CN107480416A - 一种放射治疗计划系统 - Google Patents

Abstract

本申请属于医疗设备领域，具体的，本发明公开一种放射治疗计划系统，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，病例管理模块从数据服务器中获取患者列表，将指定患者的影像数据下载并存放到本地数据存储模块，治疗计划系统主模块从本地数据存储模块中获取患者影像数据，并结合预先参数的进行治疗计划的设计，得到放射治疗计划方案，以文件的形式将放射治疗计划方案存储在本地数据存储模块，由病例管理模块将计划数据发送至数据服务器中的数据库系统进行管理。本发明通过对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储，免去重复进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，进而缩短治疗和诊断时间，从而降低治疗成本。

Description

一种放射治疗计划系统

技术领域

本发明属于医疗设备领域，更具体的，本发明涉及一种放射治疗计划系统。

背景技术

放射治疗是进行肿瘤治疗的重要手段之一，对于改善人类健康和增益人类寿命有十分重大的意义。世界卫生组织(WHO)提供的统计数据表明，在可治愈癌症中，手术治愈率为22％，放疗与手术结合的治愈率为6％，放疗治愈率12％，化疗仅为5％。可见，放射治疗是癌症治愈的重要技术手段。放射治疗是以放射物理、放射生物学、临床放射治疗学为基础，结合临床肿瘤学、外科学、内科学、影像学等知识，利用放射线治疗疾病的手段，主要用来治疗恶性肿瘤。

近年来，放射治疗技术发生了巨大变化。随着放射治疗技术的发展，放射治疗向着“精确放疗”的目标前进，智能放射治疗技术巳成为放射治疗先进和有效的手段之一。即要求放射治疗过程中要进行精确诊断、精确定位、精确计划和精确治疗，以提高单次照射剂量实现精确治疗为目的，确保提供局部控制率的同时减少并发症。在治疗过程中，需要获取患者的影像数据，并根据这些影像数据以及预先设定的治疗机(加速器)物理参数、准直器参数、机器人运动参数制定患者的治疗计划。

但是现有技术中缺乏对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储的技术方案，在患者需要后续治疗时，需要再次进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，因此，导致患者的治疗过程诊断时间比较繁琐，且治疗时间较长，进而增加了治疗成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种放射治疗计划系统，通过对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储，实现在肿瘤放疗治疗过程中，免去重复进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，进而缩短治疗和诊断时间，从而降低治疗成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种放射治疗计划系统，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，其中，

所述病例管理模块，用于与数据服务器进行数据通信，获取患者影像数据，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，且提供用户操作界面，通过访问所述数据服务器中的数据库显示治疗相关的统计信息，所述患者影像数据包括主级影像序列和次级影像序列；

所述治疗计划系统主模块，用于从所述本地数据存储模块中获取所述患者影像数据，并根据所述病例管理模块提供的所述患者影像数据以及预设参数进行治疗计划的设计，设计出放射治疗计划方案，所述预设参数包括：准直器参数、机器人运动参数以及治疗机的物理参数；

所述本地数据存储模块，用于存储所述患者影像数据以及所述放射治疗计划方案，所述放射治疗计划方案以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块，由所述病例管理模块将计划数据发送至所述数据服务器中的数据库系统进行管理。

其中，所述病例管理模块，用于通过DICOM RT放射治疗网管导入或导出DICOM RT数据。

优选的，所述病例管理模块包括：查询、浏览和统计单元、数据加载和上传单元以及数据接口单元，其中，

所述查询、浏览和统计单元，用于通过访问所述数据库系统，获取并显示所述患者列表；

数据加载和上传单元，用于对所述患者影像数据、所述统计信息进行加载和上传相关数据；

数据接口单元，用于分别与所述治疗计划系统主模块进行数据传输。

优选的，所述治疗计划系统主模块包括：用户登录模块、图像配准与融合模块、轮廓编辑模块、计划设计模块、QA质量保证计划设计模块、计划比较模块、计划演示模块、计划融合模块以及系统参数配置模块，其中，

