所述计划实施模块用于实施放疗计划；治疗中在体剂量验证模块，所述治疗中在体剂量验证模块用于利用EPID采集治疗中每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：章真，胡伟刚，赵俊，王佳舟，夏凡，于蕾，
申请(专利权)人：复旦大学附属肿瘤医院，
类型：发明
国别省市：