[发明专利]一种三维剂量计算方法、计算机设备以及可读介质

权利要求书

1.一种三维剂量计算方法，其特征在于，所述计算方法包括：

获取病人的影像图像；

对所述影像图像进行处理，得到介质材料分布图、电子密度分布图和与若干单个射束单元分别对应的若干个TERMA分布图；其中，若干所述射束单元由射野进行网格化拆分得到；

将所述介质材料分布图、电子密度分布图、单个所述TERMA分布图各作为一个通道进行融合，输入至经训练的神经网络模型中，得到单个三维剂量分布，其中，神经网络模型是通过已有剂量算法，在基于不同射束单元和不同影像图像生成剂量数据作为训练样本，经过训练确定参数构建而成；

通过若干个所述单个三维剂量分布叠加计算所述射野的三维计量分布。

2.根据权利要求1所述的三维剂量计算方法，其特征在于，所述对所述影像图像进行处理，得到介质材料分布图、电子密度分布图和与若干单个射束单元分别对应的若干个TERMA分布图的步骤，包括：

根据影像图像获取介质材料分布图和电子密度分布图；

根据射束单元、介质材料分布图和电子密度分布图，计算若干初入射的单个射束单元与介质发生相互作用的量TERMA；

由TERMA构建TERMA分布图；

对介质材料分布图、电子密度分布图和单个TERMA分布图进行插值处理；

对经插值处理后的介质材料分布图、电子密度分布图和TERMA分布图按照各自对应的最大值进行归一化处理。

3.根据权利要求1所述的三维剂量计算方法，其特征在于，所述神经网络模型为编码器-解码器结构，编码器逐渐减少空间维度，识别图像特征，解码器逐步修复物体的细节和空间维度，对像素进行预测，最后以relu激活函数输出。

4.根据权利要求2所述的三维剂量计算方法，其特征在于，还包括神经网络模型训练步骤：

获取基础影像数据；

对所述基础影像图像进行处理，得到若干组相互对应的介质材料分布图和电子密度分布图；

随机设置射束单元；

根据射束单元、介质材料分布图和电子密度分布图，计算单个所述射束单元所对应的TERMA分布图和已有剂量算法计算的剂量分布；

采用Adam优化器对若干组介质材料分布图和电子密度分布图、单个所述射束单元所对应的TERMA分布图进行训练和优化，其中采用MSE作为损失函数。

5.根据权利要求2所述的三维剂量计算方法，其特征在于，在所述神经网络构训练步骤后，还包括调整修正步骤：

对于单能能量，基于加速器出束能谱进行加权叠加；

对于使用混合能谱下代表所述混合能谱的特征能量，采用射线硬化修正以及建成区域的污染电子修正。

6.根据权利要求1所述的三维剂量计算方法，其特征在于，所述已有剂量算法包括：笔形束算法、筒串卷积算法、蒙特卡罗模拟。

7.根据权利要求2所述的三维剂量计算方法，其特征在于，所述对介质材料分布图、电子密度分布图和单个TERMA分布图进行插值处理的步骤，包括：

将介质材料分布图、电子密度分布图和若干个TERMA分布图的物理坐标对齐，并重新插值成分辨率相同、网格大小相同的矩阵；

将所述矩阵进行连接。

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有在所述处理器上运行的计算方法程序，所述计算方法程序被所述处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的三维剂量计算方法的步骤。

9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质是计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算方法程序，所述计算方法程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一项所述的三维剂量计算方法的步骤。