一种肿瘤靶区位移监测方法及设备技术

本发明专利技术提出了一种肿瘤靶区位移监测方法及设备，所述方法包括以下步骤：步骤S1：在热塑膜上设置治疗点，其中，治疗点为放疗射线照射的位置；对标志物进行定位，其中，标志物位置对应肿瘤靶区；步骤S2：根据标志物与治疗点的相对位移量计算肿瘤靶区的位移值。通过本发明专利技术可以在热塑膜和患者之间出现一定的活动空间时，实现对肿瘤靶区位移的实时监控。实现对肿瘤靶区位移的实时监控。实现对肿瘤靶区位移的实时监控。

【技术实现步骤摘要】
一种肿瘤靶区位移监测方法及设备


[0001]本专利技术涉及重离子放疗
，尤其涉及一种肿瘤靶区位移监测方法及设备。

技术介绍

[0002]癌症治疗中，采用重离子放射治疗因为治愈率高且人性化，迅速普及。70％的肿瘤患者需要在肿瘤发展的不同阶段接受放射治疗(以下简称放疗)。传统的放疗流程中，首先通过CT扫描定位患者体内的肿瘤靶区位置，之后在患者体表覆盖量身定制的热塑膜，并根据CT扫描结果在热塑膜上设置标记点来标记肿瘤的位置，最后放疗过程中放疗射线瞄准热塑膜上的标记点对患者进行放疗。
[0003]但是由于放疗的时间周期较长，在放疗过程中，且患者的体形会发生明显变化，导致患者在热塑膜下具有一定的活动空间，采用在热塑膜上设置标记点来标记肿瘤的位置的方法会出现一定的误差。当重离子射线照射在健康组织上，不仅会降低治疗效果还会给患者带来额外的副作用。研究表明，在放疗过程中患者体位偏离5mm，放疗疗效就会下降18.4％；偏移6mm疗效会降低33.4％。当偏移量再大则对健康组织的损害就会大于对肿瘤的治疗。因此现在亟须一种方法或者设备来解决在放疗过程中对患者的肿瘤靶区位移进行监测问题。

