[发明专利]一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统

权利要求书

1.一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：包括：

数据预处理模块，用于基于患者历史数据，对若干CT数据及其对应的解剖结构数据、计划的三维剂量信息进行预处理，制作数据集；所述数据集包括CT信息、结构信息、剂量信息；

剂量预测数据库，用于存储所述数据集；

剂量预测模块，用于将数据集划分为训练集和验证集，利用深度卷积神经网络的模型进行训练和验证，从而得到训练好的剂量预测模型；并使用训练好的剂量预测模型对新患者的CT数据及其对应的解剖结构数据进行预测，从而得到新患者预测的三维剂量信息。

2.根据权利要求1所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述数据预处理模块包括CT预处理单元、结构预处理单元、剂量预处理单元，其中，

所述CT预处理单元用于对CT数据解析时进行归一化处理得到CT信息；

所述结构预处理单元用于对CT数据对应的解剖结构数据解析时用数值标签对靶区与危及器官的像素点进行标记，得到结构信息；

所述剂量预处理单元用于对CT数据对应的计划的三维剂量信息解析时进行归一化处理，得到剂量信息。

3.根据权利要求2所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述CT预处理单元对CT数据进行解析时，对CT数据进行归一化处理：

（1）

式（1）中，a=-1，b=1；max为最大CT数据值；min为最小CT数据值；CT_nor为归一化的CT信息，归一化后的CT信息值范围为-1~1；CT_{clip(max-min)}为截断后的CT信息。

4.根据权利要求3所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述CT预处理单元还用于对CT数据进行归一化处理得到的CT信息进行灰度处理后，利用2D深度卷积神经网络模型从CT信息中分割出施源器，得到带有施源器的CT信息。

5.根据权利要求2所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述结构预处理单元用于对CT数据对应的解剖结构数据进行解析时，创建一个与CT数据等大的零矩阵，分别使用数值标签在零矩阵中标记靶区与危及器官的像素点，所述危及器官包括膀胱、直肠、小肠、乙状结肠；标记的数值标签为：

label_靶区=1，label_膀胱=0.8，label_直肠=0.6，label_小肠=0.4，label_乙状结肠=0.2。

6.根据权利要求2所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述剂量预处理单元用于对CT数据对应的计划的三维剂量信息进行解析时，对计划的三维剂量信息进行归一化处理：

（2）

式（2）中，D₀为归一化处理前获得的剂量信息；D为归一化处理后的剂量信息。

7.根据权利要求1所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：所述剂量预测模型包括模型选择单元、模型训练单元，其中，

所述模型选择单元基于深度卷积神经网络选择3D深度卷积神经网络模型作为剂量预测模型，并设置初始化参数；

所述模型训练单元将数据集中CT信息和结构信息作为剂量预测模型的输入x，将剂量信息作为剂量预测模型的输出y，对剂量预测模型进行训练，直到训练迭代收敛，得到输入x与输出y的映射关系，从而获得训练好的剂量预测模型。

8.根据权利要求1所述的一种宫颈癌近距离治疗剂量预测系统，其特征在于：还包括放射源驻留模块，用于根据剂量预测模块通过剂量预测模型预测得到的三维剂量信息反向拟合计算得到放射源的驻留位置和驻留时间。