基于医学图像的QA评价方法、系统及医疗设备与流程

基于医学图像的qa评价方法、系统及医疗设备
技术领域
1.本发明涉及医疗验证领域，尤其是涉及一种基于医学图像的qa(quality assurance)评价方法、系统及医疗设备。


背景技术：

2.在放射治疗中，由于靶区的复杂程度和不规则性，调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy，imrt)和容积旋转调强放射治疗(volumetric modulated arc therapy，vmat)已经成为肿瘤放射治疗最常用的治疗技术。而在计划的执行过程当中，潜在的机械系统的运动精度、剂量输出的不稳定性和多叶准直器(multi-leaf collimator，mlc)的实际到位情况等影响着病人的治疗效果，因此需要在治疗前进行放射治疗的剂量验证或治疗后对病人治疗效果进行评估确认。
3.基于电子射野影像装置(electronic portal imaging device，epid)测量患者治疗前和治疗中的射野影像数据，可以实现治疗前的剂量验证和治疗后分析对病人的治疗效果。一般地，治疗前的剂量验证被称为pre-treatment验证，治疗后可以离线分析的治疗效果评估被称为invivo验证。针对这两种模式的质量保证qa的评价，通常采用基于剂量图像的某个点比如最大值、给定值和/或图像中选定的点，然后采用常规的剂量偏差(dose derivation，dd)、位置偏差(distance to agreement，dta)或gamma分析等方法进行qa评价。这些方法虽然在一定程度上可以满足对治疗效果的分析，但是，由于这种选择方式具有很大的随机性，难以反映图像的真实情况，对于更加精细的比较，比如比较针对vmat技术中不同角度之间的影响分析，以及在invivo分析中突出特定感兴趣区(region of interest，roi)的剂量影响，现有技术中的上述评估方法都无法满足要求。
4.因此，如何提供一种基于医学图像的qa评价方法，以克服现有技术中存在的上述缺陷，日益成为本领域技术人员亟待解决的技术问题之一。
5.需要说明的是，公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于，针对现有技术中存在的上述缺陷，提出一种基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，以有效避免剂量梯度较大位置选点的偶然性，方便医生定量分析特定roi的治疗效果。
7.为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于医学图像的qa评价方法，包括：
8.获取医学参考图像和医学比较图像；
9.根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；
10.根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；
11.根据所述评价参数信息，获取评价结果。
12.可选地，所述医学参考图像和所述医学比较图像均为射野影像；所述医学参考图像包括剂量计算图像，所述医学比较图像包括剂量测量图像。
13.可选地，所述根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化的方法，包括：
14.按照预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值；
15.根据所述归一化参考剂量值和所述归一化比较剂量值的比值，对所述医学比较图像进行归一化。
16.可选地，所述按照预设等剂量线归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值的方法，包括：
17.根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，确定百分比等剂量线；
18.统计所述医学参考图像在所述百分比等剂量线范围内的第一平均值，并将所述第一平均值作为所述归一化参考剂量值；
19.统计所述医学比较图像在所述百分比等剂量线范围内的第二平均值，并将所述第二平均值作为所述归一化比较剂量值。
20.可选地，所述根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，确定百分比等剂量线的方法，包括：
21.根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，选择所述医学参考图像或所述医学比较图像整个剂量场最大值的百分比等剂量线，作为所述百分比等剂量线。
22.可选地，所述根据预设感兴趣区域归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值的方法，包括：
23.根据预设评估区域选择因子，确定至少一个感兴趣区域；
24.根据所述感兴趣区域对应的体积剂量对应关系，计算所述医学参考图像的剂量值，得到所述归一化参考剂量值；
