技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射治療計劃系統(tǒng)，包括利用X射線、γ射線、電子線、質(zhì)子等進(jìn)行放射治療的各種放射治療計劃系統(tǒng)。

背景技術(shù)

放射治療是腫瘤治療的有效方法之一，放射治療計劃系統(tǒng)是放射治療的重要組成部分之一。放射治療計劃的目的是盡可能選擇最好的照射方案，以達(dá)到對靶區(qū)施行高劑量照射、產(chǎn)生不可恢復(fù)性摧毀的同時使周圍正常組織及關(guān)鍵或敏感組織所受影響最小的目的。放射治療計劃優(yōu)化是治療計劃設(shè)計的重要組成部分，治療計劃方案的可靠性及效率都與之密切相關(guān)。放射治療計劃優(yōu)化的效率和初始條件緊密相關(guān)，良好的初始條件可以提高放射治療計劃優(yōu)化的速度和放射治療計劃的質(zhì)量，對提高我國放射治療的水平有重大促進(jìn)作用。

隨著放射治療計劃系統(tǒng)在臨床治療上的廣泛應(yīng)用，必然產(chǎn)生海量的放射治療計劃數(shù)據(jù)，充分利用和挖掘這些寶貴的數(shù)據(jù)必將對臨床放射治療的理論和實(shí)踐起到積極的推動作用。從我國的具體情況出發(fā)，建立符合中國腫瘤病人特征的數(shù)據(jù)庫，通過基于檢索的放射治療計劃系統(tǒng)來進(jìn)行當(dāng)前病例放射治療計劃的設(shè)計與優(yōu)化具有重要的學(xué)術(shù)創(chuàng)新意義和臨床應(yīng)用價值。

放射治療計劃設(shè)計與物理師及放射治療計劃系統(tǒng)密切相關(guān)，雖然放射治療計劃系統(tǒng)已經(jīng)日趨完善，效率和精度越來越高，但是放射治療計劃設(shè)計仍然離不開物理師的豐富經(jīng)驗(yàn)，如射野設(shè)計（射野的方向和數(shù)量），劑量優(yōu)化與評估等等。放射治療計劃優(yōu)化涉及的參數(shù)眾多，一個高品質(zhì)的放射治療計劃設(shè)計通常是放射治療周期中最耗時、自動化程度最低的步驟，物理師必須優(yōu)化放射治療的各項(xiàng)參數(shù)，反復(fù)調(diào)優(yōu)使劑量分布符合醫(yī)生指定的劑量約束條件。每次調(diào)優(yōu)都需要重新計算劑量分布，而劑量計算是在三維空間進(jìn)行的，并需要進(jìn)行組織不均勻校正和散射校正，因此放療計劃設(shè)計耗時往往較長。放射治療計劃設(shè)計耗時過長，導(dǎo)致放射治療計劃設(shè)計效率低下，不易獲得高質(zhì)量的治療計劃。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有放射治療計劃檢索功能的放射治療計劃系統(tǒng)，以滿足臨床放射治療的迫切需要，提高放射治療計劃的質(zhì)量和設(shè)計效率。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案。

一種基于檢索的放射治療計劃系統(tǒng)，包括放射治療計劃數(shù)據(jù)庫、圖像處理模塊、放射治療計劃設(shè)計模塊、放射治療計劃輸出模塊；其中，

所述放射治療計劃數(shù)據(jù)庫由歷史典型病例的圖像數(shù)據(jù)、放射治療計劃數(shù)據(jù)、語義特征和幾何特征構(gòu)成；

圖像處理模塊用于病例CT/MR/PET圖像數(shù)據(jù)的輸入、圖像分割、三維重建與可視化、特征提取操作；

還包括放射治療計劃檢索模塊，通過檢索放射治療計劃數(shù)據(jù)庫獲得相似病例的放射治療計劃，發(fā)送至治療計劃設(shè)計模塊進(jìn)行射野設(shè)計與劑量計算、優(yōu)化，最后由放射治療計劃輸出模塊打印輸出計劃。

本發(fā)明還提供一種基于放射治療計劃數(shù)據(jù)庫的檢索方法，包括如下步驟：

（a）比較語義特征，從放射治療計劃數(shù)據(jù)庫中選擇語義特征一致的病例；

（b）比較放射治療計劃空間分布特征，包括各組織之間的夾角以及重心之間的歸一化距離，從步驟（a）的結(jié)果中篩選出相似病例；

（c）比較靶區(qū)及敏感組織的體積、圓球度等描述子，從步驟（b）的結(jié)果中篩選出相似病例；

（d）從步驟（c）的結(jié)果中，比較多視角投影二維幾何特征、靶區(qū)及關(guān)鍵組織的三維幾何特征，從中篩選出最相似的病例，將其放射治療計劃用于指導(dǎo)當(dāng)前病例放射治療計劃的設(shè)計與優(yōu)化。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于放射治療計劃數(shù)據(jù)庫的檢索方法，步驟（b）中各組織之間的夾角采取如下方法進(jìn)行分析：將每個敏感組織的重心與靶區(qū)的重心相連，把重心之間的歸一化距離以及這些射線之間的夾角定義放射治療計劃的空間分布特征。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于放射治療計劃數(shù)據(jù)庫的檢索方法，步驟（a）所述語義特征包括病人的體形和體質(zhì)、腫瘤的類型和分期、處方劑量、射線的類型和能量、病人的生存狀況。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提出了基于檢索的放射治療計劃設(shè)計與優(yōu)化的思想，解決了放射治療計劃檢索的關(guān)鍵技術(shù)。在該系統(tǒng)中，根據(jù)當(dāng)前病例的語義特征和幾何特征進(jìn)行檢索，通過檢索歷史典型病例的高質(zhì)量放射治療計劃數(shù)據(jù)庫，獲得相似病例的放射治療計劃，用于指導(dǎo)當(dāng)前病例放射治療計劃的射野設(shè)計與計劃優(yōu)化，這將大大減少放射治療計劃設(shè)計的時間和復(fù)雜性，為放射治療計劃優(yōu)化提供良好的初始條件，從而提高放射治療計劃設(shè)計的效率以及放射治療計劃的質(zhì)量，這是對現(xiàn)有放射治療計劃設(shè)計方式的重要改進(jìn)。

附圖說明

圖1是放射治療流程圖。

圖2是改進(jìn)的放射治療流程圖。