[发明专利]治疗计划逆向规划方法和治疗计划系统

权利要求书

1.一种治疗计划逆向规划方法，用于在放射治疗前对患者要进行放射治疗的区域进行剂量规划，其特征在于，包括：

步骤A：输入患者医学图像；

步骤B：根据患者医学图像勾画患者体表、靶体、危及器官的组织轮廓；

步骤C：设置治疗计划的逆向规划目标；

步骤D：创建初始治疗计划；

步骤E：设置迭代优化参数：种群大小、种群进化次数；

步骤F：对所述初始治疗计划进行随机抖动，产生种群中的个体治疗计划；

步骤G：计算所述种群所有个体治疗计划对应的剂量场；

步骤H：根据所述剂量场选择与所述逆向规划目标最接近的个体治疗计划作为当前最优计划；

步骤I：若所述当前最优计划与所述逆向规划目标的差值小于预设的第一阈值，转步骤M；否则进入下一步；

步骤J：若进化次数达到所述种群进化次数，转到步骤M；否则进入下一步；

步骤K：将所述当前最优计划通过扰动进化到新一代种群，转到步骤G；

步骤M：停止种群进化并输出当前最优计划。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中步骤K所述扰动包括随机扰动，所述随机扰动包括：

步骤S1：随机选择当前最优计划的靶点位置和/或准直器型号和/或权重作为第一被扰动量；

步骤S2：随机选择扰动量Δ1，Δ1小于预设的第一扰动幅度，将所述扰动量Δ1与步骤S1所选择的第一被扰动量相加；

步骤S3：重复步骤S1至S2，直到形成种群大小数目的新一代个体治疗计划。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述步骤K所述扰动包括组合扰动：

步骤T1：选择当前最优计划的靶点位置、准直器型号或权重的任一种作为作为第二被扰动量；

步骤T2：随机选择扰动量Δ2，Δ2小于预设的第二扰动幅度，将所述扰动量Δ2与步骤T1所选择的第二被扰动量相加；

步骤T3：重复步骤T1至T2，直到形成种群大小数目的新一代个体治疗计划。

4.如权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，其中所述步骤F包括：

步骤F1：对所述初始治疗计划所包含的参数进行编码形成第一序列；

步骤F2：对所述第一序列的位进行随机取反操作形成第二序列；

步骤F3：对所述第二序列进行解码，获得个体治疗计划；

步骤F4：重复F2至F3，直到形成种群大小数目的个体治疗计划。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述编码包括二进制编码、实数编码或格雷码编码中的任意一种。

6.一种治疗计划系统，用于在放射治疗前对患者要进行放射治疗的区域进行剂量规划，其特征在于，包括设置模块、优化模块、进化模块和迭代模块；

所述设置模块用于，输入患者医学图像；根据患者医学图像勾画患者体表、靶体、危及器官的组织轮廓；设置治疗计划的逆向规划目标；创建初始治疗计划；设置迭代优化参数：种群大小、种群进化次数；对所述初始治疗计划进行随机抖动，产生种群中的个体治疗计划；

所述优化模块用于，计算所述种群所有个体治疗计划对应的剂量场；根据所述剂量场选择与所述逆向规划目标最接近的个体治疗计划作为当前最优计划；

所述进化模块用于，将所述当前最优计划通过扰动进化到新一代种群；

所述迭代模块用于，若所述当前最优计划与所述逆向规划目标的差值小于预设的第一阈值，或进化次数达到所述种群进化次数，输出当前最优计划并结束；否则调用进化模块产生新一代种群，再调用优化模块进行优化。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，其中所述进化模块包括随机扰动单元和第二迭代单元；

所述随机扰动单元用于随机选择当前最优计划的靶点位置和/或准直器型号和/或权重作为第一被扰动量；随机选择扰动量Δ1，Δ1小于预设的第一扰动幅度，将所述扰动量Δ1与所述第一被扰动量相加；

所述第二迭代单元用于迭代调用所述随机扰动单元，直到形成种群大小数目的新一代个体治疗计划。