用于放射治疗的计划调整方法、放射治疗系统及相关装置与流程

本技术涉及放射治疗的，尤其涉及用于放射治疗的计划调整方法、电子设备、放射治疗系统、计算机可读存储介质及计算机程序产品。

背景技术：

1、传统放射治疗中，通常基于一套患者的模拟定位影像，勾画靶区和危及器官后，制作放射治疗计划，进行射线照射治疗。在治疗过程中通常理想化地认为，相对于放射治疗的剂量配送系统，患者的解剖结构、治疗位置保持不变。与之相似的是，治疗过程中通常使用固定处方剂量，认为治疗过程中组织对剂量的生物响应保持不变。然而，从长时间尺度来看治疗过程中有许多变化因素，变化因素会影响放射治疗的效果。为此，自适应放疗受到了极大关注，自适应放射治疗过程中，医生可以根据分次治疗内的器官运动、分次治疗之间的靶区变化及生物学效应考虑等因素，对治疗计划进行调整，以便更加精准有效地进行放射治疗。

2、以质子治疗为例，质子治疗作为“定向爆破”病灶的先进放疗技术，结合自适应治疗技术，会取得更好的治疗效果。质量保证是质子精准治疗的重要手段，目前的计划调整方法采用水模体进行模拟，模拟的验证结果无法准确反映治疗期间的情况，影响放射治疗的计划调整的准确性。

3、基于此，本技术提供了用于放射治疗的计划调整方法、电子设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品及放射治疗系统，以改进相关技术。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供用于放射治疗的计划调整方法、电子设备、计算机可读存储介质、计算机程序产品及放射治疗系统，通过对患者的切伦科夫辐射的检测，准确获取用于指示患者的靶区和危及器官区域的受照剂量的受照剂量信息，通过获取的实际测量数据并与理论计算数据进行对比，从而判断治疗计划的质量保证结果，解决了水模体模拟方式下的放射治疗的计划调整准确性不高的问题。

2、本技术的目的采用以下技术方案实现：

3、本技术提供了一种用于放射治疗的计划调整方法，所述方法包括以下步骤：

4、s1，获取患者的模拟ct信息和治疗计划信息，所述模拟ct信息包括模拟ct图像及其对应的区域划分信息，所述区域划分信息用于划分所述模拟ct图像上的靶区和危及器官区域，所述治疗计划信息包括靶区和危及器官区域的计划治疗参数；

5、s2，在治疗计划信息对应的本次放射治疗中，通过测量所述患者受到粒子辐射而发射的切伦科夫辐射，以实时获取所述患者受照区域的表面光学图像信息；

6、s3，根据所述光学图像信息、所述模拟ct信息和预设映射关系，获取治疗区域照射靶区和危及器官的受照剂量信息；

7、s4，根据所述靶区和危及器官的剂量信息和治疗计划，判断后续照射分次的治疗计划是否需要调整；

8、s5，如是，则根据受照区域的剂量分布和患者对应的治疗处方，对后续分次的治疗计划进行调整。

9、该技术方案的有益效果在于：允许根据实际情况调整治疗计划，实现个性化的放射治疗，确保每位患者都得到最适合其需求的治疗。实时获取光学图像信息意味着医生可以随时监测患者的治疗进展，以避免突发情况出现，安全系数高。通过及时调整治疗计划，可以最小化对周围危及器官区域的辐射损伤，从而减少治疗的副作用。同时，通过更好地照射靶区，可以提高治疗效果，进而提高肿瘤的控制率。

10、综上所述，相较于水模体进行模拟的方式，该方法通过(光学测量设备)对患者的切伦科夫辐射的检测，能够准确获取用于指示患者的靶区和危及器官区域的受照剂量的受照剂量信息，通过获取的实际测量数据并与理论计算数据进行对比，即便患者的解剖结构、治疗位置发生变化，也能客观地判断治疗计划的质量。显然本技术避免了水模体的生物学差异缺陷，同时考虑到了患者之间的个体差异和患者与水模体之间的差异，提高了放射治疗的计划调整的准确性和放射治疗的安全性，为肿瘤辐射治疗带来更广泛的应用前景。

