用于4DCT成像的标记带及4DCT成像方法技术

本发明专利技术提供了一种用于4DCT成像的标记带及4DCT成像方法，在4DCT成像方法中采用在待成像物体的活动区域上粘附标记带，根据采集待成像物体的活动区域的投影图像，投影图像中至少具有一组标记物；提取并识别投影图像中的标记物信息并与预存储的所有标记物的成像式样的一组相匹配以使投影图像中的标记物与标记带上的标记物彼此对应；计算标记物的位置；以及根据所述标记物的位置信息获得所述活动区域的活动曲线。由于各组标记物被配置的被计算机断层扫描的成像式样各不相同，从而较好的表征不同时刻扫描标记带的位置，根据标记物的位置从而获得活动区域的活动曲线，提高了计算结果的精准度，简化了医生的操作流程，加快了运算速度，降低了成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医疗
，特别涉及一种用于4DCT成像的标记带及4DCT成像方法。
技术介绍
近年来，以通过照射各种放射线而使肿瘤细胞坏死为目的的放射线治疗逐渐普及。作为所使用的放射线，不仅最普遍使用的X射线，使用以质子为代表的粒子线的治疗也开始普及。放射线治疗需要相对于照射放射线的位置、患部的状态事先制定详细的计划，以利用治疗计划装置事先得到向患部及患部周围的期望的剂量分布的方式决定照射量、照射位置。在事先计划时确认患者体内的肿瘤分布的方法普遍是X射线CT图像(以下称为CT图像)。患部位置的指定、基于患部位置的指定的体内的剂量分布计算也普遍使用CT图像进行。在照射时也期望按计划进行照射，但实际上由各种原因引起的误差会产生影响。该误差主要原因除了装置自身的误差、定位时的误差，还列举由呼吸、心跳引起的照射中的患部的运动。呼吸、心跳之类的患部的运动根据患者、目标部位而不同，因此难以评价。以定量地评价患部的运动对剂量分布带来的影响的目的，考虑预测在CT图像上具有时间变动的信息的患部周围的器官的运动，提出了四维计算机断层扫描(4DCT)，也就是具有时间信息的四维(4D)CT图像，4DCT的信息允许放射肿瘤学家计划用于移动肿瘤的准确治疗，在呼吸周期内在预定特定间隔内传送放射线，并且较大的降低了治疗相关的副作用的风险。例如，就呼吸的运动而言，通常从呼吸的CT图像得到吸气的状态、或呼气的状态的周期中的某个时间点的3DCT图像。CT重建人体的胸腹部，由于呼吸会引发重建图像的运动伪影，扭曲器官的形状，从而影响放疗计划时肿瘤靶区的精确勾画，不利于肿瘤的精准定位。为了获得包含器官运动信息的三维CT图像(即4DCT成像)，现有的4DCT成像系统中，一类方法如专利号为US7443946B2所披露的，通过引入外置呼吸监控装置(例如普遍使用的装置如呼吸带或呼吸肌力测试仪(RPM))，在CT扫描患者的过程中同时记录患者呼吸波形，但是该方法基于呼吸监控装置获得呼吸波形，随着硬件的进步，对于测量精度也要求更高。但是现存的问题是满足测量精度的需求下，需要增加医生的操作流程(给患者安装等操作步骤)，增加了操作复杂度，此外，由于获得的呼吸曲线是平均值，不能反映胸腹不同部位的运动不同步。另一类方法如专利号为US8989472B2所披露的，不引入外置呼吸监控装置，而是通过处理算法得到4DCT序列，但是该方法存在的不足是处理算法较为复杂，运算耗时较久。针对4DCT成像系统存在的上述问题，本领域技术人员一直在寻找满足这一需求的解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于4DCT成像的标记带及4DCT成像方法，以解决采用现有4DCT成像的方法由于依赖外置装置，导致成本较高、医生操作流程复杂及运算耗时较久的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种用于4DCT成像的标记带，所述标记带包括：带本体以及布置在所述带本体上的多个标记物，所述多个标记物组合成标记物数量均相同的多组，每组标记物包括至少一个或者至少两个依次排列的标记物，其中，各组标记物被配置的被计算机断层扫描的成像式样各不相同，并且至少一组标记物在单次计算机断层扫描中被扫描到。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述标记物与所述带本体相比由更透X光的材料制成。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述带本体由低原子序数的材料制成。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述带本体由低密度材料制成。可选的，在所述的4DCT成像系统中，在一组标记物中，至少具有一个材料与其他标记物不同的标记物。可选的，在所述的4DCT成像系统中，在一组标记物中，至少具有一个标记物的材料的密度比其他标记物中至少一个标记物更大。可选的，在所述的4DCT成像系统中，在一组标记物中，至少具有一个体积与其他标记物不同的标记物。可选的，在所述的4DCT成像系统中，在一组标记物中，任意两个标记物的投影直径相差的尺寸至少超过探测器的成像晶元尺寸。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述多个标记物大致沿所述带本体的长度方向排列。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述每组的标记物的数量为3个。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述一组标记物沿支撑台的纵向方向的总长度不大于计算机断层扫描装置的准直器在等中心平面限定的宽度。可选的，在所述的4DCT成像系统中，所述每组标记物的成像式样由各个标记物的成像几何特征和各个标记物成像的灰度值中的至少其中之一和所有标记物的成像排列顺序决定。本专利技术还提供一种4DCT成像方法，所述4DCT成像方法包括：将所述标记带贴附在待成像物体的活动区域上；采集所述待成像物体的活动区域的投影图像，所述投影图像中至少具有一组标记物；提取并识别所述投影图像中的标记物信息并与预存储的所有标记物的成像式样的一组相匹配以使所述投影图像中的标记物与标记带上的标记物彼此对应；计算所述标记物的位置；以及根据所述标记物的位置获得所述活动区域的活动曲线。可选的，在所述成像方法中，还包括基于所述活动曲线获得活动区域的活动参数信息。可选的，在所述成像方法中，所述活动参数信息包括周期、相位和幅值中的至少一种。可选的，在所述成像方法中，在所述提取并识别所述投影图像中的标记物信息的步骤中，所述提取是通过图像分割算法实现的。可选的，在所述成像方法中，在所述提取并识别所述投影图像中的标记物信息的步骤中，所述识别是通过几何特征和/或灰度特征识别实现的。可选的，在所述成像方法中，所述计算所述标记物的位置是根据标记物在投影图像中的像素位置和投影图形对应的机架角度确定的。可选的，在所述成像方法中，根据所述标记物的位置获得所述活动区域的活动曲线是通过拟合所述标记物随时间而变化的位置来实现的。可选的，在所述成像方法中，在采集所述待成像物体的活动区域的投影图像的步骤中，使用与所述活动区域的最大活动方向呈80-100度或者260-280度的角度的投影信息。可选的，在所述成像方法中，所述待成像物体为人体，所述活动区域为胸腹区域。在本专利技术所提供的用于4DCT成像的标记带及4DCT成像方法中，在4DCT成像方法中采用在待成像物体的活动区域上粘附标记带，根据采集待成像物体的活动区域的投影图像，投影图像中至少具有一组标记物；提取并识别投影图像中的标记物信息并与预存储的所有标记物的成像式样本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于4DCT成像的标记带，包括带本体以及布置在所述带本体上的多个标记物，所述多个标记物组合成标记物数量均相同的多组，每组标记物包括至少一个或者至少两个依次排列的标记物，其中，各组标记物被配置的被计算机断层扫描的成像式样各不相同，并且至少一组标记物在单次计算机断层扫描中被扫描到。