25.根据所述感兴趣区域对应的体积剂量对应关系，计算所述医学比较图像的剂量值，得到所述归一化比较剂量值。
26.可选地，所述获取医学参考图像和医学比较图像，包括：
27.获取所述医学参考图像上若干个参考点的剂量信息、以及所述参考点的三维空间位置信息和角度信息；
28.获取所述医学比较图像上若干个评价点的剂量信息、以及所述评价点的三维空间位置信息和角度信息。
29.可选地，所述评价参数信息包括：
30.所述医学参考图上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、在三维空间内所述评价点与所述参考点的距离、和所述评价点与所述参考点的角度偏差。
31.可选地，所述根据所述评价参数信息，获取评价结果的方法，包括：
32.根据所述医学参考图像上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、所述评价点与所述参考点在三维空间的距离以及所述评价点与所述参考点的角度偏差，采用gamma评价法，获取评价结果。
33.为了实现上述目的，本发明还进一步地提供了一种基于医学图像的qa评价系统，所述qa评价系统包括通信连接的射野影像装置和图像评价装置；
34.所述射野影像装置被配置为：获取医学比较图像；
35.所述图像评价装置被配置为：根据医学参考图像和所述医学比较图像，获取所述医学比较图像的评价结果；
36.所述图像评价装置包括图像归一化模块、参数信息获取模块和评价结果获取模块；
37.所述图像归一化模块被配置为：根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；其中，所述预设归一化评价策略包括预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略；
38.所述参数信息获取模块被配置为：根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；
39.所述评价结果获取模块被配置为：根据所述评价参数信息，获取评价结果。
40.为了实现上述目的，本发明还提供了一种医疗设备，所述医疗设备包括通信连接的放射治疗装置、射野影像装置和电子装置，所述电子装置包括存储器以及处理器；
41.所述放射治疗装置被配置为：产生放射射束；
42.所述射野影像装置被配置为：根据所述放射射束，获取医学比较图像；
43.所述电子装置被配置为：根据所述医学参考图像和所述医学比较图像，获取所述医学比较图像的评价结果；
44.所述处理器适于实现各指令，所述存储器适于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载执行以下步骤，以获取所述医学比较图像的评价结果：
45.根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；其中，所述预设归一化评价策略包括预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略；
46.根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；
47.根据所述评价参数信息，获取评价结果。
48.为了实现上述目的，本发明还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上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一项所述的基于医学图像的qa评价方法的步骤。
49.与现有技术相比，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，具有以下有益效果：
50.本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，包括获取医学参考图像和医学比较图像；根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；根据所述评价参数信息，获取评价结果。如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，能够避免图像选点的随机性，从而有效反映图像的真实情况，能够实
现更加准确的评估。进一步地，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统及医疗设备既能用于放射治疗前剂量验证，确保肿瘤或异常接收到规定的剂量，同时周围正常组织不受损害；而且也能用于治疗后对病人治疗效果的定量评估，方便医生随时调整患者的治疗计划。
