[发明专利]一种从Pinnacle放疗计划系统中导出并重建剂量‑体积直方图的方法

摘要

本发明提供一种从Pinnacle放疗计划系统中导出并重建剂量‑体积直方图的方法，该方法首先编写脚本程序并将其嵌入到Pinnacle放疗计划系统；然后，通过执行脚本程序，将系统内存储的图形化剂量‑体积直方图以微分表达的形式导出并存储为特定格式的ASCII码文本文件；最后，通过对文本文件的解析，重建积分表达形式的剂量‑体积直方图。利用本发明提供的方法，可以将图形化的剂量‑体积直方图曲线转换为数字化格式，提高了在利用Pinnacle放疗计划系统评估人体受辐射剂量时的精度，使独立存储和批量处理放疗患者的剂量‑体积信息成为可能，为肿瘤放射治疗临床医生和放射物理师开展临床及科研工作提供了技术支持。

主权项

一种从Pinnacle放疗计划系统中导出并重建剂量‑体积直方图的方法，其特征在于，通过编写脚本程序并将该程序嵌入Pinnacle放疗计划系统中，然后，执行脚本程序，将图形化的剂量‑体积直方图以微分形式导出为自定义格式的ASCII码文本文件，最后，解析该文本文件并重建曲线，得到数字化的积分剂量‑体积直方图，具体步骤如下：第一步，嵌入脚本程序1)编写脚本：通过文本编辑器新建一个空白文本文件，并在其中录入三段脚本代码，逐行分别完成如下操作：第一段代码完成：调用WindowList对象中的PlanEval字段，运行CreateUnrealized命令，生成计划评估界面；调用WindowList对象中的PlanEval字段，运行PanelList命令，为生成的计划评估界面定义一个取值为自然数的编号，并在窗口显示生成的计划评估界面；调用WindowList对象中的PlanEval字段，运行Create命令，激活该计划评估界面；将TrialList方案列表中编号为1的方案即Trial1激活，并指定为待导出剂量体积直方图的计划方案，由此，下面操作导出的都是该计划方案中的感兴趣区剂量体积值；调用WindowList对象中的DoseVolHistTabular字段，运行Create命令，激活计划评估界面中的“Tabular Dose Volume Histogram”窗口；第二段代码完成：将DVHList字段中的Current属性设为0，即指定剂量评估界面中第1组剂量体积值为当前值；将当前DVHList中的AutoComputeBinSize属性值设为0，关闭导出该组剂量体积值时“自动计算单元格尺度”选项；将当前DVHList中的BinSize属性值设为1，即设置导出该组剂量体积值时所用剂量单元格尺度为1cGy；定义待导出的当前剂量体积值的存放路径字符串；设置当前剂量体积值导出后的存放路径，并存储在FileString字符变量中；调用当前DVHList字段的RegionOfInterestName属性，读取感兴趣区名，以此衔接在FileString字符变量后，作为储存当前剂量体积值文件名的一部分；在FileString文件名字符串后加入一条下划线作为分隔标记；调用当前DVHList字段的TrialName属性，读取待导出剂量体积值的计划方案名，并加入到FileString文件名字符串后；再次在FileString文件名字符串后加入一条下划线作为分隔标记；调用PlanInfo字段的LastName属性，读取待导出剂量体积值的当前计划的患者名，并加入在FileString文件名字符串后；在FileString文件名字符串后衔接待保存文件的后缀名,此处以“txt”格式保存，以便导出后供用户直观阅读；调用DVHList对象中当前剂量体积数据，并保存在FileString文件名字符串所设置的文件中；清空存放路径的字符串变量；清空存放文件名的字符串变量；第三段代码完成：在上一组导出的剂量体积值器官编号基础上加1，将当前剂量体积值指向DVHList中后续一组剂量体积值，也就是将DVHList中第2组剂量体积值设为当前值；将当前DVHList中的AutoComputeBinSize属性值设为0，关闭导出该组剂量体积值时“自动计算单元格尺度”选项；将当前DVHList中的BinSize属性值设为1，即设置导出该组剂量体积值时所用剂量单元格尺度为1cGy；定义待导出的当前剂量体积值的存放路径字符串；设置当前剂量体积值导出后的存放路径，并存储在FileString字符变量中；调用当前DVHList字段的RegionOfInterestName属性，读取感兴趣区名，以此衔接在FileString字符变量后，作为储存当前剂量体积值文件名的一部分；在FileString文件名字符串后加入