一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统，通过将获取待的构建模体的结构文件导入3D打印重建系统生成第一仿真模体后，确定待测目标位置和所需测量设备，并获取所需测量设备的设备插件插至待测目标位置得到第二仿真模体，并将第二仿真模体进行3D打印得到镂空模体，再获取待构建模体医学图像的成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比，并将靶区和感兴趣器官的填充材料按照对应的浓度配比加入黏合剂加热熔合并填充至镂空模体，冷却得到质控仿真模体的方法，根据临床需求定制构建质控模体，既能对医学图像和剂量进行可靠的质量控制，又可实现从图像引导到剂量验证的端对端测试，具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。具有较高的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统


[0001]本专利技术涉及磁共振放射治疗
，特别是涉及一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，为解决传统治疗机器X射线影像引导软组织分辨率不足够，无法清晰捕捉到肿瘤和周围危及器官的变化的难题，磁共振系统和放射治疗系统集成在同一平台，自此MR放射治疗机进入到放射治疗领域。目前，放射治疗的计划设计大多为调强放射治疗，计划子野繁多且形状各异；MR影像中心和放射治疗中心通常可能存在偏差；M R图像受磁场或其他因素影像可能发生畸变，次级电子在静态磁场中受洛伦兹力改变，实际运动路径发生了扭转，导致电子流效应，从而影响了MR放射治疗机中的剂量分布。针对这些MR放射治疗机面临的问题，业内专家和物理师设计了各个MR放射治疗机质控的步骤和对应的模体，来进行MR图像和剂量的质量控制，包括水箱，日检模体，调强验证模体，图像验证模体等等。
[0003]然而，由于受磁共振对其工作环境和安全性的严格要求，常规放射治疗机质控模体无法直接应用于MR放射治疗机。现有用于MR放射治疗机质量控制检测模体大多依赖于进口或者厂商配置，价格昂贵、功能相对单一且不易使用。MR加速研究表明MR图像的几何畸变和剂量影响等都与模体的大小位置息息相关，例如，在离中心20cm的体积内，MR图像的几何畸变基本控制在1mm以内，超过此范围的图像畸变迅速增加，在离中心20～25cm的范围内，部分区域的图像畸变> 2mm。另外对于每个患者肿瘤位置和大小都不相同，如果采用现有技术的模体，只能显示当下模体的图像和受照剂量，无法和临床关心的靶区和器官相关联。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，通过根据临床需求定制化设计个体质控仿真模体，解决现有质控模体的应用缺陷，可以满足临床案例的个体化治疗需求，既可单独用于MR放射治疗机图像和剂量的质量控制，又可实现从图像引导到剂量验证的端对端测试验证，为磁共振放射治疗机的放疗应用提供可靠的质量保证。
[0005]为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供了一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，所述方法包括以下步骤：
[0007]获取待构建模体的结构文件；所述结构文件包括患者外轮廓、靶区和感兴趣器官的Structure文件；
[0008]将所述结构文件导入3D打印重建系统，生成第一仿真模体；
[0009]确定所述第一仿真模体的待测目标位置和所需测量设备；所述待测目标位置包括靶区位置和感兴趣器官位置；
[0010]获取所需测量设备对应的设备插件，并将所述设备插件插至所述待测目标位置，得到第二仿真模体，以及将所述第二仿真模体进行3D 打印，得到镂空模体；
[0011]获取待构建模体的医学图像的成像参数信息，根据所述成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比；
[0012]将靶区和感兴趣器官的填充材料按照对应的浓度配比加入黏合剂内，加热熔合并填充至所述镂空模体的对应位置，冷却得到质控仿真模体。
[0013]进一步地，所述3D打印重建系统包括3D slicer系统。
[0014]进一步地，所述医学图像包括CT图像和MR图像；所述成像参数信息包括靶区和感兴趣器官的T1弛豫时间、T2弛豫时间与CT数值；所述填充材料包括调节T1弛豫时间材料、调节T2弛豫时间材料和调节CT数值材料。
[0015]进一步地，所述调节T1弛豫时间材料为三氯化钆、二乙烯三胺五乙酸螯合镍和镓中的一种；所述调节T2弛豫时间材料为琼脂糖；所述调节CT数值材料为硫酸钡、碳酸钙和玻璃微球的一种；所述黏合剂为卡拉胶和明胶中的一种。
[0016]进一步地，所述获取待构建模体的医学图像的成像参数信息，根据所述成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比的步骤包括：
[0017]根据预设浓度梯度，分别将调节T1弛豫时间材料、调节T2弛豫时间材料和调节CT数值材料单独加入黏合剂，获取对应不同浓度值下的T1弛豫时间、T2弛豫时间和CT数值；
[0018]根据不同浓度值下的T1弛豫时间、T2弛豫时间和CT数值，拟合得到对应的T1弛豫时间模型、T2弛豫时间模型和CT数值模型；