51.进一步地，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法按照预设等剂量线归一化策略，根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，确定百分比等剂量线；统计所述医学参考图像在所述百分比等剂量线范围内的第一平均值，并将所述第一平均值作为所述归一化参考剂量值；统计所述医学比较图像在所述百分比等剂量线范围内的第二平均值，并将所述第二平均值作为所述归一化比较剂量值。如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，基于统计学的规律，采用基于等剂量线的归一化方式，从而避免在高剂量梯度区域位置选点的偶然性，避免了反复取点的尝试，减少了剂量抖动给评价(分析)结果带来的不利影响。能够充分反映图像的真实情况，实现更加精准的评估。
52.更进一步地、本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，根据预设感兴趣区域归一化策略：根据预设评估区域选择因子，确定至少一个感兴趣区域；根据所述感兴趣区域对应的体积剂量对应关系，计算所述医学参考图像的剂量值，得到所述归一化参考剂量值；并计算对所述医学比较图像的剂量值，得到所述归一化比较剂量值。如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，克服了现有技术中无法对特定感兴趣区域的剂量影响的有效分析，能够方便医生定量地分析特定感兴趣区域的治疗效果，评估病人危及器官和靶区的治疗效果，方便随时调整患者的治疗计划。
53.又进一步地，本发明提供的基于医学图像的qa评估价方法，根据所述医学参考图像上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、所述评价点与所述参考点在三维空间的距离以及所述评价点与所述参考点的角度偏差，采用gamma评价法，获取评价结果。如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质，增加了角度方向上对整个算法的贡献，能够辅助分析在不同角度下机器实际的执行效果。
附图说明
54.图1为本发明一实施例提供的基于医学图像的qa评价方法的流程示意图；
55.图2为本发明一实施方式提供的感兴趣区域归一化策略示意图；
56.图3为本发明一实施例提供的基于医学图像的qa评价系统的结构示意图；
57.图4为本发明一实施例提供的医疗设备的结构示意图；
58.其中，附图标记说明如下：
59.100-射野影像装置，200-图像评价装置，210-图像归一化模块，220-参数信息获取模块，230-评价结果获取模块；
60.300-放射治疗装置，310-机架，320-放射模块，330-治疗床，400-电子装置，410-存储器，420-处理器，500-控制器，600-患者。
具体实施方式
61.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图对本发明提出的基于医
学图像的qa评价方法、系统及医疗设备作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。应当了解，说明书附图并不一定按比例地显示本发明的具体结构，并且在说明书附图中用于说明本发明某些原理的图示性特征也会采取略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。以及，在以下说明的实施方式中，有时在不同的附图之间共同使用同一附图标记来表示相同部分或具有相同功能的部分，而省略其重复说明。在本说明书中，使用相似的标号和字母表示类似项，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讨论。
62.在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
63.在具体介绍本发明提出的一种基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质之前，先对本发明的基本原理说明如下。
64.为了克服现有技术中存在的缺陷，发明人对现有技术中的剂量评价方法剂量偏差法、位置偏差法和gamma(伽马)算法进行了大量的分析研究，经过大量的调查实践和不断的深入研究、实践和反复论证，创造性地提出了一种基于图形基于医学图像的qa评价方法、系统及医疗设备。
65.具体地，对于剂量偏差(dd)方法，其通常通过下式对选定的评价点进行评价：
66.dd(r)＝dc(r)-dm(r)
67.其中，dc(r)为评价点的剂量值，dm(r)为参考点的剂量，r为三维空间评价点处，dd(r)是评价点，m与参考点r处剂量的差值。若差值在容许范围内则认为在该参考点的评价通过。容许范围一般设置为参考点处方剂量的
±
3％，可以理解地，本文中有关具体验证数值的部分均为仅示例性说明，可根据实际工况需要设定，并非本发明的限制，应结合上下文理解，不再逐一说明。该方法仅仅基于剂量图像的某个点(最大值，给定值，图像中选定的点)，通过率与选取评价点和参考点紧密耦合，具有很大的随机性，不仅难以反映图像的真实情况，而且存在着反复取点的繁琐操作，效率低下。
68.对于位置偏差(dta)方法，其通常通过下式对选定的评价点进行评价：
69.参考公式如下：
[0070][0071]
其中，δr(r,r
′
)是三维空间内评价点r与参考点r
′
