[发明专利]治疗计划系统

摘要

本发明公开了一种治疗计划逆向规划方法，包括A输入患者医学图像；B勾画患者体表、靶体、危及器官的组织轮廓；C设置逆向规划目标；D创建初始治疗计划；E设置迭代优化参数；F产生个体治疗计划；G计算个体治疗计划剂量场；H计算适应度；I选择当前最优计划；J若进化次数大于种群进化次数，转到M；否则进入下一步；K将种群进化到新一代种群，转到G；M停止种群进化并输出当前最优计划。本发明还公开了一种治疗计划系统。本发明采用计算适应度的方法来进行最优计划的选择，能加快种群的进化效率，使得优化过程高效。

主权项

一种治疗计划系统，用于在放射治疗前对患者要进行放射治疗的区域进行剂量规划，其特征在于，包括设置模块、优化模块、进化模块和迭代模块；所述设置模块用于，输入患者医学图像；根据患者医学图像勾画患者体表、靶体、危及器官的组织轮廓；设置治疗计划的逆向规划目标；创建初始治疗计划；设置迭代优化参数：种群大小、种群进化次数；对所述初始治疗计划进行随机抖动，产生种群中的个体治疗计划；所述优化模块用于，计算所述种群所有个体治疗计划对应的剂量场；根据所述剂量场和所述逆向规划目标计算个体治疗计划的适应度；选择适应度最大的个体治疗计划作为当前最优计划；所述进化模块用于将所述种群进化到新一代种群；所述迭代模块用于若进化次数大于所述种群进化次数，输出当前最优计划并结束；否则调用进化模块产生新一代种群，再调用优化模块进行优化；其中所述设置模块还用于将所述靶体体积向外扩展预设的第一范围，形成靶体第一扩展区；将所述靶体体积在所述第一扩展区向外扩展预设的第二范围，形成靶体第二扩展区；其中所述逆向规划目标包括：处方剂量Dp、健康组织/危及器官限制剂量Dm；所述优化模块还用于通过下式计算所述适应度：f(k)=aV+bVs+cVtotalVpV0]]>其中，k为进化代数；a、b、c是权重因子，且a+b+c＝1.0；Vt是靶体中剂量值小于Dp的体积，Vs是健康组织/危及器官中剂量值大于Dm的体积，Vp是靶体中剂量值大于Dp的体积，Vtotal是靶体、第一扩展区和第二扩展区中剂量值大于Dp的总体积，V0是单位体积；或者，所述逆向规划目标包括：处方剂量Dp、各个健康组织/危及器官限制剂量Dm(i)，靶体的相对性重要性因子Ka、健康组织/危及器官的相对性重要性因子Kb和健康组织/危及器官内部重要性因子Ks，其中Ka+Kb＝1，∑Ks＝1；所述优化模块还用于通过下式计算所述适应度：f(k)=(1-V12V2V3)KaVptv+KbΣKsVoarsi]]>其中，V1为靶体中Dp包络的靶体体积，V2为Dp的体积，V3为靶体的体积，Vptv为靶体中剂量值小于处方剂量Dp的体积，Vioars为第i个健康组织/危及器官中剂量值大于Dm(i)的体积。