一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备与流程

1.本发明属于放疗技术领域，具体涉及一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备。


背景技术：

2.膀胱癌、前列腺癌、宫颈癌等癌症困扰着许多患者。放化疗(ctrt)在这些患者的最终治疗中起着重要作用，调强放疗(imrt)用于强化靶区剂量，同时保留邻近正常组织，从而降低毒性。imrti使高剂量区域符合靶体积(tv)，并趋向于具有严格的ctv/ptv边界。然而，这种高适形靶点并未考虑肿瘤消退和器官运动。这些因素可能导致边界缺失，应在日常治疗中予以考虑。由于其陡峭的剂量梯度，靶点运动的微小变化可能导致剂量不足或向危及器官(oar)输送过量剂量。
3.然而，以宫颈癌为例，骨盆放疗期间膀胱充盈的变化会导致靶区和oars的大小及形状的改变，影响治疗结果。目前，在放射治疗计划期间常采用遵循膀胱充盈方案，没有考虑到膀胱充盈度变化对治疗产生影响，对tv和oar的剂量产生不利影响。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明提出了一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备。
5.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一方面，本发明公开一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法，包括以下内容：
7.预处理步骤：
8.a.1：获取患者在膀胱充盈生理盐水时及排空不同量生理盐水后，膀胱的对应体积；
9.a.2：对a.1获取的数据进行分析处理，得到患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系；
10.a.3：针对患者膀胱充盈时，制定全膀胱体积的放疗计划，再根据不同的膀胱体积的轮廓勾画及周围组织和靶区勾画，制定对应的放疗计划；
11.放疗前步骤：
12.b：根据超声装置获取的患者放疗前的膀胱体积以及a.2得到的患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，预测放疗期间患者膀胱内尿液的变化，并从a.3制定的多个放疗计划中选取合适的一个；
13.放疗时步骤：
14.c：根据选取的放疗计划进行放疗。
15.在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
16.作为优选的方案，预处理步骤还包括：
17.a.4：将a.3制定的多个放疗计划保存于存储器中。
18.作为优选的方案，存储器内还保存有放疗表格，每个放疗计划具有其唯一的计划名称，同一患者的多个放疗计划的计划名称保存于放疗表格中。
19.作为优选的方案，放疗时步骤还包括以下内容：
20.放射过程中，超声装置对患者的膀胱体积进行实时检测，判断膀胱体积的变化大小是否超过阈值；
21.若超过，则加速器停止工作；
22.若未超过，则加速器继续工作。
23.作为优选的方案，膀胱内尿液的增量与时间的变化关系能够以图表的形式展示。
24.此外，本发明还公开一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整设备，包括：
25.膀胱体积采集装置，膀胱体积采集装置用于获取患者在膀胱充盈生理盐水时及排空不同量生理盐水后，膀胱的对应体积；
26.处理分析装置，处理分析装置与膀胱体积采集装置电连接，用于对膀胱体积采集装置获取的数据进行分析处理，得到患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系；
27.放疗计划制定装置，放疗计划制定装置与处理分析装置电连接，用于针对患者膀胱充盈时，制定全膀胱体积的放疗计划，再根据不同的膀胱体积的轮廓勾画及周围组织和靶区勾画，制定对应的放疗计划；
28.放疗计划选取装置，放疗计划选取装置分别与超声装置、处理分析装置以及放疗计划制定装置电连接，用于根据超声装置采集的患者放疗前此时的膀胱体积以及处理分析装置得到的患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，预测放疗期间患者膀胱内尿液的变化，并从放疗计划制定装置制定的多个放疗计划中选取合适的一个；
29.放疗执行装置，放疗执行装置与放疗计划选取装置电连接，用于根据选取的放疗计划进行放疗。
30.作为优选的方案，还包括存储器，存储器与放疗计划制定装置电连接，用于存储多个放疗计划。
31.作为优选的方案，存储器内还保存有放疗表格，每个放疗计划具有其唯一的计划名称，同一患者的多个放疗计划的计划名称保存于放疗表格中。
32.作为优选的方案，还包括：实时监测装置，实时监测装置分别与超声装置和放疗执行装置电连接，用于根据超声装置采集的患者放射过程中实时的膀胱体积进行判断，判断膀胱体积的变化大小是否超过阈值；
33.若超过，则放疗执行装置控制加速器停止工作；
34.若未超过，则放疗执行装置控制加速器继续工作。
35.作为优选的方案，还包括：展示装置，展示装置与处理分析装置电连接，用于以图表的形式展示膀胱内尿液的增量与时间的变化关系。
36.本发明公开一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备，其具有以下有益效果：
37.本发明打破传统的采用单一的膀胱充盈的放疗计划，将膀胱的充盈度变化考虑进放疗过程。通过放疗前的预处理步骤，得到每个患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，并制定多个不同的放疗计划。再利用超声装置得到患者每次放疗前的膀胱体积，预测放疗