之间的距离；dta是在预设容许距离范围内寻找与参考点具有相同剂量值的评价点和参考点之间的最小距离。容许距离一般设置为3mm。该方法的通过率与选取的评价点和参考点处的剂量密切相关，从高低剂量梯度来看：在高剂量梯度区域，点与点的剂量差别大，很小的空间误差会引起较大的剂量偏差；在低剂量梯度区域，两个相同点的较小剂量差异会导致距离增加很大。同样具有较大的随机性，不仅难以反映图像的真实情况，而且存在着反复取点的所述操作，效率低下。
[0072]
对于gamma评估方法，其通常通过下式对选定的评价点进行评价：
[0073]
[0074][0075][0076][0077]
其中，为评价点rm和参考点rc之间的距离；为评价点rm和参考点rc之间的剂量差。δdm为预设最大容忍剂量偏差百分比，δdm为预设最大容忍位置偏差百分比，当γ(rm)≤1时，该参考点评价通过。根据上式，可以看出，gamma评估方法是定量评价预测剂量图像和测量剂量图像分布符合程度的方法。它合并剂量偏差dd和位置偏差dta两种标准为一个单一的gamma指数值，用gamma指数来评价两个剂量图像分布一致程度。然而其仅考虑整个剂量场的影响，在pre_treatment执行vmat计划时在每个角度下都是计算和测量数据，这种情形下把计算和测量数据直接累加到单张图像上，很容易丢失中间细节的信息。
[0078]
基于上述研究，本发明的核心思想在于，克服现有技术中存在的缺陷，减少反复取点的尝试，利用特定的统计学原理寻找最佳的归一剂量，减少点归一情况下剂量抖动给分析结果带来的影响。
[0079]
为了实现上述思想，本发明分别示例性地给出了基于等剂量线归一和基于感兴趣区域归一的策略。基于等剂量线归一方法中基于等剂量线内的平均剂量进行归一，能够减少点归一情况下剂量抖动给分析结果带来的影响，而基于感兴趣区域归一方法，基于感兴趣区域对应的剂量体积对应关系进行归一，更是便于统计分析特定roi的治疗效果，方便医生下一阶段的治疗方案。本发明还进一步地改进了gamma分析的方法，增加了角度方向上对整个算法的贡献。改进的gamma方法可以辅助分析在不同角度下机器实际的执行效果。
[0080]
具体地，以下首先对本发明提出的基于医学图像的qa评价方法进行说明，然后，再对本发明提出的基于医学图像的qa评价系统、医疗设备及存储介质逐一介绍。
[0081]
本实施例提供了一种基于医学图像的qa评价方法，参见图1，图1为本实施例提供的基于医学图像的qa评价方法的流程示意图。从图1可以看出，本发明提出的基于医学图像的qa评价方法，包括以下步骤：
[0082]
步骤1：获取医学参考图像和医学比较图像。
[0083]
步骤2：根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化。
[0084]
步骤3：根据所述评价参考图像和所述评价比较图像，获取评价参数信息。
[0085]
具体地，步骤2中，所述预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化，包括：根据预设的比值关系，将所述医学比较图像归一化，得到所述评价参数信息。在本实施例中，将所述医学比较图像归一化至所述医学参考图像上可以是以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化。当然，也可以是以医学比较图像为参考，对所述医学参考图像进行归一化，两种方式实质相同，只是表述方式稍有区别，均在本发明的保护范围内。然后，如步骤3所述，利用所述评价参考图像和归一化之后的评价比较图像确定所述评价参数信息。其中，所述预设比值关系包括但不限于下文所述
的基于预设等剂量线归一化策略或基于预设感兴趣区域归一化策略获取的剂量值比值关系。
[0086]
较佳地，作为其中一种优选实施方式，所述评价参数信息包括但不限于：所述医学参考图像上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、在三维空间内所述评价点与所述参考点的距离、和所述评价点与所述参考点的角度偏差。
[0087]
步骤4：根据所述评价参数信息，获取评价结果。
[0088]
需要说明的是，在下文的描述中，虽然是基于一个评价点的评价结果进行描述，本领域的技术人员应该能够理解，在实际应用中，较佳地，应根据实际情况需要，选取合适的评价点分布及数量，最终获取相应的通过率结果，而不能以某个或某几个评价点的评价结果作为整体的最终评价结果。
[0089]
如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，能够避免图像选点的随机性，从而有效反映图像的真实情况，实现更加准确的评估。进一步地，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法既能用于放射治疗前剂量验证，确保肿瘤或异常接收到规定的剂量，同时使得周围正常组织免受损害；而且也能用于治疗后对病人治疗效果的定量评估，方便医生随时调整患者的治疗计划。进一步地，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，由于采用了根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化，克服了图像选点的随机性，因此，在根据所述评价参数信息，获取评价结果时，既可以采用传统的剂量偏差法或位置偏差法也可以采用传统的gamma评估方法，本发明对获取评价结果的具体手段不作任何限制。
