四川大学谭湘杰获国家专利权
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龙图腾网获悉四川大学申请的专利基于常微分方程的放疗计划生成方法、系统、设备及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119649999B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-19发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411806200.6,技术领域涉及:G16H20/40;该发明授权基于常微分方程的放疗计划生成方法、系统、设备及介质是由谭湘杰;申云成;郭昌贵;殷应勇;胡俊杰设计研发完成,并于2024-12-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于常微分方程的放疗计划生成方法、系统、设备及介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于常微分方程的放疗计划生成方法、系统、设备及介质,属于人工智能医学领域中放疗计划的自动生成,其目的在于解决现有技术中生成的放疗方案中剂量分布精度低、放疗质量不高的技术问题。其通过在放疗计划生成模型中设置剂量预测模块、通量预测模块,两者都采用U‑Net网络结构,将投影图作为剂量预测模块的输入,将剂量预测模块的输出和投影图均作为通量预测模块的输入,并在通量预测模块进行上采样时,将上采样后得到的特征图、通量预测模块中途对应跳跃连接的特征图、剂量预测模块中途生成的对应特征图进行拼接后再进行卷积处理,这样可使模型捕捉到器官的连续性变化,且最终生成的放疗方案中剂量分布精度更高,放疗质量更高。
本发明授权基于常微分方程的放疗计划生成方法、系统、设备及介质在权利要求书中公布了:1.一种基于常微分方程的放疗计划生成方法,其特征在于,包括如下步骤: 步骤1,获取样本图像数据; 获取肿瘤部位的CT勾画、放疗剂量图和放疗通量图,并将CT勾画投影到与放疗射线方向垂直的二维平面上,得到投影图; 步骤2,构建放疗计划生成模型; 构建放疗计划生成模型,放疗计划生成模型包括剂量预测模块、通量预测模块; 剂量预测模块中,投影图经下采样、上采样后输出剂量图; 通量预测模块中,投影图和剂量图经下采样、投影图经下采样后进行拼接后,再经上采样后输出通量图; 步骤3,训练放疗计划生成模型; 采用步骤1获取的样本图像数据对步骤2构建的放疗计划生成模型进行训练; 步骤4,放疗计划生成; 获取待生成计划的肿瘤部位的CT勾画,并将CT勾画投影到与放疗射线方向垂直的二维平面上,得到待测投影图;将待测投影图输入步骤3训练后的放疗计划生成模型,放疗计划生成模型输出放疗计划; 步骤2中,剂量预测模块包括依次设置的第一剂量卷积子模块、第一剂量下采样子模块、第二剂量卷积子模块、第二剂量下采样子模块、第三剂量卷积子模块、第三剂量下采样子模块、第四剂量卷积子模块、第一剂量上采样子模块、第五剂量卷积子模块、第二剂量上采样子模块、第六剂量卷积子模块、第三剂量上采样子模块、第七剂量卷积子模块; 投影图经第一剂量卷积子模块后得到第一剂量特征图,第一剂量特征图经第一剂量下采样子模块后得到第二剂量特征图,第二剂量特征图经第二剂量卷积子模块后得到第三剂量特征图,第三剂量特征图经第二剂量下采样子模块后得到第四剂量特征图,第四剂量特征图经第三剂量卷积子模块后得到第五剂量特征图,第五剂量特征图经第三剂量下采样子模块后得到第六剂量特征图,第六剂量特征图经第四剂量卷积子模块后得到第七剂量特征图,第七剂量特征图经第一剂量上采样子模块后得到第八剂量特征图,第八剂量特征图与第五剂量特征图进行拼接并经第五剂量卷积子模块后得到第九剂量特征图,第九剂量特征图经第二剂量上采样子模块后得到第十剂量特征图,第十剂量特征图与第三剂量特征图进行拼接并经第六剂量卷积子模块后得到第十一剂量特征图,第十一剂量特征图经第三剂量上采样子模块后得到第十二剂量特征图,第十二剂量特征图与第一剂量特征图进行拼接并经第七剂量卷积子模块后得到剂量图; 步骤2中,通量预测模块包括依次设置的第一通量卷积子模块、第一通量下采样子模块、第二通量卷积子模块、第二通量下采样子模块、第三通量卷积子模块、第三通量下采样子模块、第四通量卷积子模块、第一通量上采样子模块、第五通量卷积子模块、第二通量上采样子模块、第六通量卷积子模块、第三通量上采样子模块、第七通量卷积子模块、第八通量卷积子模块、第四通量下采样子模块、第九通量卷积子模块、第五通量下采样子模块、第十通量卷积子模块、第六通量下采样子模块、第十一通量卷积子模块; 投影图经第八通量卷积子模块后得到第十三通量特征图,第十三通量特征图经第四通量下采样子模块后得到第十四通量特征图,第十四通量特征图经第九通量卷积子模块后得到第十五通量特征图,第十五通量特征图经第五通量下采样子模块后得到第十六通量特征图,第十六通量特征图经第十通量卷积子模块后得到第十七通量特征图,第十七通量特征图经第六通量下采样子模块后得到第十八通量特征图,第十八通量特征图经第十一通量卷积子模块后得到第十九通量特征图; 投影图与剂量预测模块输出的剂量图经第一通量卷积子模块后得到第一通量特征图,第一通量特征图经第一通量下采样子模块后得到第二通量特征图,第二通量特征图经第二通量卷积子模块后得到第三通量特征图,第三通量特征图经第二通量下采样子模块后得到第四通量特征图,第四通量特征图经第三通量卷积子模块后得到第五通量特征图,第五通量特征图经第三通量下采样子模块后得到第六通量特征图,第六通量特征图经第四通量卷积子模块后得到第七通量特征图,第七通量特征图与第十九通量特征图进行相加后并经第一通量上采样子模块后得到第八通量特征图,第八通量特征图、第五通量特征图及剂量预测模块中途输出的第八剂量特征图进行拼接并经第五通量卷积子模块后得到第九通量特征图,第九通量特征图经第二通量上采样子模块后得到第十通量特征图,第十通量特征图、第三通量特征图及剂量预测模块中途输出的第十剂量特征图进行拼接并经第六通量卷积子模块后得到第十一通量特征图,第十一通量特征图经第三通量上采样子模块后得到第十二通量特征图,第十二通量特征图、第一通量特征图及剂量预测模块中途输出的第十二剂量特征图进行拼接并经第七通量卷积子模块后得到通量图。
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