1.一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:包括硬件模塊和軟件模塊,所述硬件模塊包括基于空間頻域成像的光學(xué)圖像采集裝置,所述光學(xué)圖像采集裝置用于獲取患者放療治療區(qū)域皮膚表面圖像,所述軟件模塊包括圖像解調(diào)模塊、參數(shù)反演模塊和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊,所述圖像解調(diào)模塊用于將獲取的皮膚表面圖像解調(diào)出受測(cè)皮膚在調(diào)制頻率下的dc、ac調(diào)制傳遞函數(shù)(mtf),所述參數(shù)反演模塊用于將dc、ac調(diào)制傳遞函數(shù)(mtf)反演計(jì)算出利用組織層狀結(jié)構(gòu)映射的光學(xué)成像模型轉(zhuǎn)化得到的相應(yīng)的生理參數(shù),所述風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊用于構(gòu)建可解釋的機(jī)器學(xué)習(xí)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,并針對(duì)患者給出個(gè)性化的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模塊包括以下步驟:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述步驟一中的患者臨床特征包括年齡、性別、高血壓、糖尿病、吸煙史、飲酒史、體重指數(shù)(bmi)、化療、免疫治療,所述皮膚光學(xué)和生理參數(shù)包括總血紅蛋白濃度、氧飽和度、黑色素濃度、氧飽和度、約化散射系數(shù)、散射能力、表皮粗糙程度以及表皮厚度,通過(guò)在患者皮膚外表面下方5mm位置使用放射治療計(jì)劃系統(tǒng)并將獲得的皮膚表面劑量轉(zhuǎn)換為dvh參數(shù)最終獲得受試皮膚的劑量參數(shù),所述劑量參數(shù)包括受試皮膚區(qū)域最大劑量、最小劑量、平均劑量、中位數(shù)劑量以及皮膚v10、v20、v30、v40、v50、v60,所述數(shù)據(jù)預(yù)處理中的缺失值使用特征中位數(shù)進(jìn)行替換并進(jìn)行所有連續(xù)變量的標(biāo)準(zhǔn)化,對(duì)類(lèi)別變量進(jìn)行編碼,將最終獲得的數(shù)據(jù)按8:2的比例分為訓(xùn)練集和測(cè)試集并使用borderline?smote?對(duì)訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述光學(xué)圖像采集裝置包括成像光源、投影設(shè)備和探測(cè)器,所述投影設(shè)備采用數(shù)字微鏡(1)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化照明,投影波長(zhǎng)為r(623?nm)、g(539?nm)、b(465?nm)的混合白光,并由準(zhǔn)直物鏡(2)對(duì)混合白光進(jìn)行準(zhǔn)直和校正,投影混合白光的頻率為0和0.2?mm-1,通過(guò)調(diào)整頻率實(shí)現(xiàn)不同成像深度,成像區(qū)域?yàn)?*3cm,實(shí)現(xiàn)組織寬場(chǎng)成像,所述探測(cè)器采用ccd相機(jī)(3),通過(guò)入射不同頻率的空間調(diào)制圖案到樣品區(qū)域,并用ccd相機(jī)(3)捕捉反射圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述圖像解調(diào)模塊采用標(biāo)準(zhǔn)三相移法(α=0,2π/3,4π/3)解調(diào)出受測(cè)皮膚在調(diào)制頻率0和下的dc、ac調(diào)制傳遞函數(shù)(mtf),進(jìn)而依據(jù)光在混濁介質(zhì)的傳播理論由mtf反演獲得介質(zhì)包括吸收系數(shù)()和約化散射系數(shù)()等的二維分布,在采用標(biāo)準(zhǔn)三相移法進(jìn)行圖像解調(diào)時(shí),三個(gè)相位圖像為,和可以表示為:
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述圖像解調(diào)模塊采用單次快照多頻解調(diào)法(ssmd)解調(diào)出受測(cè)皮膚在調(diào)制頻率0和下的dc、ac調(diào)制傳遞函數(shù)(mtf),進(jìn)而依據(jù)光在混濁介質(zhì)的傳播理論由mtf反演獲得介質(zhì)包括吸收系數(shù)()和約化散射系數(shù)()等的二維分布,在采用單次快照多頻解調(diào)法(ssmd)進(jìn)行圖像解調(diào)時(shí),入射到組織樣品表面的結(jié)構(gòu)光圖案和經(jīng)組織后向散射得到的光強(qiáng)圖案可以表示為:
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種急性放射性皮炎風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的方法及系統(tǒng),其特征在于:所述受測(cè)皮膚組織的吸收系數(shù)方程建立為,其中,λ為光的波長(zhǎng),n為發(fā)色團(tuán)的數(shù)量,為發(fā)色團(tuán)摩爾消光系數(shù),為發(fā)色團(tuán)濃度,由mie散射描述,其中a表示散射幅度,與散射體數(shù)量相關(guān),b表示與散射體大小相關(guān)的散射能力,多波長(zhǎng)下低頻結(jié)構(gòu)光成像所得的可進(jìn)一步依據(jù)求得,測(cè)定層狀結(jié)構(gòu)中總血紅蛋白濃度和氧飽和度,通過(guò)映射均勻介質(zhì)和原始兩層結(jié)構(gòu)之間的典型光子強(qiáng)制實(shí)現(xiàn)了等效的光吸收和散射,即