[0090]
作为其中一种优选实施方式，步骤1中，所述医学参考图像和所述医学比较图像均为射野影像；所述医学参考图像包括剂量计算图像，所述医学比较图像包括剂量测量图像。所述剂量计算图像包括在与实际治疗相同的条件下，在患者治疗开始之前，获取的射野图像，比如，通过放射治疗计划数据模拟生成所述医学参考图像。所述剂量测量图像为患者在实际治疗时(包括治疗过程和/或治疗后)获取的射野图像。可以理解地，这仅是较佳实施方式的描述，本发明并不限制所述医学参考图像和所述医学比较图像的获取方式及具体形式。
[0091]
进一步地，步骤s1中，所述获取医学参考图像和医学比较图像，包括：获取所述医学参考图像上若干个参考点的剂量信息、以及所述参考点的三维空间位置信息和角度信息；获取所述医学比较图像上若干个评价点的剂量信息、以及所述评价点的三维空间位置信息和角度信息。
[0092]
作为优选，步骤2中，所述根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化的方法，包括：
[0093]
步骤21：按照预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值。
[0094]
步骤22：根据所述归一化参考剂量值和所述归一化比较剂量值的比值，对所述医学比较图像进行归一化。
[0095]
优选地，在其中一种示例性实施方式中，步骤21中，所述按照预设等剂量线归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值的方法，包括：
[0096]
步骤s2111：根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，确定百分比等剂量线；
[0097]
步骤s2112：统计所述医学参考图像在所述百分比等剂量线范围内的第一平均值，并将所述第一平均值作为所述归一化参考剂量值；并统计所述医学比较图像在所述百分比等剂量线范围内的第二平均值，并将所述第二平均值作为所述归一化比较剂量值。
[0098]
进一步地，所述根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，确定百分比等剂量线的方法，包括：根据所述医学参考图像的剂量梯度信息或所述医学比较图像的剂量梯度信息，选择所述医学参考图像或所述医学比较图像整个剂量场最大值的百分比等剂量线，作为所述百分比等剂量线。
[0099]
如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，基于统计学的规律，采用基于等剂量线的归一化方式，从而避免在高剂量梯度区域位置选点的偶然性，避免了反复取点的尝试，减少了剂量抖动给评价(分析)结果带来的不利影响。能够充分反映图像的真实情况，实现更加精准的评估。
[0100]
较佳地，在又一种示例性实施方式中，步骤21中，所述根据预设感兴趣区域归一化策略，获取所述医学参考图像的归一化参考剂量值和所述医学比较图像的归一化比较剂量值的方法，包括以下步骤：
[0101]
步骤s2121：根据预设评估区域选择因子，确定至少一个感兴趣区域；
[0102]
步骤s2122：根据所述感兴趣区域对应的体积剂量对应关系，计算所述医学参考图像的剂量值，得到所述归一化参考剂量值；并根据所述感兴趣区域对应的体积剂量对应关系，计算所述医学比较图像的剂量值，得到所述归一化比较剂量值。
[0103]
具体地，参见图2，图2为本发明其中一种实施方式的感兴趣区域归一化策略示意图。从图2可以看出，针对原始计划和重建的三维剂量场比较，为了方便医生评估病人危及器管和靶区的治疗效果，本实施方式根据roi选择评估区域选择因子h和roi剂量体积直方图(dose volume histogram，dvh)，提出相对模式下的qa评价方案。该方案需要额外给定输入(即根据roi选择评估区域选择因子h)：一个或者多个roi(头部、身体等)，算法根据roi的绝对位置信息在参考图像中找到对应的位置，划定计算的范围。在单独分析某个靶区或者危及器官时，当两个剂量图像在roi中的dvh有明显差异时，可以选择基于该roi归一的方式进行统计分析。从图中可以看出：首先，根据预设评估区域选择因子h以及输入的roi的绝对位置信息，分别获取所述参考图像i1和所述比较图像i2的计算范围，即获取参考图像i1的对应位置i
′1＝i1*h以及比较图像i2的对应位置i
′2＝i2*h；然后，根据比值关系以所述医学参考图像i1为参考，对所述比较图像i2进行归一化，上式中，d
1_x
为相同体积占比情况下，所述参考图像i1选定roi对应的剂量值；d
2_x