所述用户登录模块，用于验证登录用户的合法性以及用户权限的初始化；所述图像配准与融合模块，用于对不同模态图像之间的配准以及生成融合图像；

所述轮廓编辑模块，用于进行治疗靶区及敏感组织轮廓的提取和重建，建立患者的虚拟三维组织模型；

所述计划设计模块，用于对放射治疗计划进行设计及优化；

所述QA计划设计模块，用于提供患者计划的QA计划设计功能；

所述计划比较模块，用于进行不同计划之间的比较，获取最佳治疗计划；

所述计划演示模块，用于模拟患者治疗计划的治疗过程，并进行演示；

所述计划融合模块，用于对不同计划的剂量场进行叠加；

所述系统参数配置模块，用于配置治疗计划系统的配置参数。

优选的，所述图像配准与融合模块包括：图像配准子单元、配准评估单元和图像融合单元，其中，

所述图像配准子单元，用于进行标记配准、感兴趣区域配准、图像刚体配准以及图像形变配准；

所述配准评估单元，用于提供多种图像显示机制辅助用户评估配准的准确性和精度；

所述图像融合单元，用于将两组图像序列包含的组织信息合并到同一图像序列中。

优选的，所述轮廓编辑模块包括：VOI模板库管理单元、轮廓线手工勾画单元、轮廓线的计算机辅助提取单元以及轮廓操作单元，其中，

所述VOI模板库管理单元，用于所述用户配置VOI的各项属性，创建自定义模板，所述各项属性包括：名称、类型、颜色以及显示时的透明度；

所述轮廓线手工勾画单元，用于为所述用户提供手工勾画编辑；

所述轮廓线的计算机辅助提取单元，用于对所述患者进行轮廓线的自动或半自动信息提取；

所述轮廓操作单元，用于对所述轮廓线组成的轮廓集进行操作和编辑。

优选的，所述计划设计模块包括：计划初始化单元、计划手工设计单元、计划逆向设计单元、剂量计算单元、计划评估单元以及自适应计划单元，其中，

所述计划初始化单元，用于对所述预设参数进行初始化，且对所述预设参数进行参数验证；

所述计划手工设计单元，用于用户从射野集中选取射野节点以及方向，且进行手工添加治疗射野；

所述计划逆向设计单元，用于对所述射野节点和方向进行定位以及所述放射治疗计划方案进行调整；

所述剂量计算单元，用于提供多种剂量计算方法计算放射治疗计划的放射剂量场；

所述计划评估单元，用于对所述放射治疗计划方案进行评估，且评估所述放射剂量场；

所述自适应计划单元，用于提供多种计划调整工具辅助用户对所述放射治疗计划方案进行改进。

优选的，所述计划初始化单元包括：治疗参数初始化单元和参数验证单元，其中，

所述治疗参数初始化单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行初始化设置；

所述参数验证单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行验证并核验。

优选的，所述计划逆向设计单元包括：优化目标设计单元和计划调整单元，其中，

所述优化目标设计单元，用于提供多种优化目标设计方案供用户进行所述放射治疗计划方案的确定；

所述计划调整单元，用于对治疗时间、射野数量、节点数量、射野微调以及射野执行顺序进行计划调整。

优选的，所述剂量计算模块，用于提供多种剂量计算方法来计算治疗计划的放射剂量场。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种放射治疗计划系统，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，所述病例管理模块从数据服务器中获取患者列表，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，所述治疗计划系统主模块从所述本地数据存储模块中获取所述患者影像数据，并结合预先参数的进行治疗计划的设计，得到放射治疗计划方案，以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块，由所述病例管理模块将计划数据发送至数据服务器中的数据库系统进行管理。本发明通过对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储，免去重复进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，进而缩短治疗和诊断时间，从而降低治疗成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种放射治疗计划系统的总体结构示意图；

图2为本发明提供的所述病例管理模块的结构示意图；

图3为本发明提供的所述治疗计划系统主程序的结构示意图；

图4为本发明提供的所述图像配准与融合模块的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种放射治疗计划系统，具体请参阅附图1，为本发明提供的一种放射治疗计划系统的总体结构示意图，具体的，该放射治疗计划系统包括：病例管理模块101、治疗计划系统主模块102和本地数据存储模块103，其中，

所述病例管理模块101，用于与数据服务器进行数据通信，获取患者影像数据，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，且提供用户操作界面，通过访问所述数据服务器中的数据库显示治疗相关的统计信息，所述患者影像数据包括主级影像序列和次级影像序列；

所述治疗计划系统主模块102，用于从所述本地数据存储模块101中获取所述患者影像数据，并根据所述病例管理模块101提供的所述患者影像数据以及预设参数进行治疗计划的设计，设计出放射治疗计划方案，所述预设参数包括：准直器参数、机器人运动参数以及治疗机的物理参数；

