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计划系统自动生成比较软件开发
作者:网站采编关键词:
摘要：0 引言 计划评估是放射治疗计划设计过程中的重要环节，放疗医生勾画完靶区和危机器官后，医学物理师按照临床医师处方要求设计计划，设计计划过程中，每优化一次后都会对计划进
0 引言
计划评估是放射治疗计划设计过程中的重要环节，放疗医生勾画完靶区和危机器官后，医学物理师按照临床医师处方要求设计计划，设计计划过程中，每优化一次后都会对计划进行评估，并根据评估结果来对计划进行迭代优化，反复评估，最终做出满足或近似满足处方要求的计划，再与放疗医生沟通确定最优放疗计划。ICRU 50、62号报告[1-2]中指出评价调强计划优劣能参考肿瘤靶区（GTV）、临床靶区（CTV），计划靶区（PTV）、正常组织（OR）和计划正常组织体积（PRV）的DVH。本文的目的是开发一套适用于计划系统治疗计划DVH自动生成比较软件，并提供良好的用户界面，该软件不仅能读入临床医生所下处方要求；还能够生成当前计划的DVH；最终实现判断治疗计划是否满足医生处方要求，从而减少放射治疗物理师在做计划时，每优化一次后评价计划的重复繁琐操作，节省治疗计划设计时间，提高工作效率。
1 材料与方法
本研究采用了两种程序设计语言：AutoHotKey 和C#。AutoHotkey 是Windows平台下开放源代码的热键脚本语言[3]，该语言通过发送键盘或鼠标的键击动作命令来实现操作的自动化，也可以通过命令调用系统接口及程序，并能创建基于简单语言的图形化界面的执行程序。C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言计划系统提供了基于C#的应用程序编程接口ESAPI[4]（Eclipse Scripting Application Programming Interface）。它允许软件开发者编写脚本[5-6]访问Eclipse计划系统的信息，并且脚本整合到了Eclipse用户界面，能独立运行。现编写一套适合该计划系统的DVH自动生成比较脚本软件，该软件能模拟键盘或鼠标的键击动作和调用ESAPI来实现DVH自动生成比较，脚本软件模块包括：处方文档自动生成，C#中DVH操作函数，软件可视化以及DVH比较报告生成。
1.1 处方文档自动生成
计划系统的ESAPI没有提供对处方的读取库函数，本研究通过AutoHotkey热键脚本语言处理Eclipse计划系统中的医生处方，软件能模拟键盘或鼠标的键击动作将医生处方自动转换成C#可读取的txt文档，并提供自动打印处方的功能。
1.2 定义C#中DVH操作函数
本研究定义两个类，一个是与靶区有关的PTVCategory类，另一个是与正常组织有关的OARCategory类。PTVCategory类中定义了评价靶区相关参数：靶区名称、最小剂量、最大剂量、百分体积剂量等，还定义了评价靶区相关函数：获取靶区名称、获取靶区最小剂量、最大剂量等。OARCategory类中定义了评价正常组织相关参数：靶区名称、平均剂量、最大剂量、百分体积剂量、百分剂量体积等，还定义了评价正常组织相关函数：获取正常组织名称、获取正常组织平均剂量、最大剂量等。
在获取处方要求时，调用C#函数ReadAlline读取txt文档每行，在处理字符串时调用Replace、Split和Contain等函数；在获取计划DVH时，调用了ESAPI中的函数GetDVHCumulativeData和GetVolumeAtDose等，最终将处方要求与计划中各种靶区和正常组织的DVH比较按照规定格式输出到Excel中。
1.3 软件可视化及DVH比较报告生成
表1 医生处方要求Tab.1 Doctor’s prescriptionPrescribe To: PTV1 5 940 cGy 180 cGy/Frac Prescription Coverage Constraints Volume / Structure: PTV1 Min Dose: 98 % Max Dose: 115 % At Least 95 % of PTV1 at 100 % No More Than 5 % of PTV1 at 110 % Organs At Risk Organ: liver Mean: cGy Max Dose: cGy Constraints : v30＜40% Organ: heart Mean: 2 600 cGy Max Dose: cGy Constraints: V30＜40%,V40＜30% Organ: spinal cord Mean: cGy Max Dose: 4 500 cGy Constraints : Organ: whole lung Mean: cGy Max Dose: cGy Constraints: V20＜28%
表2 DVH比较报告自动生成Tab.2 DVH compared report automatically generationStructure MinDose MaxDose At Least No More Than PTV1 5821.2 5 866.9 6831 6520.5 V59.4＞95% 96.25% V65.34＜5% 1.56% MeanDose MaxDose Structure Constraints 0 614.198 5 0 6 351.369 liver v30＜40% 6.16% 2600 3 442.757 F 0 6 659.143 heart V30＜40% 45.67% F V40＜30% 34.06% F 0 1 505.167 4 500 5 127.318 F spinalcordPRV 0 1 287.311 0 6 397.211 wholelung V20＜28% 26.18%
Autohotkey自带Gui命令，该命令可以创建和管理一个窗体及窗体之上的控件，本研究创建了脚本软件界面，用户能通过在ShowDVH上输入病人ID号和治疗阶段号来运行软件，实现医生处方与计划DVH比较报告生成，与此同时界面上还提供了打印处方的控件。当用户输入病人ID号和治疗阶段号后，运行软件，如表1所示，表1是医生处方要求，对靶区比如PTV1处方剂量5 940 cGy，最小剂量要大于处方剂量的98%，最大剂量要小于处方剂量的115%，100%的处方剂量包围PTV1体积要大于95%，110%的处方剂量包围的PTV1体积要小于5%等等，对正常组织，比如SpinalCordPRV最大剂量小于4 500 cGy等等；表2运行ShowDVH后，计划的DVH与医生处方相比较结果，DVH没有满足医生要求的，用F表示，MeanDose 和MaxDose为0的是没有处方要求，正常组织的名字放表格中间是方便物理师查看。对靶区比如PTV1最小剂量为5 866.9 cGy，最大剂量为6 520.5 cGy, 100%的处方剂量包围PTV1体积为96.25%，110%的处方剂量包围的PTV1体积为1.56%，这样PTV1的DVH满足医生处方要求。对正常组织比如SpinalCordPRV最大剂量为5 127.318 cGy，这样SpinalCordPRV的DVH不能满足医生处方要求，需对计划进行再次优化，反复评估，最终做出满足或近似满足处方要求的计划。
文章来源：《自动化应用》 网址: http://www.zdhyyzz.cn/qikandaodu/2021/0430/1460.html
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