为相同体积占比情况下，所述比较图像i2选定roi对应的剂量值。优选地，所述选定roi对应的剂量值可以根据该roi的dvh确定。最后，根据所述评价参数信息，获取评价结果γ。如本领域技术人员能够理解地，所述体积剂量对应关系可以为剂量体积直方图，所述体积占比可以为输入数据(即已知数据)。
[0104]
由此可见，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，对于特定的roi选择相同体积占比，分别计算参考图像和比较图像对应的剂量值，然后利用第二比值关系将比较图像
归一至参考图像上，最后根据其他的输入条件进行gamma分析，获取相应的通过率结果。能够方便医生定量的分析特定roi的治疗效果，方便随时调整患者的治疗计划。
[0105]
特别地，本领域的技术人员可以理解地，上述基于等剂量线的归一化方式以及预设感兴趣区域归一化方式仅是较佳实施方式的描述，并非本发明的限制，在其他的实施方式中，也可以采用统计学常用的其他归一化方式，不再一一赘述。
[0106]
如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，克服了现有技术中无法对特定感兴趣区域的剂量影响的有效分析，能够方便医生定量地分析特定感兴趣区域的治疗效果，评估病人危及器官和靶区的治疗效果，方便随时调整患者的治疗计划。
[0107]
较佳地，步骤4中，所述根据所述评价参数信息，获取评价结果的方法，包括：根据所述医学参考图像上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、所述评价点与所述参考点在三维空间的距离以及所述评价点与所述参考点的角度偏差，采用gamma评价法，获取评价结果。
[0108]
作为其中一种优选实施方式，所述医学参考图像上参考点与归一化后的所述医学比较图像上评价点的剂量差值、所述评价点与所述参考点在三维空间的距离以及所述评价点与所述参考点的角度偏差，采用gamma评价法，获取评价结果，包括：
[0109]
对于任一评价点，通过下式获取其评价结果：
[0110][0111][0112][0113][0114][0115]
式中，为所述医学比较图像上的评价点的评价结果，为在三维空间内所述评价点与所述参考点的距离，为所述评价点与所述参考点的剂量差值，为所述评价点与所述参考点的角度差值。δdm为预设最大容忍位置偏差百分比，δdm为预设最大容忍剂量偏差百分比，δθm为预设最大容忍角度偏差百分比。和分别为所述评价点的剂量信息、以及所述参考点的三维空间位置信息和角度信息。和分别为所述参考点的剂量信息、以及所述参考点的三维空间位置信息和角度信息。具体地，θ通常采用弧度制，本发明对此不作限制。关于评价结果γ(rm)，当γ(rm)≤1时，该参考点计算通过。通过合理选取一定数量和分布的参考点和评价点，从而获取qa评价的通过率。
[0116]
由此可见，本发明通过增加了在角度上的影响权重角度，改进了现有技术的gamma评价方法。本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，克服了现有技术中gamma评价方法仅考虑当前控制点的缺陷，尤其是在pre-treatment评估中，本发明提供的qa评价方法能够充
分考虑到测量数据前后角度对当前角度下参考点的影响，能够更加精准地分析vmat计划在每个角度下的计算数据。
[0117]
如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价方法，通过增加角度方向上对整个算法的贡献，能够辅助分析在不同角度下机器实际的执行效果。
[0118]
本发明的再一实施例提供了一种基于医学图像的qa评价系统，参见图3，图3为本实施例提供的基于医学图像的qa评价系统。从图3可以看出，所述qa评价系统包括通信连接的射野影像装置100和图像评价装置200。
[0119]
具体地，所述射野影像装置100被配置为：获取医学比较图像；所述图像评价装置200被配置为：根据医学参考图像和所述医学比较图像，获取所述医学比较图像的评价结果。其中，如前文所述，作为优选实施方式，所述医学参考图像为在患者治疗开始之前，通过计划数据模拟生成的射野图像。进一步地，所述图像评价装置200包括图像归一化模块210、参数信息获取模块220和评价结果获取模块230。所述图像归一化模块210被配置为：根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；其中，所述预设归一化评价策略包括预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略。所述参数信息获取模块220被配置为：根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息。所述评价结果获取模块230被配置为：根据所述评价参数信息，获取评价结果。如此配置，本发明提供的基于医学图像的qa评价系统与上述各实施方式提供的基于医学图像的评价方法属于同一发明构思，能够避免图像选点的随机性，从而有效反映图像的真实情况，能够实现更加准确的评估。进一步地，所述基于医学图像的qa评价系统既能用于放射治疗前的剂量验证，确保肿瘤或异常接收到规定的剂量，同时避免周围正常组织不受损害；而且也能用于治疗后对病人治疗效果的定量评估，方便医生随时调整患者的治疗计划。