期间患者膀胱内尿液的变化，并从制定的多个放疗计划中选取合适的一个。
38.本发明能够有效降低因膀胱充盈度变化对危及器官(oars)的剂量学影响，降低正常组织毒性，并提供足够的靶体积覆盖率，提高放疗的精准度。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
40.图1为本发明实施例提供的放疗计划调整方法的流程图。
具体实施方式
41.下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
42.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作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。
43.使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
44.另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件或步骤，不应当解释为排除附加的部件或步骤。
45.为了达到本发明的目的，种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备的其中一些实施例中，如图1所示，放疗计划调整方法包括以下内容：
46.预处理步骤：
47.a.1：给提前排空膀胱的患者的膀胱内注入一定量生理盐水，获取患者在膀胱充盈生理盐水时及排空不同量生理盐水后，膀胱的对应体积；
48.a.2：对a.1获取的数据进行分析处理，得到患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系；
49.a.3：针对患者膀胱充盈时，制定全膀胱体积的放疗计划，再根据不同的膀胱体积的轮廓勾画及周围组织和靶区勾画，制定对应的放疗计划；
50.放疗前步骤：
51.b：根据超声装置获取的患者放疗前的膀胱体积以及a.2得到的患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，预测放疗期间患者膀胱内尿液的变化，并从a.3制定的多个放疗计划中选取合适的一个；
52.放疗时步骤：
53.c：根据选取的放疗计划进行放疗。
54.在一些具体实施例中，以宫颈癌为例。在前期准备中，患者均接受了体位固定，体位固定模具的制作、ct定位，模拟和治疗计划。计划图像被传输到tps系统，进入勾画工作
站。靶区体积和oars根据rtog轮廓勾画指南进行勾画。gtv代表临床或成像上确定的肉眼可见肿瘤和/或扩大的淋巴结。ctv包括显微镜下疾病的高风险区域，并根据机构指南进行轮廓勾画。产生差分ptv外扩以考虑每日摆位误差和器官运动。oar包括肠、直肠、膀胱和股骨头。对于有风险的器官，处方剂量限制为脊髓dmax《45gy，膀胱v45 gy≤35％，肠道v40 gy≤30％，直肠v30 gy≤60％和双侧股骨v30 gy≤15％。为患者制定并批准调强放疗计划，使95％的ptv接受处方剂量。
55.放疗计划调整方法具体包括以下内容：
56.a.1：患者禁食禁水12小时候，饮水1000ml，三十分钟后将患者带到治疗床之前，患者排空膀胱。患者定位在ct模拟器上进行，并使用foleys导管插管。使用foleys排出残余尿液。通过foleys导管将生理盐水注入膀胱，直到患者有最大的排尿冲动，并计算由此注入的生理盐水量(x ml)，该患者的膀胱充盈率为100％。
57.固定患者，从t12椎体至坐骨结节下方5厘米处进行静脉造影ct扫描，层厚为3毫米，扫描名为“imrt100％x ml”，用超声装置的超声探头采集数据，测量膀胱体积，并记录。
58.然后，取出30％注入的生理盐水，并在70％膀胱充满时再次进行扫描，扫描名为“imrt70％0.7x ml”，再使用超声装置的头采集数据，测量膀胱体积，并记录。
59.进一步，取出20％注入的生理盐水并重复扫描，扫描名称为“imrt50％0.5x ml”，再使用超声装置的声探头采集数据，测量膀胱体积，并记录。
60.随后，取出所有生理盐水并进行0％膀胱扫描，扫描名为“imrt0％empty”，再使用超声装置的超声探头采集数据，测量膀胱体积，并记录。
61.a.2：通过计算得到上述测试期间形成的尿液量、残余尿液量以及膀胱内尿液的增量与时间的变化关系。
62.a.3：对全膀胱容积(x)进行计划，然后根据膀胱体积为0.7x、0.5x和空膀胱的轮廓勾画及周围组织和靶区勾画，分别命名为plan100、plan70、plan50和plan0。
63.靶区满足处方剂量的同时，危机器官满足剂量限制：脊髓dmax《45gy，膀胱v45 gy≤35％，肠道v40 gy≤30％，直肠v30 gy≤60％和双侧股骨v30 gy≤15％。
64.满足要求后进行计划验证，验证通过计划可用于患者治疗。
65.b：患者复位后进行放射治疗，在开始放射治疗之前进行膀胱的超声图像采集，确定患者此时的膀胱体积，由膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，预测出治疗期间膀胱内尿液量变化，从plan100、plan70、plan50和plan0选择合适的计划用于放射治疗。
66.c：根据选取的放疗计划进行放疗。
67.值得注意的是，以上具体实施例仅为本发明的一个实例，并不局限于本发明的保护范围。如：可以获取患者在膀胱充盈生理盐水时及排空不同量生理盐水后，膀胱的对应体积可以采用其他方法获取。
68.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，预处理步骤还包括：
69.a.4：将a.3制定的多个放疗计划保存于存储器中。
