科创中国

行业领域

生物与新医药技术,高新技术改造传统产业

需求背景

随着科学技术日新月异，肿瘤放射治疗已经由常规普放向精准放疗(三 维适形、调强、图像引导等)方向发展。 国家对精准放疗系统的国产化 高度重视，科技部在十三五“数字诊疗装备专项”列入了多模式引导的 放射治疗设备；工信部在《首台套重大技术装备指导目录 (2019 版) 》 将“图像引导加速器放疗系统”纳入，并且明确了放疗计划 (TPS) 和 图像引导系统的指标；国家发改委印发的《增强制造业核心竞争力三年 行动计划 (2018-2020 年) 》也将“图像引导放射治疗装置”列入其中。

需解决的主要技术难题

需要解决的主要技术问题：

基于锥形束 CT 数据的治疗相关环境实时建模。利用锥形束 CT 及智能 图像处理与分析算法提取人体、治疗床等放疗相关环境几何及其剂量计 算基础参数；放疗术中患者体内三维剂量分布的反演计算。基于 EPID 的射野监测剂量，运用剂量反演算法计算患者体内三维剂量分布，并与 放疗计划剂量计算数据进行比较与分析，实现剂量的在线实时监测和引 导。

技术难点：

实现患者体内三维剂量分布的在线实时监测及引导，偏差≤***%；锥形束 CT  (CBCT) ，在线实时引导功能，综合定位误差≤***mm。 

期望实现的主要技术目标

利用锥形束 CT 及智能图像处理与分析等方法构建人体、治疗床等放疗 相关环境几何模型，获取精准的剂量计算基础参数；在此基础上，根据 EPID 射野监测剂量数据，开发精准高效的剂量反演算法与程序实现放 疗术中患者体内三维剂量分布的精准计算，并与放疗计划剂量计算数据 进行比较与分析，自适应修正放疗计划，实现放疗术中患者体内三维剂 量分布的在线实时监测及精确引导。

运用深度学习构建的锥形束 CT 成像散射模型，对治疗过程中的锥形束 CT 图像进行散射校正，有效提高锥形束 CT 图像质量；通过GPU 加速 和轻量级神经网络有效提高锥形束 CT 图像与定位 CT 图像的配准精度 及配准效率，实现高精度快速智能放疗摆位以及放疗计划的自适应修 正，实现放疗术中的锥形束 CT 在线实时引导。

处理进度