所述本地数据存储模块103，用于存储所述患者影像数据以及所述放射治疗计划方案，所述放射治疗计划方案以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块103，由所述病例管理模块101将计划数据发送至所述数据服务器中的数据库系统进行管理。

所述病例管理模块，用于通过DICOM RT放射治疗网管导入或导出DICOM RT数据。

如图1所示，病例管理模块101负责与外部通信，而治疗计划系统主模块102利用由病例管理程序得到的患者影像数据进行治疗计划的设计。用由病例管理程序得到的患者影像数据进行治疗计划的设计。病例管理模块提供治疗计划系统的整体用户操作界面，通过访问数据库显示治疗相关的统计信息，并接受用户的操作调用其他功能子模块完成特定的工作。在整个系统中，只有该模块与数据服务器进行交互。病例管理程序负责从数据服务器中获取当前的患者列表，将指定患者的影像数据下载并存放到本地数据存储模块中。治疗计划系统主模块利用本地的患者影像数据，并结合预先配置的准直器参数、机器人运动参数以及治疗机的物理参数(由系统参数配置模块在治疗计划系统启动时自动配置)，进行治疗计划的设计。完成治疗计划的设计后，计划数据将以文件的形式存储在本地数据存储模块中，由病例管理程序负责将计划数据发送至患者数据库系统进行管理。

本发明公开了一种放射治疗计划系统，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，所述病例管理模块从数据服务器中获取患者列表，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，所述治疗计划系统主模块从所述本地数据存储模块中获取所述患者影像数据，并结合预先参数的进行治疗计划的设计，得到放射治疗计划方案，以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块，由所述病例管理模块将计划数据发送至数据服务器中的数据库系统进行管理。本发明通过对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储，免去重复进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，进而缩短治疗和诊断时间，从而降低治疗成本。

请参阅附图2为本发明提供的所述病例管理模块的结构示意图，具体的所述病例管理模块101包括：查询、浏览和统计单元201、数据加载和上传单元202以及数据接口单元203，其中，

所述查询、浏览和统计单元201，用于通过访问所述数据库系统，获取并显示所述患者列表；

数据加载和上传单元202，用于对所述患者影像数据、所述统计信息进行加载和上传相关数据；

数据接口单元203，用于分别与所述治疗计划系统主模块进行数据传输。

上述病例管理模块的功能包括：

1.患者浏览、查询和统计功能，通过访问患者数据库系统，获取并显示当前的患者列表，其中包括了患者的基本信息和计划相关的统计信息。提供患者查询功能，可以根据特定字段进行病例的查询以及查询结果的统计分析。

2.患者数据的加载和上传功能，病例管理模块是放射治疗计划系统的唯一出/入口。在整个系统中，只有该模块与系统数据库(包括治疗数据库和DICOM网关数据库)进行交互。用户操作其他功能模块时保存的数据将缓存在本地磁盘中；只有等用户完成操作并返回到病例管理模块时，才由病例管理模块统一对病例数据进行分析，更新患者数据库并上传病例数据。

用户打开指定的患者时，需要加载该患者的不同影像序列，包括主级影像序列和次级影像序列。其中，主级影像序列必须是CT图像。对于PET影像的加载，在加载过程中可以选择使用SUV方法对要修改的PET影像计算SUV，并可以修改现有参数或添加缺失的参数。

由于立体定向放射治疗的治疗空间范围比较大，对于计划中使用的影像数据有一定要求，比如CT扫描范围不小于20cm，层厚不超过1.5mm，无间距等厚度扫描。

3.DICOM RT接口功能，病例管理模块提供了DICOM RT对象的接口功能。通过解析本地DICOM RT数据，计划系统能够导入患者的影像、轮廓和剂量数据，用于计划的比较和融合。使能DICOM RT对象的输入输出、配准和融合后影像数据的输入输出等。

优选的，所述病例管理模块的病例管理程序可通过DICOM RT网管导入或导出DICOM RT数据，且所述治疗计划系统主模块可随时读取所述本地数据存储模块中的相关数据。

此外，用户可以直接在病例管理程序中导入DICOM RT数据。同样，病例管理程序会将患者的影像数据(可能包括ROI数据)存储在本地数据存储模块中。治疗计划系统主模块可以随时读取本地数据存储模块中的数据，并进行计划的设计。最后将计划数据经由病例管理程序发送至患者数据库系统，或者由病例管理模块经DICOM(RT)网关以DICOM RT的形式导出。

