具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

立体定向放射治疗(StereotacticBody Radiation Therapy，SBRT)是利用现代放射治疗的高精准放疗技术，采用立体定向的靶区定位方法，用较小照射野、较少照射次数，给予每次大剂量放射治疗。由于SBRT的分次数少、单次剂量高、生物等效剂量大等特点，对于SBRT的治疗方案评估也与常规放疗方案不同，除了危及器官受量要求更严格，相关指南对于靶区适形度、中高剂量溢出和剂量跌落也都提出了具体要求。但是在临床工作中，TPS都无法直接输出上述评估指标的结果，尤其是对于剂量跌落指标评估，需要靶区外固定距离进行逐层人工采样分析，不仅效率较低,极易出现认为操作误差，而且无法根据指南要求进行定量的评估分析。因此，本发明的实施例提供了一种用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置，可以自动评估立体定向放疗计划，从而提高评估效率，减少误差。

图1是本发明实施例提供的用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置的结构示意图。参见图1，该装置可以包括获取模块11、判断模块12、处理模块13以及确定模块14。

在本发明的实施例中，获取模块11可以获取患者的放射治疗计划文件。放射治疗计划文件可以包括患者的图像资料、剂量信息等。用户将患者的放射治疗计划文件输入至用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置，该装置接收到患者的放射治疗计划文件，并且存储放射治疗计划文件。

判断模块12可以根据患者的放射治疗计划文件判断该文件是否为SBRT且是否完整，在该文件为SBRT且完整的情况下，表示该文件完整，处理模块13可以对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区相关的参数值，进而使得确定模块14根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性。在该文件不为SBRT和/或不完整的情况下，则退出评估。重新加载放射治疗计划文件。

在本发明的实施例中，判断模块12可以获取放射治疗计划文件的单次剂量，根据单次剂量确定放射治疗计划文件是否为立体定向放射治疗文件；在确定放射治疗计划文件为立体定向放射治疗文件的情况下，确定定向放射治疗文件完整。

在判断模块12确定定向放射治疗文件完整的情况下，处理模块13可以对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值。计划靶区包含实体肿瘤区域和多种因素引起的外扩区域，是放疗实施时的实际照射范围，本发明实施例将实体肿瘤区域称为目标靶区。与目标靶区计划评估相关的参数值包括：靶区外剂量跌落值、靶区适形度、中等剂量溢出值、最大剂量值、高剂量溢出值以及处方剂量覆盖值。确定模块14包括多个参数值的评估单元，可以根据每个参数值确定该参数值的优劣性。在参数值中有至少一项不合格的情况下，则判定当前的定向放射治疗计划存在安全隐患，需要进行修改。在所有参数值都合格的情况下，可以根据各参数值的评估情况，确定当前的定向放射治疗计划为优选计划或备选计划。在当前定向放射治疗计划为备选计划的情况下，则需要告知患者相关情况。

通过上述用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置，可以使得对立体定向放射治疗计划的评估效率更高，且不会出现操作误差，精确度更高。

图2是本发明实施例提供的用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的方法的流程示意图。参见图2，该方法可以包括：

步骤S21、获取模块获取患者的放射治疗计划文件；

步骤S22、判断模块获取放射治疗计划文件的单次剂量；

步骤S23、判断模块根据单次剂量确定放射治疗计划文件是否为立体定向放射治疗文件；

步骤S24、判断模块在确定放射治疗计划文件为立体定向放射治疗文件的情况下，判断立体定向放射治疗文件是否完整；

步骤S25、在判断模块确定立体定向放射治疗文件完整的情况下，处理模块对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值；

步骤S26、确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性。

在本发明的实施例中，获取模块可以获取患者的放射治疗计划文件。放射治疗计划文件可以包括患者的图像资料、剂量信息等。用户将患者的放射治疗计划文件输入至用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置，该装置接收到患者的放射治疗计划文件，并且存储放射治疗计划文件。

