用于放射治疗的组织补偿膜设计方法技术

本发明专利技术公开了用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，涉及计算机技术领域，包括

【技术实现步骤摘要】
用于放射治疗的组织补偿膜设计方法


[0001]本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种用于放射治疗的组织补偿膜设计方法
。

技术介绍

[0002]作为肿瘤三大治疗手段之一，
50
％以上的恶性肿瘤患者在治疗过程中需行放射治疗
。
由于高能射线存在剂量建成效应，射线进入人体组织后最大剂量出现在距离体表一定深度的组织内，而不是在人体组织的表面，故浅表肿瘤的治疗需要在患者身体表面覆盖组织补偿膜，将浅表肿瘤等效改变成“深部肿瘤”，以提高肿瘤区域射线吸收剂量
。
[0003]目前，临床上普遍使用批量化生产的片状标准补偿膜，难以与不规则的人体外轮廓贴合，两者之间有很大空气间隙，不利于靶区剂量的精准控制
。
近些年，个性化
3D
打印补偿膜也逐渐用于临床，其与人体轮廓高度适形的特征保证了补偿膜的良好贴合性，有效减少了空气间隙的尺寸与数量
。
[0004]然而，标准组织补偿膜和
3D
打印定制补偿膜均为固定厚度，在临床使用时仍然存在缺点：
[0005]1)
医生根据经验通常会使用
5mm
或
10mm
的补偿膜，但不同患者肿瘤的位置深浅不一，补偿膜厚度选择的随意性会导致肿瘤靶区附近正常组织射线剂量偏高，造成不必要的辐射损伤
。
[0006]2)
由于肿瘤形状不规则，尤其是对较大体积的肿瘤，其不同区域与体表的距离不同，采用固定厚度补偿膜将导致局部剂量偏高或偏低，进而出现局部辐射损伤偏高或肿瘤细胞杀死不彻底
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题设计了一种用于放射治疗的组织补偿膜设计方法
。
[0008]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0009]用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，包括：
[0010]S1、
获取患者的
CT
影像学数据，三维重建患者肿瘤靶区和靶区附近皮肤的曲面；
[0011]S2、
根据肿瘤所在区域，对重建皮肤曲面进行网格划分得到多个网格单元；
[0012]S3、
分析网格单元与肿瘤的关系，剔除无效的网格单元；
[0013]S4、
根据人体组织射线剂量深度曲线，计算各网格单元法线与肿瘤边界交点的剂量；
[0014]S5、
根据预设的厚度增量
dh
，迭代计算分析各网格单元的最优厚度增量值
Hm
；
[0015]S6、
根据各网格单元的最优厚度增量值
Hm
，对各网格单元的三维网格进行增厚，得到初始补偿膜三维模型；
[0016]S7、
对初始补偿膜三维模型沿体表轮廓进行外扩，外扩后的初始补偿膜三维模型
能覆盖所有肿瘤靶区；
[0017]S8、
对外扩后的初始补偿膜三维模型的远离体表的侧面进行平滑处理，得到最优组织补偿膜
。
[0018]本专利技术的有益效果在于：通过本方法设计出的组织补偿膜采用
3D
打印技术进行生产，该组织补偿膜有效提高了肿瘤靶区剂量分布的均匀性，最大程度上的降低了射线对正常组织的损伤
。
附图说明
[0019]图1是本专利技术用于放射治疗的组织补偿膜设计方法的流程示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例的三维重建示意图；
[0021]图3是本专利技术实施例的覆盖肿瘤靶区曲面裁剪示意图；
[0022]图4是本专利技术实施例曲面划分网格的网格单元示意图；
[0023]图5是本专利技术实施例网格单元法线与肿瘤边界交点示意图；
[0024]图6是本专利技术实施例网格单元的增厚示意图；
[0025]图7是本专利技术实施例最优组织补偿膜的示意图
。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计
。
[0027]因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0028]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释
。
[0029]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位
、
以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制
。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性
。
[0031]在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通
。
对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义
。
[0032]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细说明
。
[0033]如图1所示，用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，包括：
[0034]S1、
获取患者的
CT
影像学数据，三维重建患者肿瘤靶区和靶区附近皮肤的曲面
。
[0035]S2、
根据肿瘤所在区域，对重建皮肤曲面进行网格划分得到多个网格单元
。
[0036]S3、
分析网格单元与肿瘤的关系，剔除无效的网格单元；具体包括：
[0037]S31、
对各网格单元的中心做法线，并将法线向体内延长；
[0038]S32、
判断法线或法线延长线与肿瘤是否相交，若不相交，记为无效的网格单元，并剔除；
[0039]S33、
对保留的网格单元进行编号，网格单元
i
与肿瘤边界的交点标识为<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，其特征在于，包括：
S1、
获取患者的
CT
影像学数据，三维重建患者肿瘤靶区和靶区附近皮肤的曲面；
S2、
根据肿瘤所在区域，对重建皮肤曲面进行网格划分得到多个网格单元；
S3、
分析网格单元与肿瘤的关系，剔除无效的网格单元；
S4、
根据人体组织射线剂量深度曲线，计算各网格单元法线与肿瘤边界交点的剂量；
S5、
根据预设的厚度增量
dh
，迭代计算分析各网格单元的最优厚度增量值
Hm
；
S6、
根据各网格单元的最优厚度增量值
Hm
，对各网格单元的三维网格进行增厚，得到初始补偿膜三维模型；
S7、
对初始补偿膜三维模型沿体表轮廓进行外扩，外扩后的初始补偿膜三维模型能覆盖所有肿瘤靶区；
S8、
对外扩后的初始补偿膜三维模型的远离体表的侧面进行平滑处理，得到最优组织补偿膜
。2.
根据权利要求1所述的用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，其特征在于，在
S3
中包括：
S31、
对各网格单元的中心做法线，并将法线向体内延长；
S32、
判断法线或法线延长线与肿瘤是否相交，若不相交，记为无效的网格单元，并剔除；
S33、
对保留的网格单元进行编号，网格单元
i
与肿瘤边界的交点标识为
P
i,m
。3.
根据权利要求1或2所述的用于放射治疗的组织补偿膜设计方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹宗宝，柯小林，凌瑞，
申请(专利权)人：四川华曙图灵增材制造技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：