请参阅附图3，为本发明提供的所述治疗计划系统主模块的结构示意图，上述所述治疗计划系统主模块102主要包括：用户登录模块301、图像配准与融合模块302、轮廓编辑模块303、计划设计模块304、QA(QUALITY ASSURANCE，质量保证)计划设计模块305、计划比较模块306、计划演示模块307、计划融合模块308以及系统参数配置模块309，其中，

所述用户登录模块301，用于验证登录用户的合法性以及用户权限的初始化，所述用户包括：管理员、技术人员、物理师、医生、培训人员以及治疗技师。

上述用户登录模块提供的功能包括：用户登录的合法性验证，用户登录时的合法性验证主要是为了防止非法操作对软件系统和患者数据破坏；用户权限的初始化，用户权限的初始化，限定了不同用户对于计划系统不同功能的使用情况。本系统依据放射治疗的控制及数据流程，操作用户拟分为六个组别：技术人员、管理员用户、物理师、医生、培训人员和治疗技师。并且对于每一个组别，管理员用户可以单独设置每一个用户可以操作的模块。

所述图像配准与融合模块302，用于对不同模态图像之间的配准以及生成融合图像。

在治疗计划系统中，图像配准与融合模块通过匹配不同图像序列的空间关系用于实现不同模态图像的融合显示辅助靶区和感兴趣组织的轮廓勾画、剂量场的形变累加来实现四维剂量场计算和计划融合。

请参阅附图4，为本发明提供的所述图像配准与融合模块的结构示意图，上述所述图像配准与融合模块302包括：图像配准子单元401、配准评估单元402和图像融合单元403，其中，

所述图像配准子单元401，用于进行标记配准、感兴趣区域配准、图像刚体配准以及图像形变配准。

图像配准问题通过被建模成最优化问题的迭代求解过程，需要根据待配准图像的特点选择合适的空间变换模型描述图像之间组织的运动以及合适的相似性准则描述图像之间空间匹配程度，利用优化求解方法逐步寻找最佳的空间变换来最大化或最小化相似性准则，从而实现图像之间的匹配。其中，空间变换模型、相似性准则和优化搜索方法是图像配准的三个基本要素。

根据空间变换模型的不同，图像配准模块提供刚体配准方法和形变配准方法两种。刚体配准方法仅求解两组图像之间的三维平移和旋转关系，其配准结果为4×4变换矩阵。刚体配准方法可以使用的相似性准则有：标记点位置偏差、图像灰度均方差、图像互信息。其中，标记点位置偏差需要用户在待配准的两组图像中分别选取一组三维特征点，配准方法通过最小化对应特征点之间的距离来求解空间变换参数。

形变配准方法求解同一组织解剖点在两组图像中成像位置的位置偏移量，可以描述患者组织的位移和变形情况。其配准结果为一组与配准参考图像序列空间关系一致的三维形变向量场(形变场)，形变场的每一个体素位置处记录了组织解剖点在两组图像中成像位置的三维位置偏移量。形变配准方法可以使用的相似性准则有：图像灰度差异均方差以及图像互信息。

所述配准评估单元402，用于提供多种图像显示机制辅助用户评估配准的准确性和精度。

配准评估子模块提供多种图像显示机制辅助用户评估配准的准确性和精度，包括：图像融合显示机制、图像分窗显示机制等。此外，本模块也允许用户在三个方向上对图像进行手工平移和旋转来改善刚体配准结果。

所述图像融合单元403，用于将两组图像序列包含的组织信息合并到同一图像序列中。

图像融合子模块将两组图像序列包含的组织信息合并到同一个图像序列中，在轮廓勾画等方面可以更好的辅助用户进行计划设计。本模块提供人工交互加权平均融合功能和基于小波变换的自动融合功能。