判断模块可以根据患者的放射治疗计划文件判断该文件是否为SBRT且是否完整，在该文件为SBRT且文件完整的情况下，处理模块可以对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值，进而使得确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性。在该文件不为SBRT和/或不完整的情况下，则退出评估。重新加载放射治疗计划文件。

在本发明的实施例中，判断模块根据单次剂量确定放射治疗计划文件是否为立体定向放射治疗文件可以包括：

判断模块判断单次剂量是否大于单次剂量设定值；

判断模块在单次剂量是否大于单次剂量设定值的情况下，确定放射治疗计划文件为立体定向放射治疗文件。

判断模块在确定放射治疗计划文件为立体定向放射治疗文件的情况下，判断立体定向放射治疗文件是否完整可以包括：

判断模块判断放射治疗计划文件是否包含完整的剂量文件；

判断模块在放射治疗计划文件包含完整的剂量文件的情况下，确定立体定向放射治疗文件完整。

具体地，SBRT采用高精度的放疗技术，将根治性的放疗剂量以较少的照射次数聚焦到肿瘤区域。因此，SBRT的单次剂量较大。判断模块可以根据单次剂量确定放射治疗计划文件是否为立体定向放射治疗文件。在一个示例中，假设单次剂量设定值为5戈瑞，在获取当前放射治疗文件的单次剂量大于5戈瑞的情况下，判定当前的放射治疗计划文件为立体定向放射治疗文件。在确定放射治疗文件为立体定向放射治疗文件的情况下，进一步确定定向放射治疗文件是否完整。只有在当前放射治疗文件完整的情况下，即放射治疗文件完整的情况下才能进行评估。因此，可以根据放射治疗文件中是否包含完整的剂量文件，来确定是否完整。

在判断模块确定定向放射治疗文件完整的情况下，处理模块可以对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值。与目标靶区相关的参数值可以包括但不限于：靶区外剂量跌落值、靶区适形度、中等剂量溢出值、最大剂量值、高剂量溢出值以及处方剂量覆盖值。确定模块包括多个参数值的评估单元，可以根据每个参数值确定该参数值的优劣性。在参数值中有至少一项不合格的情况下，则判定当前的定向放射治疗计划存在安全隐患，需要进行修改。在所有参数值都合格的情况下，可以根据各参数值的评估情况，确定当前的定向放射治疗计划为优选计划或备选计划。在当前定向放射治疗计划为备选计划的情况下，则需要告知患者相关情况。

本发明实施例通过用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置对立体定向放射治疗计划的优劣性进行自动评估，该装置的获取模块获取患者的放射治疗计划文件，处理模块对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值；在判断模块确定放射治疗计划文件完整的情况下，确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性。这样，可以使得对立体定向放射治疗计划的评估效率更高，且不会出现操作误差，精确度更高。

在本发明的实施例中，参数值可以包括：

靶区外剂量跌落值、靶区适形度、中等剂量溢出值、最大剂量值、高剂量溢出值以及处方剂量覆盖值。

具体地，靶区外剂量跌落值是指目标靶区的外扩轮廓的剂量跌落值，目标靶区外剂量在各个方向上需要快速跌落。靶区适形度(Conformity Index，CI)是描述放射治疗的处方剂量分布与靶区形状的适合情况，定义为处方剂量所包围的体积与计划靶体积之比。中等剂量溢出值(Intermediate Dose Spillage，IDS)即50％的处方剂量所覆盖的体积与计划靶体积之比。最大剂量值必须在计划靶体积内部，处方剂量线归一至最大剂量的60％～90％之间，即在处方剂量的111％～167％之间。高剂量溢出(High Dose Spillage，HDS)为计划靶区外大于105％处方剂量的区域体积与计划靶区体积之比，用(V105％-Vt)/Vt表示。处方剂量覆盖值即判断一定比例的处方剂量是否覆盖一定比例的计划靶体积。例如，100％的处方体积是否覆盖95％的计划靶体积；90％的处方剂量是否覆盖99％的计划靶体积。本发明实施例的参数值包括上述多个参数值的组合。在本发明的实施例中，用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置可以包括关于各参数对应的目标值和容差值表格，以便对每个参数值进行评估。在参数值小于目标值范围的情况下可以判定该参数为优选参数，在参数值大于目标值但小于容差值的情况下，可以判定该参数值为备选参数。

