[发明专利]质子治疗的参数监测装置及系统

权利要求书

1.一种质子治疗的参数监测装置，其特征在于，包括：

生成式对抗网络模块，用于提供经训练的生成式对抗网络模型，所述经训练的生成式对抗网络模型提供质子束的正电子核素活度分布与剂量分布的非线性关系，所述生成式对抗网络模型经由训练样本训练，所述训练样本由CT值、质子束的正电子核素活度分布与剂量分布组成；

CT获取模块，用于获取所述治疗对象的CT图像，以获取用于训练所述生成式对抗网络模型的CT值；

分布获取模块，用于获取用以训练所述生成式对抗网络模型的质子束的正电子核素活度分布与剂量分布，所述生成式对抗网络模型的质子束的正电子核素活度分布与剂量分布基于治疗对象的三维体模构建治疗对象，并模拟获得，所述三维体模根据所述治疗对象的CT图像构建；

PET获取模块，用于从正电子湮没断层扫描系统中获取质子与组织发生反应产生的正电子核素活度分布的PET图像；

预测模块，用于将所述PET图像和所述CT图像输入所述经训练的生成式对抗网络模型，通过所述经训练的生成式对抗网络模型提供的质子束的正电子核素活度分布与剂量分布的非线性关系，预测质子束的剂量分布与布拉格峰位置；

判断模块，用于根据所述预测的质子束的剂量分布判断布拉格峰位置与目标区域的位置关系；

调整模块，用于依据所述判断模块判断的结果确定质子束的出束参数是否需要调整。

2.如权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述CT值为质子束经过路径上的CT值。

3.根据权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述剂量分布和所述正电子核素活度分布经由治疗对象的三维体模在蒙特卡洛系统中构建的组织中模拟不同入射能量和/或不同入射位置的质子治疗过程获得。

4.根据权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述生成式对抗网络模型包括生成器以及判别器，所述训练样本中的CT值、质子束的正电子核素活度分布输入所述生成器以获得一生成值，所述判别器判别所述生成值与所述训练样本中的剂量分布之间的差异。

5.根据权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述调整模块还配置成：

若所述判断模块判断所预测的质子束的剂量分布与布拉格峰位置位于目标区域内，则不对所述质子束的出束参数进行调整；

若所述判断模块判断所预测的质子束的剂量分布与布拉格峰位置位于目标区域外，则重新调整所述质子束的出束参数。

6.根据权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述生成式对抗网络模型的预测结果通过定量评价方法进行评价。

7.根据权利要求1所述的质子治疗的参数监测装置，其特征在于，所述生成式对抗网络模型的预测结果通过如下步骤进行泛化能力评价：

同一张图片中不同位置处预测的剂量分布与布拉格峰位置的评价和/或更换不同的PET活度图像进行的预测剂量分布与布拉格峰位置的评价。

8.一种质子治疗的参数监测系统，其特征在于，包括：

CT系统，用于提供治疗对象的CT图像；

蒙特卡洛系统，用于基于治疗对象的三维体模构建治疗对象，并模拟获得质子束的剂量分布和正电子核素活度分布，所述三维体模根据所述治疗对象的CT图像构建，以获取用于训练生成式对抗网络模型的质子束的正电子核素活度分布与剂量分布；

PET系统，用于提供质子与组织发生反应产生的正电子核素活度分布的PET图像；以及

如权利要求1至7任一项所述的质子治疗的参数监测装置。