所述轮廓编辑模块303，用于进行治疗靶区及敏感组织轮廓的提取和重建，建立患者的虚拟三维组织模型。

轮廓编辑模块用于勾画皮肤、靶区组织和重要器官等感兴趣区域(VOI)，这些区域将用于优化剂量分布。每个VOI由许多轮廓集组成，每个轮廓集分为实心轮廓集和空心轮廓集。每个轮廓集包含来自不同断层图像上的轮廓线。轮廓线与断层图像是一一对应的，即在每个断层图像上只允许勾画一条轮廓线。要在VOI内部定义者复杂的几何结构，可以创建多个轮廓集。比如要创建一个环形的VOI(环形靶区，比如在前列腺处要除去尿道的部分，或者食管上的环形肿瘤等)，可以首先创建一个实心的外环轮廓几作为外环，再创建一个空心的轮廓集作为内环，由这两个轮廓集构成的VOI就会呈现为一个环形。

所述轮廓编辑模块包括：VOI模板库管理单元、轮廓线手工勾画单元、轮廓线的计算机辅助提取单元以及轮廓操作单元，其中，

所述VOI模板库管理单元，用于所述用户配置VOI的各项属性，创建自定义模板，所述各项属性包括：名称、类型、颜色以及显示时的透明度。

用户可以自由配置VOI的各项属性，包括VOI的名称、类型、颜色、显示时的透明度等，并存储为自定义的VOI模板。在新建计划用的VOI时，可以直接从VOI模板库中直接创建。针对不同的治疗部位，调用不同的VOI模板。

所述轮廓线手工勾画单元，用于为所述用户提供手工勾画编辑，其支持手工逐点连线勾画、手工连续勾画；支持圆形画刷的勾画和擦除；当用户勾画的轮廓线不在相邻断层时，中间层的轮廓线会通过插值的方式得到，并且以虚线显示，用户可以选择接受插值结果，也可以在插值结果的基础上进行修改。

所述轮廓线的计算机辅助提取单元，用于对所述患者进行轮廓线的自动或半自动信息提取；

所述轮廓操作单元，用于对所述轮廓线组成的轮廓集进行操作和编辑。

所述计划设计模块304，用于对放射治疗计划进行设计及优化。

计划设计模块提供基于射野权重优化的逆向计划设计功能。设计计划时，首先根据几何优化原则从所有可能射野集中选取一组射野子集，然后通过优化子集中每个射野的权重来满足用户指定的设计目标(包括剂量分布目标、照射总跳数等)。

所述计划设计模块包括：计划初始化单元、计划手工设计单元、计划逆向设计单元、剂量计算单元、计划评估单元以及自适应计划单元，其中，

所述计划初始化单元，用于对所述预设参数进行初始化，且对所述预设参数进行参数验证；

所述计划手工设计单元，用于用户从射野集中选取射野节点以及方向，且进行手工添加治疗射野；

所述计划逆向设计单元，用于对所述射野节点和方向进行定位以及所述放射治疗计划方案进行调整；

所述剂量计算单元，用于提供多种剂量计算方法计算放射治疗计划的放射剂量场；

所述计划评估单元，用于对所述放射治疗计划方案进行评估，且评估所述放射剂量场；

所述自适应计划单元，用于提供多种计划调整工具辅助用户对所述放射治疗计划方案进行改进。

上述所述计划初始化单元包括：治疗参数初始化单元和参数验证单元，其中，所述治疗参数初始化单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行初始化设置；所述参数验证单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行验证并核验。

所述计划逆向设计单元包括：优化目标设计单元和计划调整单元，其中，所述优化目标设计单元，用于提供多种优化目标设计方案供用户进行所述放射治疗计划方案的确定；

所述计划调整单元，用于对治疗时间、射野数量、节点数量、射野微调以及射野执行顺序进行计划调整。

所述剂量计算模块用于提供多种剂量计算方法来计算治疗计划的放射剂量场。

所述QA计划设计模块305，用于提供患者计划的QA计划设计功能，为保证患者计划的治疗治疗的保障。

QA计划设计模块提供创建QA计划的工具。通过创建QA计划，可将一个患者治疗计划重叠到模体CT影像系列上，再将后者输出给模体，并对输出剂量与计划剂量进行比较，从而验证治疗计划的剂量输出情况。

创建QA计划需要借助两组已创建的计划。一组是患者的实际治疗计划；另一组是利用模体数据创建的模体计划。通过匹配患者计划和模体计划的感兴趣组织的几何中心或者CT数据的图像中心，将患者的射野数据经空间变换后拷贝到模体治疗空间中得到QA计划。