【技术特征摘要】
1.一种用于4DCT成像的标记带，包括带本体以及布置在所述带本体上的
多个标记物，所述多个标记物组合成标记物数量均相同的多组，每组标记物包
括至少一个或者至少两个依次排列的标记物，其中，各组标记物被配置的被计
算机断层扫描的成像式样各不相同，并且至少一组标记物在单次计算机断层扫
描中被扫描到。
2.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，所述标记物与所述带本体相
比由更透X光的材料制成。
3.如权利要求2所述的标记带，其特征在于，所述带本体由低原子序数的
材料制成。
4.如权利要求3所述的标记带，其特征在于，所述带本体由低密度材料制
成。
5.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，在一组标记物中，至少具有
一个材料与其他标记物不同的标记物。
6.如权利要求5所述的标记带，其特征在于，在一组标记物中，至少具有
一个标记物的材料的密度比其他标记物中至少一个标记物更大。
7.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，在一组标记物中，至少具有
一个体积与其他标记物不同的标记物。
8.如权利要求7所述的标记带，其特征在于，在一组标记物中，任意两个
标记物的投影直径相差的尺寸至少超过探测器的成像晶元尺寸。
9.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，所述多个标记物大致沿所述
带本体的长度方向排列。
10.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，所述每组的标记物的数量
为3个。
11.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，所述一组标记物沿支撑台
的纵向方向的总长度不大于计算机断层扫描装置的准直器在等中心平面限定的
宽度。
12.如权利要求1所述的标记带，其特征在于，所述每组标记物的成像式
样由各个标记物的成像几何特征和各个标记物成像的灰度值中的至少其中之一

\t和所有标记物的成像排列顺序决定。
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，朱建伟，王鑫，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31