11、在一些可能的实现方式中，在治疗计划信息对应的本次放射治疗前，所述方法还包括以下步骤：

12、s6，获取对所述患者的摆位误差检测的检测结果，当所述检测结果指示所述患者的摆位符合预设摆位条件时，执行步骤s2。

13、该技术方案的有益效果在于：摆位误差检测的检测结果表示了患者的实际位置与预设治疗位置之间的差异。检测结果将被与预设的摆位条件进行比对。如果检测结果表明患者的位置在可接受的范围内，即符合预设摆位条件，继续放射治疗。摆位的目的是确保放射治疗精确地定位到患者的靶区，以最大程度地减少对危及器官区域的损伤，同时确保治疗对肿瘤或疾病产生最佳效果。通过在治疗计划信息对应的本次放射治疗前进行摆位误差检测，可以确保患者的实际位置与计划的治疗位置相符，有助于提高治疗的精度，确保放射线准确照射到靶区，减少误照射危及器官区域的风险。

14、在一些可能的实现方式中，所述摆位误差检测包括：

15、根据预设摆位信息并利用射线成像设备实现对所述患者的图像误差检测；

16、当所述图像误差检测没有通过时，利用摆位设备实现所述患者的重新摆位，并重新执行图像误差检测；

17、当所述图像误差检测通过时，认为所述患者的摆位符合预设摆位条件。

18、该技术方案的有益效果在于：通过图像误差检测可以确保患者的实际位置与治疗计划中的目标位置一致，有助于提高治疗的精确性，确保辐射能够准确照射到病变区域，同时最小化对周围正常组织的影响。

19、在一些可能的实现方式中，在图像误差检测之前，所述摆位误差检测还包括：

20、利用激光设备实现对所述患者的激光误差检测；

21、当接收到所述激光误差检测对应的通过信息时，执行图像误差检测。

22、该技术方案的有益效果在于：激光误差检测有助于确保患者在治疗台上的实际位置与预期位置一致，有助于提高治疗的准确性，确保放射剂量精确地照射到目标区域(靶区)。可以认为激光误差检测是一个快速而非侵入性的过程，不涉及任何有辐射风险的成分，因此，在确认患者的位置和姿势正确之后再进行图像误差检测，可以确保患者在接受辐射治疗之前已经处于合适的位置，减少了因图像检测导致的额外辐射暴露。如果激光误差检测已经确认患者的位置和姿势基本正确，在进行图像误差检测之前不再需要进行如重新摆位或调整治疗床的干预，可以减少患者治疗过程中的不适感和焦虑，提高治疗的舒适性。

23、综上所述，将激光误差检测作为治疗前的第一步，并在激光误差检测后再进行图像误差检测，可以提高治疗的安全性、舒适性和效率，同时最小化了患者的辐射风险。上述分阶段的检测方法有助于确保患者在接受放射治疗时处于最佳状态。

24、在一些可能的实现方式中，所述根据预设摆位信息并利用射线成像设备实现对所述患者的图像误差检测，包括：

25、利用射线成像设备获取所述患者的实际摆位信息；

26、将所述实际摆位信息和所述预设摆位信息进行比对，以获取所述患者的图像误差检测的检测结果。

27、该技术方案的有益效果在于：在治疗计划信息对应的本次放射治疗前，使用射线成像设备对患者进行成像。通过成像，可以获得患者的包括患者的位置和姿势的实际摆位信息。通过比对实际摆位和预设摆位信息并通过图像误差检测计算图像误差，可以确保患者在治疗期间处于正确的位置和姿势，有助于提高治疗的精确性并确保辐射粒子准确照射到目标区域(即靶区)。

