本发明涉及心脏剂量预测，特别是涉及一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统及方法。
背景技术：
1、乳腺癌术后放疗在给患者带来生存获益的同时，也会产生放射性心脏损伤，导致心脏相关不良事件如缺血性心脏病、瓣膜疾病、心律失常、心包积液、充血性心衰等发生风险增加，特别是左侧乳腺癌患者。心脏相关不良事件已成为威胁早期乳腺癌患者长期生存的主要原因。
2、既往研究表明，平均心脏剂量(mean heart dose，mhd)与主要冠脉件(心肌梗死、冠状动脉血管重建、死于缺血性心脏病)的发生风险呈线性相关，即mhd每增加1gy，主要冠脉事件风险增加7.4％。了解患者的心脏受照剂量可以帮助临床医生判断患者发生放射性心脏损伤的风险，进而进行心脏保护干预和心脏损伤的密切监测。但临床实践中要明确患者心脏的具体受照剂量需要完成体位固定、定位ct扫描、靶区和危及器官勾画、计划设计等步骤，耗费较多的时间及人力物力等资源。所以通过预测工具尽早预测心脏成为迫切需要。既往研究显示可采用基于定位ct图像测量的解剖学指标来预测患者心脏受照剂量，如心胸距离、心脏接触距离、最大心脏距离等。但这些指标均是以切线野为基础的三维适形放疗为技术背景的，而且均为在某一ct层面上测得的二维指标，难以良好体现心脏和靶区间的三维空间位置。另外这些指标均由人工进行测量，其准确性容易受切线野角度、ct层厚、测量者测量误差的影响。目前尚无一致的解剖学指标推荐。调强放疗(intensity modulationradiated therapy，imrt)因其可以提高靶区剂量均匀性的同时降低危及器官的受量已广泛应用于乳腺癌患者术后放疗，但目前鲜有针对采用imrt技术的筛选指标。
3、因此，亟需一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统及方法。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统及方法，解决目前尚无针对采用imrt左乳癌患者的心脏剂量预测指标问题，实现心脏剂量快速预测。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，包括：
4、信息识别模块、信息重构模块、预测模块；
5、所述信息识别模块，用于识别待测ct图像，获取心脏轮廓和胸壁靶区轮廓；
6、所述信息重构模块，用于基于scipy软件包在所述心脏轮廓和胸壁靶区轮廓构建心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面，并基于所述心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面计算心胸欧氏距离；
7、所述预测模块，用于将所述心胸欧氏距离输入预设的预测模型中，输出心脏剂量，其中，所述预测模型基于心胸欧氏距离与平均心脏剂量的相关性构建。
8、可选地，所述信息重构模块基于scipy软件包在所述心脏轮廓和胸壁靶区轮廓构建心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面包括：
9、确定所述心脏轮廓的起始ct层面和结束ct层面；
10、在所述起始ct层面至所述结束ct层面范围内的同一ct层面上，分别获取所述胸壁靶区轮廓的外侧界与所述心脏轮廓的背侧缘的第一连线、所述胸壁靶区轮廓的内侧界与所述心脏轮廓的腹侧缘的第二连线；
11、所述第一连线、第二连线与心脏轮廓的交点间靠近胸壁靶区的心脏轮廓为所述心脏轮廓胸壁面，所述第一连线、第二连线与胸壁靶区轮廓的交点间靠近心脏的胸壁靶区轮廓为所述胸壁轮廓心脏面。
12、可选地，所述信息重构模块基于所述心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面计算心胸欧氏距离包括：
13、获取所述心脏轮廓胸壁面上的体素点，构建集合ω；
14、获取所述胸壁轮廓心脏面上的体素点，构建集合ω′；
15、计算所述集合ω和集合ω′间的最短欧氏距离，即为所述心胸欧氏距离。
16、可选地，所述心胸欧氏距离的计算公式为：
17、
18、
19、其中，点a为心脏轮廓胸壁面上第i个体素点(xi，yi，zi)，点b为胸壁轮廓心脏面上第j个体素点(x′j，y′j，z′j)。
20、可选地，所述预测模块中的预测模型为：
21、y＝-19.57x+476.60
22、其中，x表示心胸欧氏距离，y表示平均心脏剂量。
23、为进一步实现上述目的，本发明还提供了一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测方法，包括：
24、导入待测ct图像，识别所述待测ct图像中的心脏轮廓和胸壁靶区轮廓；
25、基于scipy软件包在所述心脏轮廓和胸壁靶区轮廓构建心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面，并基于所述心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面计算心胸欧氏距离；
26、将所述心胸欧氏距离输入预设的预测模型中，输出心脏剂量，其中，所述预测模型基于心胸欧氏距离与平均心脏剂量的相关性构建。
27、可选地，所述心胸欧氏距离的计算方法为：
28、获取所述心脏轮廓胸壁面上的体素点，构建集合ω；
29、获取所述胸壁轮廓心脏面上的体素点，构建集合ω′；
30、计算所述集合ω和集合ω′间的最短欧氏距离，计算公式为：
31、
32、
33、其中，点a为心脏轮廓胸壁面上第i个体素点(xi，yi，zi)，点b为胸壁轮廓心脏面上第j个体素点(x′j，y′j，z′j)。
34、可选地，所述预测模型为：
35、y＝-19.57x+476.60
36、其中，x表示心胸欧氏距离，y表示平均心脏剂量。
37、本发明的有益效果为：
38、本发明通过自动识别定位ct图像中的胸壁靶区轮廓和心脏靶区轮廓，确定心脏轮廓的上下界来明确测量计算的ct层面；通过胸壁靶区外侧界与心脏轮廓背侧缘的连线，以及胸壁靶区内侧界与心脏轮廓腹侧缘的连线限定心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面的范围；基于欧氏距离的理论基础测量心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面上众多体素点之间的欧氏距离，将最短的欧氏距离定义为心胸欧氏距离。本发明所提出的解剖学指标是基于心脏和胸壁靶区的三维空间位置关系测量得出的，该测量方法实现自动化快速准确测量，最大程度降低了测量者误差，减轻医务人员负担。基于心胸欧氏距离构建心脏剂量预测模型，可帮助临床医生快速准确了解拟接受辅助放疗左乳癌患者的心脏受照剂量，从而尽早采取干预措施和密切监测随访。
1.一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，包括：信息识别模块、信息重构模块、预测模块；
2.根据权利要求1所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述信息重构模块基于scipy软件包在所述心脏轮廓和胸壁靶区轮廓构建心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面包括：
3.根据权利要求1所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述信息重构模块基于所述心脏轮廓胸壁面和胸壁轮廓心脏面计算心胸欧氏距离包括：
4.根据权利要求3所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述心胸欧氏距离的计算公式为：
5.根据权利要求1所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述预测模块中的预测模型为：
6.一种基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测方法，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述心胸欧氏距离的计算方法为：
8.根据权利要求6所述的基于心胸欧氏距离的心脏剂量预测系统，其特征在于，所述预测模型为：