最终得到QA计划中，射野相关的参数来自于患者的治疗计划，包括射野路径集、射野参数。

其他计划参数来自与模体计划，包括治疗追踪方法、感兴趣组织的轮廓线等。进行剂量计算时，使用模体的CT数据进行计算。

所述计划比较模块306，用于进行不同计划之间的比较，获取最佳治疗计划。

对于同一个疗程下的不同的计划，需要根据等剂量场和DVH进行比较，用于选择最佳的治疗计划。计划比较模块支持多个计划的比较，比较内容包括等剂量线、等剂量面、DVH图像以及剂量统计值。计划比较模块提供丰富的剂量显示方式和样式，使用户可以清晰的区分不同计划。

所述计划演示模块307，用于模拟患者治疗计划的治疗过程，使用户直观的评测硬件控制以及碰撞情况。

计划演示模块展示治疗计划的虚拟实施过程，并进行演示，验证治疗过程中硬件碰撞关系、机器人治疗头与C型臂的协同控制情况等。如果计划中包含四维影像数据，演示模块会根据四维影像的患者呼吸运动信息展示靶区追踪效果。

所述计划融合模块308，用于对不同计划的剂量场进行叠加。

在临床应用中，存在患者在接受放射治疗之前已经承受一定放射剂量的情况。比如患者可能在近期接受过其他形式的放射治疗或者接受放射治疗后又出现复发转移病灶；也有可能是在治疗过程由于特殊情况需要中断治疗重新制定治疗计划。此时，为准确的评估组织器官(尤其是脊髓等敏感器官)的放射受量，对其进行有效的保护，就需要在设计治疗计划时考虑患者已照射剂量。

计划融合模块的目的就是解决放射治疗计划间的剂量叠加问题。通过将已有放射剂量场通过坐标变换统一到当前计划基准序列的空间坐标系下，使医生在设计计划时可以评估新旧计划叠加之后剂量，从而设计出更合理的治疗计划。

所述系统参数配置模块309，用于配置治疗计划系统的配置参数。

系统参数配置模块包括的功能有：显示参数配置、计划参数配置和快速计划模板配置。显示参数的配置包括：等剂量线显示模板添加和修改、VOI模板的添加和修改、CT/MR/PET影像默认使用的颜色映射表以及软件界面中各个交互工具的配色。计划参数的配置包括：对于不同的追踪方法，配置患者的准备时间和成像的间隔时间、是否使能自动保存功能以及设置自动保存的时间间隔、配置/修改分段线性的电子密度模型。快速计划模板配置包括：定义模板名称、配置需要显示的等剂量线以及剂量线的颜色、计划需要用到的VOI、使能自动勾画功能、计划分次、治疗部位、治疗路径、追踪方法、优化方法、所用准直器和处方剂量。另外，根据不同的优化方法，还需要配置优化的准则。以基于权重调强的顺序优化计划为例，需要配置靶区、重要器官、壳VOI以及总MU的优化准则。

本发明公开了一种放射治疗计划系统，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，所述病例管理模块从数据服务器中获取患者列表，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，所述治疗计划系统主模块从所述本地数据存储模块中获取所述患者影像数据，并结合预先参数的进行治疗计划的设计，得到放射治疗计划方案，以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块，由所述病例管理模块将计划数据发送至数据服务器中的数据库系统进行管理。本发明通过对患者的影像数据以及治疗计划数据进行存储，免去重复进行患者影像数据的获取以及治疗计划的制定，进而缩短治疗和诊断时间，从而降低治疗成本。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种放射治疗计划系统，其特征在于，包括：病例管理模块、治疗计划系统主模块和本地数据存储模块，其中，

所述病例管理模块，用于与数据服务器进行数据通信，获取患者影像数据，将指定患者的影像数据下载并存放到所述本地数据存储模块，且提供用户操作界面，通过访问所述数据服务器中的数据库显示治疗相关的统计信息，所述患者影像数据包括主级影像序列和次级影像序列；

所述治疗计划系统主模块，用于从所述本地数据存储模块中获取所述患者影像数据，并根据所述病例管理模块提供的所述患者影像数据以及预设参数进行治疗计划的设计，设计出放射治疗计划方案，所述预设参数包括：准直器参数、机器人运动参数以及治疗机的物理参数；

所述本地数据存储模块，用于存储所述患者影像数据以及所述放射治疗计划方案，所述放射治疗计划方案以文件的形式将所述放射治疗计划方案存储在所述本地数据存储模块，由所述病例管理模块将计划数据发送至所述数据服务器中的数据库系统进行管理。

