【作 者】謝朝，胡金有，鄒煉，張薇莎，鄒雨馨，駱科林，劉湘鄉(xiāng)，于路新

1 四川省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，成都市，610072

2 四川省人民醫(yī)院腫瘤科，成都市，610072

Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)輪廓自動(dòng)生成軟件開發(fā)

【作 者】謝朝1,2，胡金有1,2，鄒煉1,2，張薇莎1,2，鄒雨馨1,2，駱科林1,2，劉湘鄉(xiāng)1,2，于路新1,2

1 四川省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，成都市，610072

2 四川省人民醫(yī)院腫瘤科，成都市，610072

目的 實(shí)現(xiàn)Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)中計(jì)劃靶區(qū)和輔助輪廓的自動(dòng)生成。方法 使用AutoHotkey熱鍵腳本語(yǔ)言，編寫適用于Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)的輪廓自動(dòng)生成軟件ContourAutoMargin (CAM)，該軟件由輪廓操作函數(shù)、腳本生成可視化和腳本文件操作模塊構(gòu)成。結(jié)果 在臨床上選取不同病種各10例，調(diào)用由CAM創(chuàng)建的模版腳本在計(jì)劃系統(tǒng)下運(yùn)行，模版腳本能完成輪廓自動(dòng)產(chǎn)生及后處理，各病種自動(dòng)與手動(dòng)生成輪廓無(wú)差別。結(jié)論 該軟件界面友好，功能強(qiáng)大，能快速實(shí)現(xiàn)Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)下計(jì)劃優(yōu)化前所需輪廓的自動(dòng)生成，大大節(jié)約計(jì)劃準(zhǔn)備時(shí)間，提高放射治療物理師工作效率。

Eclipse；自動(dòng)；輪廓；AutoHotkey

0 引言

放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)[1-3]是腫瘤病人放射治療過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，先進(jìn)的治療計(jì)劃系統(tǒng)為用戶提供了腳本記錄與回放，用戶只需寫一個(gè)小腳本便能快速自動(dòng)處理不同病人計(jì)劃設(shè)計(jì)的相同操作。在Pinnacle計(jì)劃系統(tǒng)[4]下，早在2007年澳大利亞Royal Perth醫(yī)院[5]將他們的研究成果以及其他人貢獻(xiàn)總結(jié)成一個(gè)腳本庫(kù)，方便國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)物理工作者使用[6]。瑞典RayStation計(jì)劃系統(tǒng)[7]能夠通過(guò)IronPython編程與.Net控件相結(jié)合實(shí)現(xiàn)治療計(jì)劃設(shè)計(jì)的自動(dòng)化。而Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)只提供計(jì)劃數(shù)據(jù)讀取，無(wú)法寫入，要在Eclipse 13.0版本才提供，國(guó)內(nèi)暫時(shí)還沒(méi)有13.0版本。本文的目的是開發(fā)一套適用于Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)輪廓自動(dòng)生成腳本軟件，并提供良好的用戶界面，該軟件不僅能夠?qū)蝹€(gè)輪廓操作生成腳本；還能夠生成按不同規(guī)范制定的計(jì)劃靶區(qū)和輔助輪廓模版腳本；最后能在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下模擬鍵盤或鼠標(biāo)鍵擊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)輪廓自動(dòng)生成，從而減少放射治療物理師的重復(fù)操作，節(jié)省治療計(jì)劃準(zhǔn)備時(shí)間，提高工作效率。

1 材料與方法

本研究采用了Windows平臺(tái)下開放源代碼的熱鍵腳本語(yǔ)言（AutoHotkey），該語(yǔ)言通過(guò)發(fā)送鍵盤或鼠標(biāo)的鍵擊動(dòng)作命令來(lái)實(shí)現(xiàn)操作的自動(dòng)化，也可以通過(guò)命令調(diào)用系統(tǒng)接口及程序，并能創(chuàng)建基于簡(jiǎn)單語(yǔ)言的圖形化界面的執(zhí)行程序。

我院Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)[8]支持C#編寫的腳本讀取計(jì)劃中數(shù)據(jù)并輸出，不支持寫入數(shù)據(jù)，現(xiàn)編寫一套適合該計(jì)劃系統(tǒng)的輪廓自動(dòng)生成腳本軟件，該軟件能模擬鍵盤或鼠標(biāo)的鍵擊動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)輪廓自動(dòng)生成，腳本軟件模塊包括：輪廓操作函數(shù)，輪廓自動(dòng)生成腳本

可視化以及腳本文件新建存儲(chǔ)讀取運(yùn)行。

1.1 定義輪廓操作函數(shù)

