[发明专利]一种硼中子俘获治疗计划系统

说明书

本发明公开了一种基于蒙特卡罗程序的硼中子俘获治疗的治疗计划系统，所述系统包括：医学图像导入模块，对各种形式的医学图像进行导入；信息获取模块，获取患者的各种信息，模板库匹配模块，对导入的患者肿瘤信息进行快速的匹配，找出肿瘤生长部位可以接受的最大像素尺寸；空气切除模块，对医学图像组织以外的空气进行切除，减少不必要的计算时间；ROI圈画及几何建模模块，实现对肿瘤和关键器官圈画，同时通过不同大小的混合网格构建蒙特卡罗剂量计算输入模型；剂量模块，构建完整蒙特卡罗剂量计算文件，实现剂量计算并输出剂量计算结果。通过本发明提出的治疗计划系统，能够克服现有治疗计划剂量计算系统网格单一，计算时间长的缺点，提高了剂量计算效率。

技术领域

本发明实施例涉及放疗技术领域，尤其涉及一种硼中子俘获治疗计划系统、方法、设备和存储介质。

背景技术

治疗计划系统是在放射治疗前将患者的电子计算机断层扫描CT(ComputedTomography)、磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI)或其他图像资料输入计算机，计算机根据这些资料构建患者的3D模型，针对不同的治疗方案的剂量分布进行计算，并进行优选的系统。它的重要性在于利用计算机治疗计划系统，在放疗前即可在计算机上就各种不同治疗方案的剂量分布进行计算，并根据计算结果选取对肿瘤治疗最为合理的剂量分布方案，并付诸实施。

现有的硼中子俘获(BNCT)治疗计划系统在进行剂量计算构建模型时，通常将患者模型分成无数个大小一致的六面体，通过在每个六面体填充相应亨氏单位(hounsfieldunit,HU)值对应的材料，并计算每个六面体的剂量分布，从而获取整个模型的剂量分布，六面体越大，剂量计算结果越粗糙，所需要的计算时间也越短，反之，六面体越小，剂量计算的结果越精确，需要的时间也越长，即使现在很多的BNCT机构采用服务器进行并行计算，但是为了保证单次剂量计算的准确度，计算时间仍然高达8-10小时。

在剂量计算时，我们往往更关注肿瘤以及关键器官等感兴趣区域(region ofinterest，ROI)，对于其他组织的剂量分布精确度要求不如感兴趣区域高，现有的BNCT治疗计划系统剂量计算方法通常是对其他组织也采用与ROI区域相同大小的网格进行剂量计算，这种做法将浪费大量的计算时间。

发明内容

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明针对上述问题，提出了一种混合网格的建模方式，通过对ROI区域采用细网格，非ROI区域采用粗网格，计算整个区域的剂量分布，再从大量的剂量数据中挑选出感兴趣区域的数据绘制剂量体积直方图(dose volume histogram,DVH)，在准确度不变的情况下大幅度减少对周围非ROI区域的剂量计算时间，提高了治疗计划的效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种硼中子俘获治疗计划系统，所述系统包括：医学图像导入模块，用于导入各种形式的医学图像；信息获取模块，用于获取患者的各种信息；模板库匹配模块，用于对导入的患者肿瘤信息进行匹配，得到肿瘤生长部位可以接受的最大像素尺寸；空气切除模块，用于对医学图像组织以外的空气进行切除；ROI圈画及几何建模模块，用于对感兴趣区域圈画，通过不同大小的混合网格构建蒙特卡罗剂量计算输入模型；剂量模块，构建完整蒙特卡罗剂量计算文件，实现剂量计算并输出剂量计算结果。

第二方面，本发明实施例还提供了一种硼中子俘获治疗计划方法，所述方法包括：医学图像导入步骤，用于导入各种形式的医学图像；信息获取步骤，用于获取患者的各种信息；模板库匹配步骤，用于对导入的患者肿瘤信息进行匹配，得到肿瘤生长部位可以接受的最大像素尺寸；空气切除步骤，用于对医学图像组织以外的空气进行切除；ROI圈画及几何建模步骤，用于对肿瘤和关键器官圈画，通过不同大小的混合网格构建蒙特卡罗剂量计算输入模型；剂量计算步骤，构建完整蒙特卡罗剂量计算文件，实现剂量计算并输出剂量计算结果。