一条下划线作为分隔标记；调用当前DVHList字段的TrialName属性，读取待导出剂量体积值的计划方案名，并加入到FileString文件名字符串后；再次在FileString文件名字符串后加入一条下划线作为分隔标记；调用PlanInfo字段的LastName属性，读取待导出剂量体积值的当前计划的患者名，并加入在FileString文件名字符串后；在FileString文件名字符串后衔接待保存文件的后缀名,此处以“txt”格式保存，以便导出后供用户直观阅读；调用DVHList对象中当前剂量体积数据，并保存在FileString文件名字符串所设置的文件中；清空存放路径的字符串变量；清空存放文件名的字符串变量；其中，1)第二段第一行和第三段第一行表明这两段代码要导出的是放疗计划系统计划评估模块感兴趣区域列表中的第一个器官受辐射剂量‑体积关系曲线，要导出剂量‑体积直方图中更多器官的辐射剂量‑体积曲线，仅需要将上述代码中第二段和第三段一起复制，并重复粘贴在后续空白区域，然后，将每一段第一行的“DVHList Current”依次赋值为数列2、3、4、5……的每一个整数值，其中，每增加两个新的段落，脚本将增加导出感兴趣区域列表中后续一个器官的剂量‑体积直方图曲线；2)保存脚本：将上述脚本文件保存在Unix操作系统目录的/home/p3rtp/User_Scripts/路径下，并将文件命名为“*/Script/p3rtp”，此处*代表任意合法命名字符串；第二步,导出剂量‑体积直方图1)建立剂量‑体积直方图触发器：在Pinnacle放疗计划系统的HotScripts界面建立新的脚本运行触发器，并将后台执行脚本指向保存在/home/p3rtp/User_Scripts/路径下的上述脚本文件；2)选定感兴趣器官：在放疗计划系统的计划评估界面，选定感兴趣区域列表中欲导出的感兴趣器官；3)设置路径：根据上述脚本中“Store/StringAt/BaseString”字段的值，在Unix文件系统的对应路径/home/p3rtp/下，新建文件夹并命名为dvhexport，使导出的文件存储于该文件夹路径下；4)发送命令：触发HotScripts界面新建的剂量‑体积直方图导出触发器，即可将剂量‑体积直方图曲线由放疗计划系统导出并自动存储在“Store/StringAt/BaseString”字段定义的路径中；5)文件存储：选定的感兴趣区域列表中每一个器官，将被导出并存储为一个“txt”格式文件，文件名的命名格式为“器官名_计划方案名_患者名”，如“heart_Trial_1_ZhangSan/txt”，表示该文件存储了患者张三的第一个放疗计划中心脏受照射的剂量‑体积数据；每一个文件结构分为三个部分：NumberOfDimensions、NumberOfPoints和Points，其中，NumberOfDimensions存储了导出曲线的维数，NumberOfPoints存储了剂量采样点的数目，Points是一个具有NumberOfPoints行2列的剂量‑体积矩阵，其中每一行存储了每一个剂量采样点对应的剂量‑体积值，其中，第一列是绝对剂量，单位：cGy，第二列是与第一列相对应的微分绝对体积值，单位：cm3；第三步，重建剂量‑体积直方图：1)读取导出文件中的Points矩阵，其中，该矩阵第一列为剂量采样点Doseii＝1，2，3，...NumberOfPoint s；2)计算器官绝对体积：将Points矩阵的第二列累加，得到该器官的绝对体积值Volume_abs(单位：cm3)；3)计算采样点积分绝对体积：对于Points矩阵中第一列的每一个剂量采样点Dosei，计算其对应的积分绝对体积Volume_inti，算法描述为Volume_int1＝Points[1，2]Volume_inti＝Volume_inti‑1+Points[i，2] i＝1，2，3，...NumberOfPoints；4)计算采样点积分百分体积：对于Points矩阵中第一列的每一个剂量采样点Dosei，计算其对应的积分百分体积Volume_nomi，算法描述为：i＝1，2，3，...NumberOfPoints其中，由剂量采样点和积分百分体积构成的矩阵[Dosei，Volume_nomi]’i＝1，2，3...NumberOfPoint s就是重建得到的剂量‑体积直方图矩阵；5)勾画剂量‑体积直方图：当i＝1，2，3...NumberOfPoint s时，以Dosei为横坐标，Volume_nomi为对应的纵坐标，描绘一条连续的曲线，即重建得到某一感兴趣器官的剂量‑体积直方图。