本研究將Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)下對(duì)輪廓的單獨(dú)操作分別編寫成函數(shù)，比如新建輪廓時(shí)產(chǎn)生鍵盤或鼠標(biāo)的一系列鍵擊動(dòng)作命令定義為NewStructure函數(shù)，如圖1所示，其中包括輪廓命名、類型和顏色三個(gè)參數(shù)；復(fù)制輪廓，定義為CopyStructure函數(shù)，包括復(fù)制輪廓的名稱參數(shù)；外擴(kuò)輪廓，定義為MarginStructure函數(shù)，包括外擴(kuò)輪廓名稱、6個(gè)方向的尺寸參數(shù)；后處理輪廓，定義為PostProcessing函數(shù)，包括移除輪廓大小和平滑參數(shù)；輪廓的布爾算法處理，定義為BooleanOperates函數(shù)，包括布爾計(jì)算式參數(shù)；輪廓的剪切，定義為CropStructure函數(shù)，包括剪切輪廓的名稱、剪切方向選擇、避開輪廓的名稱、剪切距離參數(shù)。

圖1 NewStructure函數(shù)流程圖Fig.1 The flow chart of NewStructure

1.2 輪廓自動(dòng)生成腳本可視化

Autohotkey自帶Gui命令，該命令可以創(chuàng)建和管理一個(gè)窗體及窗體之上的控件，本研究創(chuàng)建了腳本軟件界面，用戶能通過(guò)簡(jiǎn)單操作設(shè)計(jì)出輪廓生成自動(dòng)化腳本。界面上方控件有文件處理菜單包括新建、打開和保存，工具菜單包括輪廓新建、刪除、復(fù)制、外擴(kuò)等以及幫助菜單，界面左上方是病人的名，界面左邊列舉出生成輪廓的名稱，雙擊輪廓能在界面右邊顯示對(duì)該輪廓的所有操作，包括新建、復(fù)制、后處理等以及相關(guān)參數(shù)定義。

1.3 腳本文件新建存儲(chǔ)讀取運(yùn)行

本研究執(zhí)行腳本需按標(biāo)準(zhǔn)格式編寫，也可通過(guò)CAM生成，腳本文件格式為ini。用戶可創(chuàng)建適合本醫(yī)院不同病種的模版腳本，由CAM打開模版腳本并運(yùn)行，程序會(huì)根據(jù)用戶對(duì)輪廓不同操作定義調(diào)用不同輪廓操作函數(shù)，實(shí)現(xiàn)輪廓自動(dòng)生成。如圖2所示，（a）是醫(yī)生在CT橫斷面上勾畫的臨床靶區(qū)CTV2、腫瘤靶區(qū)GTVnd、下顎骨Mandible、唾液腺Salivary gland和脊髓SpinalCord，這些輪廓是應(yīng)用腳本軟件前的初始狀態(tài)，當(dāng)調(diào)用模版腳本運(yùn)行后，就會(huì)生成計(jì)劃所需輪廓，如（b）所示，在同一層CT的橫斷面上自動(dòng)生成的輪廓有計(jì)劃臨床靶區(qū)PTV2、計(jì)劃腫瘤靶區(qū)PGTVnd、脊髓外擴(kuò)輪廓SpinalCordPRV、劑量限值環(huán)Ring4000和Ring5000。PTV2、PGTVnd和SpinalCordPRV分別由CTV2、GTVnd和SpinalCord均勻外放5 mm所得，Ring4000是由PTV2外放2cm減去PTV2外放1 cm所得，Ring5000是由PTV2外放1 cm減去PTV2外放5 mm所得。

圖2 輪廓的自動(dòng)生成Fig.2 Automatically generated contours

2 結(jié)果

2.1 驗(yàn)證腳本在Eclipse 11.0計(jì)劃系統(tǒng)下的運(yùn)行情況

在CAM上創(chuàng)建對(duì)輪廓進(jìn)行各種操作的腳本，操作包括新建、復(fù)制、外擴(kuò)、后處理、布爾算法和剪切，并在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下運(yùn)行腳本。在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下能順利準(zhǔn)確完成腳本中對(duì)輪廓的操作，說(shuō)明CAM處理輪廓的操作都能在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下執(zhí)行。

2.2 單個(gè)輪廓自動(dòng)生成與手動(dòng)生成比較

通過(guò)CAM創(chuàng)建一系列的對(duì)單個(gè)輪廓操作的腳本，并在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下運(yùn)行腳本，產(chǎn)生輪廓，并與手動(dòng)生成輪廓相比較。在對(duì)輪廓生成相同操作下，自動(dòng)生成與手動(dòng)生成輪廓在輪廓命名、類型、顏色、體積都相同，說(shuō)明對(duì)單個(gè)輪廓自動(dòng)生成與手動(dòng)生成無(wú)差別。

2.3 模版腳本輪廓自動(dòng)與手動(dòng)生成比較

根據(jù)我院不同病種規(guī)范，設(shè)計(jì)出鼻咽癌、肺癌、乳腺癌和宮頸癌的模版腳本，選取各10例臨床病例，運(yùn)行相關(guān)模版腳本，運(yùn)行結(jié)果與手動(dòng)生成輪廓相比較，如圖3～圖6所示，對(duì)于鼻咽癌，在圖3中顯示的CT橫斷面上，(a)是自動(dòng)生成的輪廓，(b)是