70.进一步，存储器内还保存有放疗表格，每个放疗计划具有其唯一的计划名称，同一患者的多个放疗计划的计划名称保存于放疗表格中。
71.放疗表格便于索引，后期进行追溯。
72.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，放疗时步骤还包括以下内容：
73.放射过程中，超声装置对患者的膀胱体积进行实时检测，判断膀胱体积的变化大小是否超过阈值；
74.若超过，则加速器停止工作；
75.若未超过，则加速器继续工作。
76.值得注意的是，在一些实施例中，根据超声装置t时刻采集的膀胱体积v
t，实际
以及膀胱内尿液的增量与时间的变化关系预测t 1时刻的膀胱体积v
t 1，预测
，在t 1时刻，判断
△
v是否超过阈值，
△
v＝|v
t 1
，
预测-v
t 1，实际
|，若超过，则加速器停止工作；若未超过，则加速器继续工作。
77.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，膀胱内尿液的增量与时间的变化关系能够以图表的形式展示。
78.此外，本发明实施例还公开一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整设备，包括：
79.膀胱体积采集装置，膀胱体积采集装置用于获取患者在膀胱充盈生理盐水时及排空不同量生理盐水后，膀胱的对应体积；
80.处理分析装置，处理分析装置与膀胱体积采集装置电连接，用于对膀胱体积采集装置获取的数据进行分析处理，得到患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系；
81.放疗计划制定装置，放疗计划制定装置与处理分析装置电连接，用于针对患者膀胱充盈时，制定全膀胱体积的放疗计划，再根据不同的膀胱体积的轮廓勾画及周围组织和靶区勾画，制定对应的放疗计划；
82.放疗计划选取装置，放疗计划选取装置分别与超声装置、处理分析装置以及放疗计划制定装置电连接，用于根据超声装置采集的患者放疗前此时的膀胱体积以及处理分析装置得到的患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，预测放疗期间患者膀胱内尿液的变化，并从放疗计划制定装置制定的多个放疗计划中选取合适的一个；
83.放疗执行装置，放疗执行装置与放疗计划选取装置电连接，用于根据选取的放疗计划进行放疗。
84.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，还包括存储器，存储器与放疗计划制定装置电连接，用于存储多个放疗计划。
85.进一步，存储器内还保存有放疗表格，每个放疗计划具有其唯一的计划名称，同一患者的多个放疗计划的计划名称保存于放疗表格中。
86.放疗表格便于索引，后期进行追溯。
87.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，还包括：实时监测装置，实时监测装置分别与超声装置和放疗执行装置电连接，用于根据超声装置采集的患者放射过程中实时的膀胱体积进行判断，判断膀胱体积的变化大小是否超过阈值；
88.若超过，则放疗执行装置控制加速器停止工作；
89.若未超过，则放疗执行装置控制加速器继续工作。
90.值得注意的是，在一些实施例中，实时监测装置还根据超声装置t时刻采集的膀胱
体积v
t，实际
以及膀胱内尿液的增量与时间的变化关系预测t 1时刻的膀胱体积v
t 1，预测
，在t 1时刻，判断
△
v是否超过阈值，
△
v＝|v
t 1，预测-v
t 1，实际
|，若超过，则加速器停止工作；若未超过，则加速器继续工作。
91.为了进一步地优化本发明的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，还包括：展示装置，展示装置与处理分析装置电连接，用于以图表的形式展示膀胱内尿液的增量与时间的变化关系。
92.本发明公开一种基于膀胱充盈度变化的放疗计划调整方法及设备，其具有以下有益效果：
93.本发明打破传统的采用单一的膀胱充盈的放疗计划，将膀胱的充盈度变化考虑进放疗过程。通过放疗前的预处理步骤，得到每个患者膀胱内尿液的增量与时间的变化关系，并制定多个不同的放疗计划。再利用超声装置得到患者每次放疗前的膀胱体积，预测放疗期间患者膀胱内尿液的变化，并从制定的多个放疗计划中选取合适的一个。
94.同时，本发明能够放射治疗过程中实时监测膀胱充盈程度的变化以及变化趋势，确定是否继续进行治疗。
95.本发明能够有效降低因膀胱充盈度变化对危及器官(oars)的剂量学影响，降低正常组织毒性，并提供足够的靶体积覆盖率，提高放疗的精准度。
96.以上多种实施方式可交叉并行实现。
97.应当理解，这里描述的各种技术可结合硬件或软件，或者它们的组合一起实现。从而，本发明的方法和设备，或者本发明的方法和设备的某些方面或部分可采取嵌入有形媒介，例如软盘、cd-rom、硬盘驱动器或者其它任意机器可读的存储介质中的程序代码(即指令)的形式，其中当程序被载入诸如计算机之类的机器，并被该机器执行时，该机器变成实践本发明的设备。
98.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
99.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
100.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
101.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明
精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。