[发明专利]组织补偿膜的生成方法和组织补偿膜

权利要求书

1.一种组织补偿膜的生成方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：基于患者影像信息，获得初始的组织补偿膜；

S2：使用当前获得的组织补偿膜进行剂量分布优化，以获得最优的计划剂量分布；

S3：基于所述计划剂量分布对当前获得的组织补偿膜进行调整，获得调整后的组织补偿膜；

S4：执行步骤S2，并判断剂量分布结果是否满足处方要求，若满足则跳转至步骤S5，否则继续执行步骤S3；

S5：生成组织补偿膜；其中，

在步骤S2中，通过设定剂量分布优化目标函数来进行剂量分布优化，所述剂量分布优化目标函数如下：

Fobj(x^k)＝α·F_OAR(x^k)+β·F_PTV(x^k)

其中，

其中，F_OAR(x^k)为与所有危及器官有关的目标函数项，F_PTV(x^k)为与所有靶区有关的目标函数项，N_OAR为危及器官的个数，NT_i为第i个危及器官中的采样点数；NT_PTV为靶区中的采样点数；当器官中的点剂量违反约束时δ_j＝1，否则δ_j＝0；ω_j为第j个点的权重；d_j(x^k)为第j个点的计算剂量；p_j为第j个点的处方剂量；α，β为控制危及器官和靶区的重要性的归一化因子；N_ray为射束的总个数；a_jm为单位强度的第m个射束对第j个点的剂量贡献，整个a_jm构成的矩阵称为能量特征矩阵；为第m个射束的强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括：

S10：根据患者影像信息和拟治疗的设备信息，对靶区和危及器官进行外扩，其中，外扩距离等于粒子的建成距离；

S11：将外扩后的轮廓与皮肤轮廓进行布尔运算，获得组织补偿膜的初始轮廓；

S12：将所获得的组织补偿膜轮廓按照实际使用的组织补偿膜的密度修改CT值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S12包括：

S120：对初始轮廓梯度变化较大的区域进行平滑，得到平滑后的轮廓；

S121：将经平滑后的组织补偿膜轮廓按照实际使用的组织补偿膜密度修改CT值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，基于步骤S2中获得的计划剂量分布，沿着皮肤法线方向，计算处方剂量线与靶区轮廓的距离，并根据该距离来修改组织补偿膜的厚度。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3包括如下步骤：

S30：沿皮肤法线方向，将组织补偿膜、靶区轮廓线和处方剂量线离散成多个网格，将每个离散网格对应的组织补偿膜的厚度记为d；

S31：计算每个离散网格的处方剂量线与靶区轮廓线的距离h；

S32：更新组织补偿膜的厚度d_new＝d+λ*h，其中，λ表示调比因子。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，在执行步骤S2之前，先将获得的组织补偿膜按照实际使用的组织补偿膜密度修改CT值。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S5中，通过3D打印或者硅胶倒模的方式来生成组织补偿膜。

8.一种组织补偿膜，其特征在于，通过如权利要求1-7中任一项所述的方法生成。