[发明专利]一种基于在线影像的放疗患者摆位质量保证软件

说明书

本发明公开了一种基于在线影像的放疗患者摆位质量保证软件，其通过计算参考图像靶区和对应在线图像靶区的一致性指标，并根据预先设置的阈值，对可能存在的放疗实施偏差进行预警。此软件包括预警条件设定模块、靶区设定模块、图像数据获取模块、指标计算和预警模块。

技术领域

放射治疗软件

背景技术

患者的位置控制是放疗计划质量控制的重要环节。目前用来进行患者位置控制的设备包括热塑体膜、负压袋、正交X光和在线容积图像（锥形束CT、扇形束CT、磁共振）患者位置校正系统等。热塑体膜、负压袋都是通过限定人体的外轮廓来进行摆位，精度通常较差。正交X光患者位置校正系统通过获取患者在治疗床上的正交X光投影图像，并将其与原始CT图像进行二维/三维配准，获得移床数据来进行摆位。与上述设备相比，在线容积图像患者位置校正系统目前被认为最准确，其在治疗前扫描患者在治疗床上的在线容积图像，通过对骨或灰度值进行刚体配准，获得移床数据，达到精确摆位的目的。但是，骨的位置或整体灰度值并不是放疗实施最关心的目标，而肿瘤靶区和周围重要器官的位置变化才与放疗计划的准确实施息息相关。因为膀胱充盈、肿瘤退缩等原因产生人体内部的解剖结构变化，使得通过骨配准、灰度值配准等方法获得的移床数据有时并不能准确反映肿瘤靶区和周围重要器官的位置变化，从而造成放疗计划实施上的偏差。

发明内容

本发明公开了一种基于在线影像的放疗患者摆位质量保证软件，其通过计算参考图像靶区和对应在线图像靶区的一致性指标，并根据预先设置的阈值，对可能存在的放疗实施偏差进行预警。此软件包括预警条件设定模块、靶区设定模块、图像数据获取模块、指标计算和预警模块。此软件实现了一种基于在线影像的放疗患者摆位质量保证方法，此方法包括以下步骤：

1)设定预警条件；设定靶区；

2)获取参考和在线图像数据；

3)对参考和在线图像进行变形图像配准，产生在线图像靶区；

4)根据参考图像靶区和在线图像靶区计算预警指标值

5)将计算的预警指标值与设定的预警阈值比较，满足预警条件则进行预警。

预警条件设定模块包括预警指标选择控件和预警阈值设定控件，这里预警指标为靶区一致性指标，比如戴斯相似性系数（DSC）、豪斯多夫距离（HD）、轮廓平均距离（CMD）等。当用户在预警条件设定模块设定包含多个预警指标和对应阈值的条件时，预警条件设定模块包括预警条件逻辑关系设定控件，来设定这些预警条件触发预警的逻辑。靶区设定模块设定用来计算预警指标值的靶区。步骤1)并不是每一次治疗时都需要更改的，当预警条件和靶区设定好不需要改变时，软件只需要重复执行步骤2)、3)、4)、5)来完成质量保证。通常参考图像为定位CT图像，在线图像为锥形束CT图像、扇形束CT图像或磁共振图像。

附图说明

图1 实施例1预警条件设定模块

图2 实施例1靶区设定模块

具体实施方式：

实施例1

本发明所述的具体实施例为一种基于在线影像的放疗患者摆位质量保证软件，此软件包括预警条件设定模块、靶区设定模块、图像数据获取模块、指标计算和预警模块。此实施例的预警条件设定模块如图1所示，其包含预警指标选择和预警阈值设定控件，一个预警指标和其设定的关系运算符和对应阈值构成一个条件。如图1中第一个条件为预警指标戴斯相似性系数（DSC）小于阈值0.85。通过单击圆形加号按钮可以添加一个条件；单击圆形减号按钮可以删除对应的条件。当用户在预警条件设定模块设定包含多个预警指标和对应阈值的条件时，预警条件设定模块包括预警条件逻辑关系设定控件，来设定这些预警条件触发预警的逻辑。如图1中第二个条件为预警指标豪斯多夫距离（HD）大于阈值5mm，两个预警条件之间的逻辑关系设定控件选择为“或”。则当DSC小于0.85或者HD大于5mm时，触发预警。此外，每一个条件的上方和下方都有括号选择控件，用来设定多个条件逻辑运算的顺序。此实施例的靶区设定模块如图2所示，其通过复选框来选择PTV、CTV、GTV作为靶区。图2中只选择PTV为计算预警指标值的靶区。图像数据获取模块从指定的路径读取参考图像、参考放疗计划、参考勾画、在线图像和在线图像的等中心位置；若在线图像为移床前图像，图像数据获取模块还需要读取移床数据，用来计算移床后的在线图像。对参考和在线图像进行变形图像配准，产生在线图像靶区。指标计算和预警模块计算参考图像靶区和在线图像靶区的DSC和HD，若DSC小于0.85或者HD大于5mm，则触发预警，在软件上弹出对话框提示可能存在摆位偏差。