[发明专利]一种肿瘤患者精准剂量验证装置

说明书

本发明提供了一种肿瘤患者精准剂量验证方法、装置及设备,包括建立肿瘤患者信息数据库；对肿瘤患者信息数据库中患者样本数据进行分类,建立精准放疗剂量验证评估模型，得到基于患者DVH剂量验证的归一化QA指标；通过参数分析算法分析肿瘤患者信息数据库数据，得到肿瘤患者的关键计划参数；以所述肿瘤患者信息数据库样本的关键计划参数为输入参数,输入到所述的患者精准放疗剂量验证评估模型，并通过递归算法校正所述患者精准放疗剂量验证评估模型，构建精准放疗计划个体化QA自动预测模型。本发明通过提取关联计划参数和算法实现对精准放疗剂量验证评估模型的优化,通过递归算法优化得到精准放疗计划预测QA指标,实现精准的QA预测且评估效率高。

技术领域

本发明涉及智能控制算法领域，特别是肿瘤患者精准剂量验证方法、系统及设备。

背景技术

精准放射治疗是放疗领域不断追求的目标，即保证放射治疗过程中肿瘤区域受到精确的、足够的放射剂量，同时避免周围危及器官受到过量照射。目前兴起的精准放疗技术如调强放射治疗(Intensity-modulated radiation therapy,IMRT)在剂量分布上已经很好地契合了这一点。然而，由于IMRT的高度适形及计划设计过程的复杂性，尤其是随着新兴的IMRT技术-容积旋转调强治疗技术(volumetric modulated arc therapy,VMAT)的出现，计划在设计和执行过程中具有更多动态变化的参数，增加了计划实施的不确定性]。因此，治疗前的剂量验证成为IMRT等精准放疗技术特定病人计划质量保证流程(qualityassurance,QA)的关键步骤。

由于患者个体差异，不同患者的计划复杂度和计划质量有差异，计划在临床实施时也会产生不同特性的剂量偏差。因此，理想的特定患者IMRT计划QA目标应是确保每位患者治疗计划临床实施剂量与计划剂量的差异满足相关临床允许误差标准。然而，因客观所限，现有的剂量验证方法常常无法敏感地和/或有效地探测剂量误差，计划QA结果也优劣不一，致使精准放疗开展遇到瓶颈。

目前γ指标作为目前评价放射治疗计划和QA的常用方法，主要是对实测剂量和计划系统计算剂量进行比较，包括百分剂量差异(percent dose difference，PDD)、一致性距离(distance to agreement，DTA)以及γ通过率这三个参数。其中百分剂量差异方法在剂量梯度变化较大的区域极其敏感，微小的位置偏移可能会引起较大的误差，它适合于剂量分布较为平缓的区域；而DTA方法在剂量梯度平缓的区域格外敏感，微小的剂量偏差可能会引起较大的误差，它适用于剂量分布较为陡峭的区域；而伽马分析法则结合了前两种方法的优点，成为了在剂量陡峭和平缓的区域都能适用的日常常规剂量验证方法。常用的伽马通过率测量基准包括3％最大剂量偏差和3mm距离偏差(3％/3mm基准)、2％最大剂量偏差和2mm距离偏差(2％/2mm基准)以及1％最大剂量偏差和1mm距离偏差(俗称1％/1mm基准)，其中3％/3mm基准多适用于日常的病人剂量验证，而2％/2mm基准和1％/1mm基准由于较为严格则较多的适用于科学研究。

剂量计算是在三维网络矩阵中进行的,二维和三维剂量分布的显示实际上是三维网络矩阵单元等剂量分布的二维和三维表示,因此,可以计算和表示出在某一感兴趣的区域的剂量,如靶区、重要器官的体积内有多少体积受到多高剂量水平的照射。基于剂量体积直方图(dose-volume histogram,DVH)的计划评价作为日常病人QA的重要工具，它能够定量评价计划在执行之后所产生的剂量偏差，在剂量验证方面更具有临床相关性。