在本发明的实施例中，该方法还可以包括：

确定模块获取目标靶区的轮廓线坐标集合和扫描间距；

确定模块利用体素法确定目标靶区的计划靶体积。

具体地，体素是体积元素(Volume Pixel)的简称，包括体素的立体可以通过立体渲染或者提取给定阈值轮廓的多边形等值面表现出来。一如其名，是数字数据于三维空间分割上的最小单位，体素用于三维成像、科学数据与医学影像等领域。在本发明的实施例中，确定模块可以获取目标靶区的轮廓坐标和扫描间距，从而利用体素法确定目标靶区的计划靶体积。

图3是本发明实施例提供的确定靶区外剂量跌落值的方法的流程示意图。参见图3，步骤S25、处理模块对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区计划评估相关的参数值可以包括：

步骤S31、确定模块根据计划靶体积确定第一目标值和第一容差值；

步骤S32、确定模块将目标靶区外扩以得到外扩轮廓线的坐标集合；

步骤S33、确定模块将外扩轮廓线的坐标进行等间距插值拟合以得到采样点的坐标集合；

步骤S34、确定模块根据采样点的坐标集合得到采样点的剂量；

步骤S35、确定模块将剂量大于第一目标值且小于第一容差值的采样点确定为目标采样点；

步骤S26、确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性可以包括：

步骤S36、确定模块根据目标采样点进行双阈值判断以确定立体定向放射治疗计划是否为优选计划。

在本发明的实施例中，第一目标值和第一容差值是关于靶区外剂量跌落值的目标值和容差值。将目标靶区外扩一定距离以获取外扩轮廓的坐标集合。优选地，可以将目标靶区外扩2cm以得到外扩轮廓的坐标。进而将外扩轮廓的坐标进行等间距差值拟合以得到采样点的坐标集合。优选地，可以以1mm为等间距进行差值拟合从而获得采样点的坐标集合。确定模块根据采样点的坐标集合得到采样点的剂量，将剂量大于第一目标值且小于第一容差值的采样点确定为目标采样点。本发明实施例设置了更为严格的双阈值规则，不仅需要判断每层外扩轮廓符合要求的采样点数目占当前层的比例是否符合要求，还得判断符合要求的层数占所有层数的第一比值是否符合要求，这样更加严格地确定立体定向放疗计划是否为优选计划。

在本发明的实施例中，步骤S36、确定模块根据目标采样点进行双阈值判断以确定立体定向放射治疗计划是否为优选计划可以包括：

确定模块确定外扩轮廓中目标层的目标采样点数目占目标层的总采样点数目的比例；

确定模块判断比例是否在第一设定阈值范围内；

确定模块在比例在第一设定阈值范围内的情况下，将目标层确定为有效层；

确定模块判断有效层的数量与外扩轮廓的总层数的第一比值是否在第二设定阈值范围内；

确定模块在第一比值在第二设定阈值范围内的情况下，确定立体定向放射治疗计划为优选计划。

具体地，确定模块先确定外扩轮廓中目标层的目标采样点数目占该层总采样点数目比例是否在第一设定阈值范围内，若是，则表示目标层符合要求，确定为有效层。判断完每一层是否为有效层之后，还需要判断有效层的数量占总层数的第一比值是否在第二设定阈值范围内，若在第二设定阈值范围内，则表示双阈值判断均符合要求，可以确定当前的立体定向放射治疗计划为优选计划。双阈值判断使得剂量外跌落值的判断更加严格，提高了立体定向放射治疗计划的准确性。