[0120]
特别地，本领域的技术人员可以理解地，在本文的实施方式中所揭露的装置和方法，也可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本文的多个实施方式的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。特别地，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用于执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0121]
另外，在本文各个实施方式中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0122]
本发明的再一实施例提供了一种医疗设备，参见图4，图4为本实施例提供的医疗设备的结构示意图。本实例提供的医疗设备能对患者600提供放射治疗，并且允许各种治疗前射野剂量的验证和治疗后对患者治疗效果额确认。放射疗法治疗可以包括基于光子的放射疗法、粒子疗法、电子束疗法或者任意其它类型的治疗疗法。本实施例提供的医疗设备包
括通信连接的放射治疗装置300、射野影像装置100和电子装置400，所述电子装置400包括存储器410和处理器420。较佳地，所述放射治疗装置300被配置为：产生放射射束，用于对患者进行治疗；所述射野影像装置100被配置为：根据所述放射射束，获取医学比较图像；所述电子装置400被配置为：根据医学参考图像和所述医学比较图像，获取所述医学比较图像的评价结果。其中，如前文所述，作为优选实施方式，所述医学参考图像为在患者治疗开始之前，通过计划数据模拟生成的射野图像。所述处理器420适于实现各指令，所述存储器410适于存储多条指令，所述指令适于由处理器420加载执行以下步骤，以获取所述医学比较图像的评价结果：根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；其中，所述预设归一化评价策略包括预设等剂量线归一化策略或预设感兴趣区域归一化策略；根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；根据所述评价参数信息，获取评价结果。如此配置，本发明提供的医疗设备，与上述各实施方式提供的基于医学图像的qa评价系统以及各实施方式提供的基于医学图像的评价方法属于同一发明构思，能够避免图像选点的随机性，从而有效反映图像的真实情况，能够实现更加准确的评估。进一步地，医疗设备既能用于放射治疗前的剂量验证，确保肿瘤或异常接收到规定的剂量，同时避免周围正常组织不受损害；而且也能用于治疗后对病人治疗效果的定量评估，方便医生随时调整患者的治疗计划。
[0123]
具体地，在其中一种优选实施方式中，所述放射治疗装置300(诸如但不限于放射治疗或放射外科设备)，其可以包括支持放射模块320机架310，放射模块320包括一个或多个放射源(图中未标示)以及线性加速器(图中未标示)、线性加速器可操作来生成kv或mv x射线放射束。机架310可以是环形机架(即其延伸通过完整的360度的弧，以建立完整的环或圆)，但是也可以采用其它类型的安装布置。例如，可以使用c型、部分环形机架或者机械手臂。还可以使用能够将放射模块320相对于患者600定位在各个转动和/或轴向位置的任意其它框架。放射模块320还可以包括调制设备(图中未示出)，可操作来调制放射束，以及将治疗放射束引向患者600并且引向希望被照射的患者的部位。希望被照射的部位被称为目标或目标区域或者感兴趣区域。患者600可以具有一个或多个需要被照射的感兴趣区域。可以在调制设备中包括校准设备(图中未示出)，以限定并调整放射束从放射源向患者600所通过的孔径的大小。校准设备可以由致动器(图中未示出)控制，致动器可以由电子设备400和/或控制器500控制。
[0124]
在一些实施方式中，所述放射治疗装置300是kv或mv调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy，imrt))设备或容积旋转调强放射治疗(volumetric modulated arc therapy，vmat)设备。这种系统中的强度分布适合于单个患者的治疗要求。使用多叶准直器(multi-leaf collimator，mlc)递送强度调制放射治疗场，该多叶准直器是附着到线性加速器头部的计算机控制的机械射束成形设备，并且包括金属指或叶的组件。对于每一个射束方向，通过具有优化的形状和重量的各种子场的依次递送，来实现优化的强度分布。从一个子场到下一个子场，叶片可以在放射束开启(on)的情况下(即动态多叶校准(dmlc))或者在放射束关闭(off)的情况下(即分段多叶校准(smlc))移动。在其他的实施方式中，所述放射治疗装置300也可以是断层治疗设备，其中使用在计算机控制下开启和关闭的二进制准直器来实现强度调制。由于机架围绕患者连续转动，可以通过二进制准直器的开启和关闭来调整射束的小宽度的曝光时间，使得能够通过患者的最优选的方向和位置向肿瘤递