28、在一些可能的实现方式中，所述当所述图像误差检测没有通过时，利用摆位设备实现所述患者的重新摆位，包括：

29、根据所述实际摆位信息和所述预设摆位信息获取摆位误差值；

30、根据所述摆位误差值生成摆位调整策略，并利用摆位机构执行所述摆位调整策略以实现所述患者的重新摆位。

31、该技术方案的有益效果在于：通过射线成像设备获取患者的实际摆位信息，以用于指示患者(例如在治疗床上)的实际位置。将实际摆位信息与预设摆位信息进行比对，计算出摆位误差值，摆位误差值可用于表示患者当前的位置与预期位置之间的偏差或差异。可以认为摆位误差值可以包括患者的位置偏移和姿势偏差等信息。基于计算出的摆位误差值生成摆位调整策略，摆位调整策略可以用于纠正患者的位置和姿势，以将其调整到预设的位置和姿势。

32、综上所述，通过实时检测和调整患者的位置和姿势，确保了治疗期间靶区接收到准确的辐射剂量，最大限度地降低了误差。通过准确调整患者的位置和姿势，可以减少治疗过程中的不适感，提高了患者的治疗体验。

33、在一些可能的实现方式中，所述通过测量所述患者受到粒子辐射而发射的切伦科夫辐射，以实时获取所述患者受照区域的表面光学图像信息，包括：

34、在放射治疗过程中，通过光学测量设备测量所述患者受到粒子辐射而发射的切伦科夫辐射，以得到所述患者的实时体表光学信息；

35、获取体表光学信息与体表剂量信息之间的光学剂量对应关系；所述光学剂量对应关系是使用非均匀的模拟人体组织模体、通过测量切伦科夫辐射及所述模体中的角度剂量沉积得到的根据所述光学剂量对应关系，获取所述实时体表光学信息对应的体表剂量信息并作为实时体表剂量信息，所述实时体表剂量信息用于指示所述患者表面的粒子剂量；

36、根据所述实时体表剂量信息和所述模拟ct图像，获取所述患者受照区域的表面光学图像信息。

37、该技术方案的有益效果在于：体表光学信息与体表剂量信息之间的光学剂量对应关系是指经过一系列测量或模拟分析，确定的用于指示切伦科夫辐射强度的体表光学信息与患者表面粒子剂量之间的关系。在治疗过程中实时监测患者的剂量分布，以确保粒子剂量按计划传递，从而提高治疗的精确性和安全性；将光学测量和图像处理技术相结合，在放射治疗中提供有关患者剂量分布的关键信息(患者受照区域的表面光学图像信息)，有助于提高治疗的安全性和效果。

38、在一些可能的实现方式中，所述预设映射关系是通过蒙特卡罗(monte carlo)方法模拟治疗时粒子与患者的相互作用后得到的次级电子剂量与总剂量之间的对应关系。

39、该技术方案的有益效果在于：使用蒙特卡罗模拟建立粒子治疗中的剂量映射关系。其中，蒙特卡罗方法是一种基于随机抽样的数值模拟技术，用于模拟治疗时粒子(例如，放射线、质子束或重离子束)与患者组织的相互作用。具体而言，在治疗时粒子与患者相互作用产生了次级电子。通过蒙特卡罗模拟，可以模拟这些次级电子在组织中的传播和沉积过程。同时，利用蒙特卡罗模拟总剂量的分布，即治疗时粒子在患者组织中引起的总能量沉积。综上，可以获得在患者组织中每个点上的次级电子剂量和相应的总剂量，建立了次级电子剂量与总剂量之间的关系(即预设映射关系)，提高了光学测量和实际剂量之间的映射的准确性。

40、在一些可能的实现方式中，所述计划治疗参数包括处方剂量及耐受剂量限值；

41、所述根据所述靶区和危及器官的剂量信息和治疗计划，判断后续照射分次的治疗计划是否需要调整包括：

42、根据所述靶区的剂量信息和治疗计划中要求的靶区的处方剂量的差异，以及所述危及器官的剂量信息和危及器官的耐受剂量限值的差异，判断后续照射分次的治疗计划是否需要调整。

