剂量规划系统技术方案

本发明专利技术揭露一种剂量规划系统，将人体器官组织内的药物浓度分布与原子组成分布一起列入考量，利用蒙地卡罗法(Monte Carlo Method)计算在此药物浓度分布下，人体器官组织内的中子/光子剂量分布。子/光子剂量分布。子/光子剂量分布。

【技术实现步骤摘要】
剂量规划系统


[0001]本专利技术涉及放射肿瘤治疗(Radiation Oncology)领域，特别涉及一种将人体器官组织内的药物浓度分布列入考量的剂量规划系统。

技术介绍

[0002]目前已知的剂量规划系统，例如硼中子捕获治疗(boron neutron capture therapy；BNCT)计划系统，是基于受测者器官内药物浓度分布为均匀分布(uniform distribution)的假设，而进行中子/光子剂量分布的计算与规划。然而，以含硼药物为例，其浓度在受测者的正子造影(positron emission tomography；PET)影像中，尤其是在肿瘤体积(gross tumor volume；GTV)的区域附近，通常是分布不均匀的。这种不均匀的药物浓度分布，会导致已知的剂量规划系统在中子/光子剂量分布的计算与规划方面的不准确。
[0003]因此，需要一种剂量规划系统，能考量药物在人体器官组织内的实际分布状况，对中子/光子剂量分布进行较为准确的计算与规划。