2.根据权利要求1所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述病例管理模块，用于通过DICOM RT放射治疗网管导入或导出DICOM RT数据。

3.根据权利要求1所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述病例管理模块包括：查询、浏览和统计单元、数据加载和上传单元以及数据接口单元，其中，

所述查询、浏览和统计单元，用于通过访问所述数据库系统，获取并显示所述患者列表；

数据加载和上传单元，用于对所述患者影像数据、所述统计信息进行加载和上传相关数据；

数据接口单元，用于分别与所述治疗计划系统主模块进行数据传输。

4.根据权利要求1所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述治疗计划系统主模块包括：用户登录模块、图像配准与融合模块、轮廓编辑模块、计划设计模块、QA质量保证计划设计模块、计划比较模块、计划演示模块、计划融合模块以及系统参数配置模块，其中，

所述用户登录模块，用于验证登录用户的合法性以及用户权限的初始化；所述图像配准与融合模块，用于对不同模态图像之间的配准以及生成融合图像；

所述轮廓编辑模块，用于进行治疗靶区及敏感组织轮廓的提取和重建，建立患者的虚拟三维组织模型；

所述计划设计模块，用于对放射治疗计划进行设计及优化；

所述QA计划设计模块，用于提供患者计划的QA计划设计功能；

所述计划比较模块，用于进行不同计划之间的比较，获取最佳治疗计划；

所述计划演示模块，用于模拟患者治疗计划的治疗过程，并进行演示；

所述计划融合模块，用于对不同计划的剂量场进行叠加；

所述系统参数配置模块，用于配置治疗计划系统的配置参数。

5.根据权利要求4所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述图像配准与融合模块包括：图像配准子单元、配准评估单元和图像融合单元，其中，

所述图像配准子单元，用于进行标记配准、感兴趣区域配准、图像刚体配准以及图像形变配准；

所述配准评估单元，用于提供多种图像显示机制辅助用户评估配准的准确性和精度；

所述图像融合单元，用于将两组图像序列包含的组织信息合并到同一图像序列中。

6.根据权利要求4所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述轮廓编辑模块包括：VOI模板库管理单元、轮廓线手工勾画单元、轮廓线的计算机辅助提取单元以及轮廓操作单元，其中，

所述VOI模板库管理单元，用于所述用户配置VOI的各项属性，创建自定义模板，所述各项属性包括：名称、类型、颜色以及显示时的透明度；

所述轮廓线手工勾画单元，用于为所述用户提供手工勾画编辑；

所述轮廓线的计算机辅助提取单元，用于对所述患者进行轮廓线的自动或半自动信息提取；

所述轮廓操作单元，用于对所述轮廓线组成的轮廓集进行操作和编辑。

7.根据权利要求4所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述计划设计模块包括：计划初始化单元、计划手工设计单元、计划逆向设计单元、剂量计算单元、计划评估单元以及自适应计划单元，其中，

所述计划初始化单元，用于对所述预设参数进行初始化，且对所述预设参数进行参数验证；

所述计划手工设计单元，用于用户从射野集中选取射野节点以及方向，且进行手工添加治疗射野；

所述计划逆向设计单元，用于对所述射野节点和方向进行定位以及所述放射治疗计划方案进行调整；

所述剂量计算单元，用于提供多种剂量计算方法计算放射治疗计划的放射剂量场；

所述计划评估单元，用于对所述放射治疗计划方案进行评估，且评估所述放射剂量场；

所述自适应计划单元，用于提供多种计划调整工具辅助用户对所述放射治疗计划方案进行改进。

8.根据权利要求7所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述计划初始化单元包括：治疗参数初始化单元和参数验证单元，其中，

所述治疗参数初始化单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行初始化设置；

所述参数验证单元，用于对所述放射治疗计划方案的治疗参数进行验证并核验。

9.根据权利要求7所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述计划逆向设计单元包括：优化目标设计单元和计划调整单元，其中，

所述优化目标设计单元，用于提供多种优化目标设计方案供用户进行所述放射治疗计划方案的确定；

所述计划调整单元，用于对治疗时间、射野数量、节点数量、射野微调以及射野执行顺序进行计划调整。

10.根据权利要求7所述的放射治疗计划系统，其特征在于，所述剂量计算模块，用于提供多种剂量计算方法来计算治疗计划的放射剂量场。