[0019]分别根据靶区和感兴趣器官的成像参数信息，结合T1弛豫时间模型、T2弛豫时间模型和CT数值模型，分别确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比。
[0020]进一步地，所述加热熔合并填充至所述镂空模体的对应位置的步骤包括：
[0021]根据预设温度进行加热，并在均匀搅拌后填充至所述镂空模体的对应位置。
[0022]进一步地，所述冷却得到质控仿真模体的步骤还包括：
[0023]采用热塑性材料对所述质控仿真模体的外口进行封装。
[0024]第二方面，本专利技术实施例提供了一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建系统，所述系统包括：
[0025]结构获取模块，用于获取待构建模体的结构文件；所述结构文件包括患者外轮廓、靶区和感兴趣器官的Structure文件；
[0026]模体预建模块，用于将所述结构文件导入3D打印重建系统，生成第一仿真模体，并确定所述第一仿真模体的待测目标位置和所需测量设备；所述待测目标位置包括靶区位置和感兴趣器官位置；
[0027]插件配置模块，用于获取所需测量设备对应的设备插件，并将所述设备插件插至所述待测目标位置，得到第二仿真模体，以及将所述第二仿真模体进行3D打印，得到镂空模体；
[0028]浓度选取模块，用于获取待构建模体的医学图像的成像参数信息，根据所述成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比；
[0029]模体生成模块，用于将靶区和感兴趣器官的填充材料按照对应的浓度配比加入黏合剂内，加热熔合并填充至所述镂空模体的对应位置，冷却得到质控仿真模体。
[0030]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法的步骤。
[0031]第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0032]上述本申请提供了一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法及系统，通过所述方法，实现了通过将获取待的构建模体的结构文件导入3D打印重建系统生成第一仿真模体后，确定待测目标位置和所需测量设备，并获取所需测量设备的设备插件插至待测目标位置得到第二仿真模体，并将第二仿真模体进行3D打印得到镂空模体，再获取待构建模体医学图像的成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比，并将靶区和感兴趣器官的填充材料按照对应的浓度配比加入黏合剂加热熔合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：获取待构建模体的结构文件；所述结构文件包括患者外轮廓、靶区和感兴趣器官的Structure文件；将所述结构文件导入3D打印重建系统，生成第一仿真模体，并确定所述第一仿真模体的待测目标位置和所需测量设备；所述待测目标位置包括靶区位置和感兴趣器官位置；获取所需测量设备对应的设备插件，并将所述设备插件插至所述待测目标位置，得到第二仿真模体，以及将所述第二仿真模体进行3D打印，得到镂空模体；获取待构建模体的医学图像的成像参数信息，根据所述成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比；将靶区和感兴趣器官的填充材料按照对应的浓度配比加入黏合剂内，加热熔合并填充至所述镂空模体的对应位置，冷却得到质控仿真模体。2.如权利要求1所述的磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，其特征在于，所述3D打印重建系统包括3D slicer系统。3.如权利要求1所述的磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，其特征在于，所述医学图像包括CT图像和MR图像；所述成像参数信息包括靶区和感兴趣器官的T1弛豫时间、T2弛豫时间与CT数值；所述填充材料包括调节T1弛豫时间材料、调节T2弛豫时间材料和调节CT数值材料。4.如权利要求3所述的磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，其特征在于，所述调节T1弛豫时间材料为三氯化钆、二乙烯三胺五乙酸螯合镍和镓中的一种；所述调节T2弛豫时间材料为琼脂糖；所述调节CT数值材料为硫酸钡、碳酸钙和玻璃微球的一种；所述黏合剂为卡拉胶和明胶中的一种。5.如权利要求4所述的磁共振放射治疗机质控仿真模体构建方法，其特征在于，所述获取待构建模体的医学图像的成像参数信息，根据所述成像参数信息，拟合确定靶区和感兴趣器官对应填充材料的浓度配比的步骤包括：根据预设浓度梯度，分别将调节T1弛豫时间材料、调节T2弛豫时间材料和调节CT数值材料单独加入黏合剂，获取对应不同浓度值下的T1弛豫时间、T2弛豫时间和CT数值；根据不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丹丹，邓小武，陈利，康德华，张俊，王彬，
申请(专利权)人：中山大学肿瘤防治中心中山大学附属肿瘤医院，中山大学肿瘤研究所，
类型：发明
国别省市：