在本发明的实施例中，步骤S25、处理模块对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区相关的参数值可以包括：

确定模块利用体素法确定处方剂量覆盖体积；

确定模块确定处方剂量覆盖体积与计划靶体积的第二比值以得到目标靶区的靶区适形度；

步骤S26、确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性可以包括：

确定模块根据第二比值判断靶区适形度是否在第二目标值或第二容差值范围内；

确定模块在第二比值在第二目标值范围的情况下，判定立体定向放射治疗计划为优选计划；

确定模块在第二比值在第二容差值范围的情况下，判定立体定向放射治疗计划为备选计划。

具体地，第二目标值和第二容差值是关于靶区适形度的目标值和容差值。确定模块可以遍历计划的剂量矩阵统计符合剂量要求的体素点体积之和，获得指标估计所需要的100％处处方剂量所覆盖的体积，代入指标公式，计算处方剂量覆盖体积与计划靶体积的第二比值，以得到靶区的靶区适形度。根据第二比值判断靶区适形度是否在第二目标值或第二容差值范围内。若第二比值在第二目标值的范围内，如小于第二目标值，判定立体定向放射治疗计划为优选计划；若第二比值在第二容差值范围内，如大于第二目标值，小于第二容差值，则判定立体定向放射治疗计划为备选计划，需要告知患者该计划可能存在的问题。在第二比值均不在第二目标值范围或第二容差值范围内的情况下，判定立体定向放射治疗计划为无效计划，需要更换治疗方案。

在本发明的实施例中，步骤S25、处理模块对放射治疗计划文件进行处理以得到与目标靶区相关的参数值可以包括：

确定模块利用体素法确定符合中等剂量要求的目标剂量体积；

确定模块利用指标公式确定目标剂量体积和计划靶体积的第三比值；

步骤S26、确定模块根据参数值确定立体定向放射治疗计划的优劣性可以包括：

确定模块根据第三比值判断目标溢出剂量是否在第三目标值或第三容差值范围内；

确定模块在第三比值在第三目标范围的情况下，判定立体定向放射治疗计划为优选计划；

确定模块在第三比值在第三容差值范围的情况下，判定立体定向放射治疗计划为备选计划。

具体地，第三目标值和第三容差值是关于剂量溢出值的目标值和容差值。确定模块可以遍历计划的剂量矩阵统计符合剂量要求的体素点体积之和，获得指标估计所需要的处方剂量所覆盖的体积。中等剂量溢出值需要获得50％处方剂量所覆盖的体积，接着代入指标公式计算并判断剂量溢出是否符合要求，即确定目标剂量体积和计划靶体积的第三比值。若第三比值在第三目标值的范围内，如小于第三目标值，判定立体定向放射治疗计划为优选计划；若第三比值在第三容差值范围内，如大于第三目标值，小于第三容差值，则判定立体定向放射治疗计划为备选计划，需要告知患者该计划可能存在的问题。在第三比值均不在第三目标值范围或第三容差值范围内的情况下，判定立体定向放射治疗计划为无效计划，需要更换治疗方案。

在本发明的实施例中，最大剂量值必须在计划靶体积内部，处方剂量线归一至最大剂量的60％～90％之间，即在处方剂量的111％～167％之间。

在本发明的实施例中，高剂量溢出是指计划靶体积外接收大于105％处方剂量的剂量区域体积小于15％的计划靶体积，用(V105％-Vt)/Vt表示，其中V105％为105％处方剂量覆盖的区域，Vt为计划靶体积。

在本发明的实施例中，处方剂量覆盖值即判断一定比例的处方剂量是否覆盖一定比例的计划靶体积。例如，100％的处方体积是否覆盖95％的计划靶体积；90％的处方剂量是否覆盖99％的计划靶体积。本发明实施例的参数值可以包括上述多个参数值的组合。

本发明实施例还提供一种用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的装置，该装置被配置成执行上述的用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的方法。

本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于确定立体定向放射治疗计划优劣性的方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。