43、该技术方案的有益效果在于：通过实时监测剂量信息并根据个体病患的特定情况进行调整，使治疗计划更贴近实际情况，提高了治疗的精准性。

44、在一些可能的实现方式中，获取所述模拟ct信息的方式包括：

45、利用ct设备获取所述患者的模拟ct图像，并根据对所述模拟ct图像的靶区和危及器官的勾画操作，获取模拟ct信息。

46、该技术方案的有益效果在于：通过获取模拟ct信息，能够辅助医生准确地定位患者的解剖结构和目标区域(靶区)，这为精确规划放射治疗提供了关键信息。

47、在一些可能的实现方式中，对所述治疗计划信息进行调整的方式包括：

48、将所述受照剂量信息和所述患者对应的医生处方信息输入计划生成模型，得到参考计划信息，并利用所述参考计划信息对所述患者的治疗计划信息进行更新。

49、该技术方案的有益效果在于：本技术方案可以利用每位患者的受照剂量信息和医生处方信息，可以生成个性化的治疗计划信息，有助于确保治疗计划与患者的治疗需求相匹配，从而提高治疗的效果。如果受照剂量信息表明患者的剂量分布与医生处方信息不符，计划生成模型可以自动调整治疗计划，以便更好地满足医生的要求，有助于减少剂量误差和提高治疗的准确性。由此，上述技术方案结合了受照剂量信息和医生处方信息，利用计划生成模型进行计划调整，从而实现了个性化和高效地放射治疗计划，并减少了人工干预的需要，提高了治疗过程的效率。

50、在一些可能的实现方式中，在所述放射治疗过程中，所述方法还包括：

51、将所述受照剂量信息和本次放射治疗的剂量阈值进行比对；

52、当危及器官区域的受照剂量超过其所对应的剂量阈值时，生成异常提示信息并发送至用户设备。

53、该技术方案的有益效果在于：在放射治疗过程中，光学图像信息会被实时获取并与事先设定的剂量阈值进行比对，以用于监测治疗中危及器官的实际受照剂量是否在合理的范围内。如果在比对中发现危及器官的区域的受照剂量超过了设定的剂量阈值，可以生成异常提示信息。异常提示信息可以包括剂量超标的详细信息，以用于指导医生调整治疗计划以降低危险，或者建议医生采取措施来减少危险。本实现方式允许在放射治疗过程中实时监测患者的剂量分布，以关注危及器官的受照剂量，有助于及时识别潜在的治疗问题。通过比对实际受照剂量与剂量阈值，可以及早发现剂量超标的情况，从而最小化对患者危及器官的伤害，提高治疗的安全性。及时的异常提示信息可以促使医生采取措施，调整治疗计划，以确保治疗达到预期的质量。

54、第二方面，本技术提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器和至少一个处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述至少一个处理器被配置成执行所述计算机程序时实现以下步骤：

55、s1，获取患者的模拟ct信息和治疗计划信息，所述模拟ct信息包括模拟ct图像及其对应的区域划分信息，所述区域划分信息用于划分所述模拟ct图像上的靶区和危及器官区域，所述治疗计划信息包括靶区和危及器官区域的治疗参数；

56、s2，在治疗计划信息对应的本次放射治疗中，通过测量所述患者受到粒子辐射而发射的切伦科夫辐射，以实时获取所述患者受照区域的表面光学图像信息，所述光学图像信息用于指示治疗照射过程中，次级电子能量沉积效应对治疗剂量的贡献，即照射区域的体表剂量分布；

57、s3，根据所述光学图像信息和所述模拟ct信息，获取治疗区域照射靶区和危及器官的受照剂量信息，所述受照剂量信息用于指示靶区和危及器官区域的受照剂量；

58、s4，根据所述靶区和危及器官的剂量信息和治疗计划，判断后续照射分次的治疗计划是否需要调整；

59、s5，如是，则根据受照区域的剂量分布和患者对应的治疗处方，对后续分次的治疗计划进行调整。

60、第三方面，本技术提供了一种放射治疗系统，包括：

61、第二方面提供的电子设备；

62、剂量获取设备，用于获取患者受照区域的表面光学图像信息；

63、放射设备，用于对所述患者的治疗区域进行粒子辐射。

64、第四方面，本技术提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。

65、第五方面，本技术提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被至少一个处理器执行时实现上述任一项方法的步骤或者实现上述任一项电子设备的功能。