送辐射。进一步地，再又一些实施方式中，所述放射治疗装置300还可以是包括滑环转动机架的螺旋断层放疗设备。总而言之，本领域的技术人员可以理解地，可以使用任意类型的强度调制放射治疗(imrt)设备。每种类型的所述放射治疗装置300都伴随有对应的放射计划和放射递送程序。
[0125]
射野影像装置100可以是电子射野剂量成像设备(epid)。可以依据qa评价目的选择是否使用非透射治疗前、或者非透射治疗、或者透射治疗剂量测定，来将射野影像装置100放置在不同的位置，诸如在治疗床300的顶部上或者附着到加速器头等。射野影像装置100可以生成直接的射野图像，射野图像包括来自机架310不同的投影角度0≤θ《360
°
的数据。在一些实施方式中，其可以是基于照相机的设备，诸如基于ccd照相机的epid或者基于非晶硅的检测器。在另一些实施方式中，其也可以是提供良好的图像质量、高光传输效率、大成像面积和对辐射的抵抗的平板成像器。平板成像器通常由图片元素(像素)组成，该图片元素将落在它们上的放射量寄存并且将所接收到的放射量转换为对应数量的电子。电子被转换为电信号，使用射野影像装置100或者电子装置400对电信号进一步进行处理。
[0126]
本发明提供的医疗设备还可以包括包含编程指令的多个模块，编程指令彼此进行通信，并且当被执行时使所述医疗设备执行与如本文中所讨论的放射治疗/外科有关的不同的功能。例如，在一些实施方式中，所述医疗设备可以包括：治疗计划模块(图中未标示)，可操作来基于医疗人员向系统输入的多个数据生成针对患者600的治疗计划，治疗计划包括预测的放射剂量分布；患者定位模块(图中未标示)，可操作来针对特定放射疗法治疗，相对于机架310的等中心定位并对齐患者600；患者图像获取模块(图中未标示)，可操作来指示放射治疗装置300获取放射疗法治疗之前和/或放射疗法治疗期间的患者600的图像(即体内图像)；治疗递送模块(图中未标示)，可操作来指示放射治疗装置300向患者600递送治疗计划。
[0127]
本领域的技术人员可以理解地，本发明提供的电子装置400包括但不限于通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备。进一步地，所述指令可以以c或c++编程语言编写。用于执行如在本文中所描述的本发明的操作的计算机程序代码也可以以其它编程语言编写。电子装置400包括但不限于诸如存储器410和处理器420的通常的硬件以及用于运行各种软件程序和/或通信应用的操作系统。电子装置400可以包括能够与放射治疗装置300和射野影像装置100进行通信的软件程序，并且这些软件程序从任意外部软件程序和硬件接收数据。电子装置400还可以包括被适于由医疗人员访问的任意合适的输入/输出设备以及i/o接口、存储器设备、存储器、键盘、鼠标、监视器、打印机、扫描仪等。电子装置400还可以与其它计算机和放射治疗系统联网。放射治疗装置300和电子装置400两者可以与网络以及数据库和服务器进行通信。
[0128]
本发明的又一实施例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上存储有计算机可执行的指令，当所述计算机可执行的指令被执行时实现上述任一项所述的基于医学图像的qa评价方法的步骤：获取医学参考图像和医学比较图像；根据预设归一化评价策略，以所述医学参考图像为参考，对所述医学比较图像进行归一化；根据所述医学参考图像和归一化后的所述医学比较图像，获取评价参数信息；根据所述评价参数信息，获取评价结果。如此配置，本发明提供的计算机可读存储介质，与本发明提供的基于医学图像的qa评价方法和系统属于同一发明构思，能够避免图像选点的随机性，从而有效反映图像
的真实情况，能够实现更加准确的评估。
[0129]
本发明实施方式的可读存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机硬盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其组合使用。
[0130]
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
[0131]
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言-诸如java、smalltalk、c++，还包括常规的过程式程序设计语言-诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非
[0132]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0133]
综上，上述实施例对基于医学图像的qa评价方法、系统、医疗设备及存储介质的不同构型进行了详细说明，当然，上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。