技术实现思路

[0004]本专利技术的实施例提供一种剂量规划系统，包含：影像处理模组，设置以载入受测者的复数帧电脑断层(Computer Tomography；CT)影像及感兴趣区域(Region of Interest；ROI)资料，整合CT影像及ROI资料，以产生对应于受测者的影像资料数据；药物吸收比分布模组，设置以载入受测者的药物浓度分布影像，对药物浓度分布影像及影像资料数据进行影像对位(image registration)，以产生药物吸收比分布资料数据，作为剂量规划系统进行药物剂量分布计算的依据。
[0005]在某些实施例中，剂量规划系统更包含：器官组织分布模组，依据ROI资料，定位出影像资料数据上的复数个器官组织，以产生器官组织分布资料数据；剂量率分布模组，设置以载入器官组织分布资料数据、药物吸收比分布资料数据及材料组成参数资料数据，并基于器官组织分布资料数据、药物吸收比分布资料数据及材料组成参数资料数据，计算每一复数个均质化体积内的像素剂量率分布，以产生像素剂量率分布资料数据。
[0006]在某些实施例中，剂量规划系统更包含：剂量规划模组，设置以接收生物效应参数、射束强度、药物血中浓度及照射时间，将生物效应参数、射束强度、药物血中浓度及照射时间整合进像素剂量率分布资料数据，以产生剂量规划资料数据。
[0007]在某些实施例中，剂量规划模组更设置以对不同照射条件或基于不同影像资料数据或其他放射治疗下的多个剂量规划资料数据进行剂量叠加，以产生多重剂量规划资料数据。
[0008]在某些实施例中，剂量规划系统更包含剂量报告模组，设置以基于剂量规划资料数据，产生可视觉化呈现的剂量报告数据，剂量报告数据包含等剂量分布、单维剂量分布、体积剂量直方图，以及器官组织的剂量分布。
[0009]在某些实施例中，剂量率分布模组更设置以：设定体积均质化尺寸、粒子计数尺
寸、射束参数及药物血中浓度；基于器官组织分布资料数据、药物吸收比分布资料数据、材料组成参数资料数据、体积均质化尺寸、粒子计数尺寸、射束参数及药物血中浓度，进行体积均质化计算及材料分群计算，以产生蒙地卡罗(Monte Carlo)程式输入数据，其中蒙地卡罗程式输入数据包含均质化体积所各自对应的材料群编码；依照蒙地卡罗程式输入数据进行蒙地卡罗粒子迁移计算，以产生蒙地卡罗程式输出数据；基于蒙地卡罗程式输出数据，使用像素剂量重建法计算每一均质化体积内的像素剂量率分布，以产生像素剂量率分布资料数据。
[0010]在某些实施例中，体积均质化计算包含：计算在体积均质化尺寸下，每一均质化体积内的平均材料组成；其中材料分群计算，包含：基于均质化体积内的平均材料组成，对均质化体积进行分群，以取得均质化体积所各自对应的材料群编码。
[0011]在某些实施例中，平均材料组成包含钙(Ca)、氢(H)、氮(N)、碳(C)、氧(O)、磷(P)、药物主要作用原子等元素各自的原子密度。
[0012]在某些实施例中，剂量率分布模组更设置以；载入准直仪描述数据及射束描述数据；根据准直仪描述数据及射束描述数据，设定射束参数。
[0013]在某些实施例中，体积均质化尺寸与粒子计数尺寸不相等。
[0014]在某些实施例中，使用像素剂量重建法计算每一均质化体积内的该剂量率，包含：基于每一均质化体积的相邻的均质化体积的平均粒子通率，产生多项式；使用多项式，计算每一均质化体积内的粒子通量权重分布；基于粒子通量权重分布、器官组织分布资料数据及药物吸收比分布资料数据，计算每一均质化体积内的像素剂量率分布。
附图说明
[0015]本揭露将可从以下示范的实施例的叙述搭配附带的图式更佳地理解。此外，应被理解的是，在本揭露的流程图中，各区块的执行顺序可被改变，且/或某些区块可被改变、删减或合并。
[0016]图1是根据本专利技术的实施例的一种剂量规划系统的系统方块图。
[0017]图2是根据本专利技术的实施例所绘示，图1中的剂量率分布模组所设置以执行的处理程序的流程图。
[0018]图3A、图3B及图3C展示根据本专利技术的实施例的剂量规划系统与已知技术计算剂量分布的差异。
[0019]符号说明
[0020]100:剂量规划系统
[0021]101:影像处理模组
[0022]102:药物吸收比分布模组
[0023]103:器官组织分布模组
[0024]104:剂量率分布模组
[0025]105:剂量规划模组
[0026]106:剂量报告模组
[0027]200:处理程序
[0028]201
‑
205:步骤
[0029]301,302:等剂量曲线图
[0030]303:等药物浓度曲线图
[0031]实施方式
[0032]图1是根据本专利技术的实施例的一种剂量规划系统100的系统方块图。如图1所示，剂量规划系统100包含影像处理模组101、药物吸收比分布模组102、器官组织分布模组103、剂量率分布模组104、剂量规划模组105，及剂量报告模组106。
[0033]剂量规划系统100更包含至少一个处理器。剂量规划系统100会载入程式，以使处理器执行影像处理模组101、药物吸收比分布模组102、器官组织分布模组103、剂量率分布模组104、剂量规划模组105及剂量报告模组106的功能。剂量规划系统100亦可包含至少一个输入装置(例如滑鼠、键盘、控制器、触控显示器元件或小键盘)以及至少一个输出装置(例如显示装置、印表机或扩音器)。剂量规划系统100亦可包含一个或多个用于储存资料的储存装置，例如磁碟驱动器、光储存元件以及固态储存装置如随机存取记忆体(RAM)、只读记忆体(ROM)、可拆卸媒体装置、记忆卡以及快闪记忆卡等。
[0034]图1中的影像处理模组101，可设置以载入受测者的复数帧电脑断层(Computer Tomogr本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剂量规划系统，包括：影像处理模组，设置以载入受测者的复数帧电脑断层(Computer Tomography；CT)影像及感兴趣区域(Region of Interest；ROI)资料，整合这些CT影像及该ROI资料，以产生对应于该受测者的影像资料数据；药物吸收比分布模组，设置以载入该受测者的药物浓度分布影像，对该药物浓度分布影像及该影像资料数据进行影像对位(image registration)，以产生药物吸收比分布资料数据，作为该剂量规划系统进行药物剂量分布计算的依据。2.如权利要求1的剂量规划系统，还包括：器官组织分布模组，依据该ROI资料，定位出该影像资料数据上的复数个器官组织，以产生器官组织分布资料数据；剂量率分布模组，设置以载入该器官组织分布资料数据、该药物吸收比分布资料数据及材料组成参数资料数据，并基于该器官组织分布资料数据、该药物吸收比分布资料数据及该材料组成参数资料数据，计算每一复数个均质化体积内的像素剂量率分布，以产生像素剂量率分布资料数据。3.如权利要求2的剂量规划系统，还包括：剂量规划模组，设置以接收生物效应参数、射束强度、药物血中浓度及照射时间，将该生物效应参数、该射束强度、该药物血中浓度及该照射时间整合进该像素剂量率分布资料数据，以产生剂量规划资料数据。4.如权利要求3的剂量规划系统，其中该剂量规划模组更设置以对不同照射条件或基于不同影像资料数据或其他放射治疗下的多个该剂量规划资料数据进行剂量叠加，以产生多重剂量规划资料数据。5.如权利要求3的剂量规划系统，还包括剂量报告模组，设置以：基于该剂量规划资料数据，产生可视觉化呈现的剂量报告数据，该剂量报告数据包括等剂量分布、单维剂量分布、体积剂量直方图，以及这些器官组织的剂量分布。6.如权利要求2的剂量规划系统，其中该剂量率分布模组...

【专利技术属性】
技术研发人员：林宗逸，薛燕婉，
申请(专利权)人：禾荣科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：