手動(dòng)生成的輪廓，兩幅圖顯示輪廓，包括PTV2、PGTVnd、Ring4000、Ring5000和SpinalCordPRV，在輪廓類型、顏色、體積信息是相同的。對(duì)于肺癌，如圖4，(a)是自動(dòng)生成的輪廓，(b)是手動(dòng)生成的輪廓，兩幅圖顯示輪廓，包括PTV1、Ring1、Ring2、NT和SpinalCordPRV，在輪廓類型、顏色、體積信息是相同的。對(duì)于乳腺癌，如圖5，(a)是自動(dòng)生成的輪廓，(b)是手動(dòng)生成的輪廓，兩幅圖顯示輪廓，包括PGTV-tb、PTV1、PTV1plan、Ring1、NT和SpinalCordPRV，在輪廓類型、顏色、體積信息是相同的。對(duì)于宮頸癌，如圖6，(a)是自動(dòng)生成的輪廓，(b)是手動(dòng)生成的輪廓，兩幅圖顯示輪廓，包括PTV1、Ring1、Ring2和NT，在輪廓類型、顏色、體積信息是相同的。

模版腳本能在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)下順利執(zhí)行，與手動(dòng)生成輪廓相比，節(jié)約了計(jì)劃準(zhǔn)備時(shí)間，能夠一次完成所需輪廓的生成，對(duì)于所生成的輪廓，手動(dòng)生成與自動(dòng)生成輪廓類型、顏色、體積信息都是相同的，無(wú)差別。

圖3 對(duì)鼻咽癌輪廓的自動(dòng)生成與手動(dòng)生成比較Fig.3 Compare contours automatically generated with contours manually created for NPC

圖4 對(duì)肺癌輪廓的自動(dòng)生成與手動(dòng)生成比較Fig.4 Compare contours automatically generated with contours manually created for lung cancer

圖5 對(duì)乳腺癌輪廓的自動(dòng)生成與手動(dòng)生成比較Fig.5 Compare contours automatically generated with contours manually created for breast cancer

圖6 對(duì)宮頸癌輪廓的自動(dòng)生成與手動(dòng)生成比較Fig.6 Compare contours automatically generated with contours manually created for cervical cancer

3 結(jié)論

放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中，腳本的使用能簡(jiǎn)化計(jì)劃設(shè)計(jì)的過(guò)程，減少放射治療物理師的重復(fù)操作，提高治療計(jì)劃制作效率。本研究開發(fā)的腳本軟件CAM，能在Eclipse11.0計(jì)劃系統(tǒng)中自動(dòng)快速生成所需輪廓，用戶可以根據(jù)本醫(yī)院規(guī)范出不同病種計(jì)劃靶區(qū)和輔助輪廓定義設(shè)計(jì)出相應(yīng)模版腳本，并應(yīng)用于放射治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中。同樣對(duì)于低于11.0版本的計(jì)劃系統(tǒng)也能用本研究介紹的方式去實(shí)現(xiàn)輪廓自動(dòng)生成。雖然CAM功能強(qiáng)大，但是腳本運(yùn)行完，還需對(duì)計(jì)劃系統(tǒng)中生成的輪廓詳細(xì)檢查，仔細(xì)復(fù)核，確保腳本安全使用。

[1] 胡逸民. 腫瘤放射物理學(xué)[M]. 北京: 原子能出版社, 1999.

[2] 耿輝, 戴建榮, 李嘩雄, 等.一種簡(jiǎn)單調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)應(yīng)用的初步研究[J]. 中華放射腫瘤學(xué)雜志, 2006, 15: 411-415.

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[8] Eclipse Scripting API Reference Guide [M]. Palo Alto USA:Varian medical systems, 2013.

Development of a Software for Automatically Generated Contours in Eclipse TPS

【W(wǎng)riters】XIE Zhao1,2, HU Jinyou1,2, ZOU Lian1,2, ZHANG Weisha1,2, ZOU Yuxin1,2, LUO Kelin1,2, LIU Xiangxiang1,2, YU Luxin1,2
1 Joint Laboratory for Medical Physics, Sichuan Provincial People’s Hospital, Chengdu, 610072
2 Department of Oncology, Sichuan Provincial People’s Hospital, Chengdu, 610072

Objective The automatic generation of planning targets and auxiliary contours have achieved in Eclipse TPS 11.0. Methods The scripting language autohotkey was used to develop a software for automatically generated contours in Eclipse TPS. This software is named Contour Auto Margin(CAM), which is composed of operational functions of contours, script generated visualization and script file operations. Results Ten cases in different cancers have separately selected, in Eclipse TPS 11.0 scripts generated by the software could not only automatically generate contours but also do contour post-processing. For different cancers, there was no difference between automatically generated contours and manually created contours. Conclusion The CAM is a user-friendly and powerful software, and can automatically generated contours fast in Eclipse TPS 11.0. With the help of CAM, it greatly save plan preparation time and improve working efficiency of radiation therapy physicists.

eclipse, automatic, contour, AutoHotkey

R730.55

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2015.03.020

1671-7104(2015)03-0225-03

2015-01-15

謝朝，E-mail: xz0242024028@126.com

鄒煉，E-mail: zoulian_medphy@sina.com