技术实现思路

[0004]针对
技术介绍
中的不足，本专利技术公开了一种肿瘤靶区位移监测方法，
[0005]所述方法包括以下步骤：
[0006]步骤S1：在热塑膜上设置治疗点，其中，治疗点为放疗射线照射的位置；对标志物进行定位，其中，标志物位置对应肿瘤靶区；
[0007]步骤S2：根据标志物与治疗点的相对位移量计算肿瘤靶区的位移值。
[0008]优选的，对标志物进行定位的步骤包括：
[0009]SA101、提取具有物理特征标志物上的特征点；
[0010]SA102、采用特征点匹配算法匹配实时图像与参考图像中的特征点计算特征点的位移量对所述标志物进行定位。
[0011]优选的，所述标志物为几何形状标志物；
[0012]对标志物进行定位的步骤包括：
[0013]SA111、将标志物与背景进行分割；
[0014]SA112、采用拟合算法标记标志物轮廓；
[0015]SA113、确定标志物几何中心位置，对所述标志物进行定位。
[0016]优选的，其中标志物的颜色采用三原色之一；
[0017]步骤SA111具体包括以下步骤：
[0018]SA1111、将采集的彩色图像分别拆分成红色、绿色和蓝色三个通道的三个灰度图像；
[0019]SA1112、将图像中通过标志物颜色通道对应像素的灰度值减去通过其他两个通道对应像素的灰度值。
[0020]优选的，所述步骤SA112具体包括：
[0021]SA1121：用Canny算法对包含标志物的灰度图计算轮廓；
[0022]SA1122：剔除轮廓中面积小于设定阈值的轮廓；
[0023]SA1123：对每个标志物的所有轮廓求取凸包，计算得到所述标志物的外轮廓。
[0024]优选的，步骤SA113具体包括以下步骤：
[0025]SA1131：提取所述标志物外轮廓上的点；
[0026]SA1132：采用最小二乘法拟合椭圆；
[0027]SA1133：计算所有拟合点到拟合椭圆中心的距离，采用格拉布斯准则剔除距离异常的噪声点；
[0028]SA1134：再次采用最小二乘法拟合椭圆；
[0029]SA1135：判断是否含有噪声点；若含有噪声点则跳转回步骤SA1133，若不存在噪声点则以椭圆中心定位标志物。
[0030]优选的，所述方法还包括步骤SA1136：以椭圆中心为中心，长宽以椭圆轴的预设倍数的矩形区域为下一帧图像的感兴趣区域，其中所述感兴趣区域表示之后的图像仅在所述感兴趣区域内进行椭圆拟合。
[0031]本专利技术的另一实施例中还公开了一种肿瘤靶区位移监测设备，所述设备包括：
[0032]图像采集单元，用于采集图像，其中所述图像采集单元同轴安装小发散角的环形光源，并且处置与所述标志物设置；
[0033]标志物，用于定位肿瘤位置，其中标志物表面附有微棱镜型反光膜；
[0034]图像处理单元，用于对图像进行处理计算得到肿瘤靶区位移信息。
[0035]在本专利技术的另一实施例中还公开了一种计算机可读存储介质，介质上存有计算机程序，计算机程序运行后执行任一项所述的肿瘤靶区位移监测方法。
[0036]本专利技术的另一实施例中还公开了一种计算机设备，包括处理器、存储介质，存储介质上存有计算机程序，处理器从存储介质上读取并运行计算机程序以执行任一项所述的肿瘤靶区位移监测方法。
[0037]有益效果：
[0038](1)通过在热塑膜上设置治疗点和设置与肿瘤靶区位置实时对应的标志物，根据治疗点和标志物的相对位移实时计算肿瘤靶区的位移值，实现对肿瘤靶区位移的监测，提高放疗效果。
[0039](2)提取标志物上的标志点可以根据标志点的位移量对标志物进行定位。
[0040](3)将标志物与背景切割后可以更加精准的拟合标志物轮廓。
[0041](4)省去了色彩空间转换的步骤，也无需考虑在不同光照条件下各分量阈值的选取。
[0042](5)剔除轮廓小于设定阈值的轮廓可以提高定位标志物时的精度。
[0043](6)考虑到了人体的立体情况，剔除噪声点，提高定位的精准度。
[0044](7)考虑到在热塑膜的固定下，患者位移较小，限定了采集图像的区域，使得定位更加精准、快速。
附图说明
[0045]图1为本专利技术一实施例中肿瘤靶区位移监测方法的流程图；
[0046]图2为本专利技术一实施例中对标志物进行定位的流程图；
[0047]图3为本专利技术一实施例中拟合标志物并获取标志物中心位置进行定位的流程图；
[0048]图4为本专利技术实施例中肿瘤靶区位移监测设备的工作示意图；
[0049]图5a为本专利技术实施例中标志物附有微棱镜型反光膜时的环形光源发出的光线路径示意图；
[0050]图5b为当标志物发生漫反射时环形光源发出的光线路径示意图；
[0051]图6为本专利技术实施例中标志物的分布图；
[0052]图7a为当标志物为X角点形时，定位热塑膜下的标志物的示意图；
[0053]图7b为当标志物为矩形时，定位热塑膜下的标志物的示意图；
[0054]图7c为当标志物为圆形时，定位热塑膜下的标志物的示意图。
[0055]图中：1、工业相机；2、标志物；21、微棱镜型反光膜；3、患者体膜；4、环形光源；5、支架。
具体实施方式
[0056]针对上述问题，本专利技术一实施例中公开了一种肿瘤靶区位移监测方法，具体的，在通过CT扫描到患者体内的肿瘤位置后，在患者体表的肿瘤位置固定标志物，同时在热塑膜上设置治疗点，在第一次进行放疗治疗时，治疗点的位置于所述标志物的位置相同，均对应患者体内的肿瘤位置。当进行下一次放疗时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肿瘤靶区位移监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤S1：在热塑膜上设置治疗点，其中，治疗点为放疗射线照射的位置；对标志物进行定位，其中，标志物位置对应肿瘤靶区；步骤S2：根据标志物与治疗点的相对位移量计算肿瘤靶区的位移值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对标志物进行定位的步骤包括：SA101、提取具有物理特征标志物上的特征点；SA102、采用特征点匹配算法匹配实时图像与参考图像中的特征点计算特征点的位移量对所述标志物进行定位。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标志物为几何形状标志物；对标志物进行定位的步骤包括：SA111、将标志物与背景进行分割；SA112、采用拟合算法标记标志物轮廓；SA113、确定标志物几何中心位置，对所述标志物进行定位。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中标志物的颜色采用三原色之一；步骤SA111具体包括以下步骤：SA1111、将采集的彩色图像分别拆分成红色、绿色和蓝色三个通道的三个灰度图像；SA1112、将图像中通过标志物颜色通道对应像素的灰度值减去通过其他两个通道对应像素的灰度值。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤SA112具体包括：SA1121：用Canny算法对包含标志物的灰度图计算轮廓；SA1122：剔除轮廓中面积小于设定阈值的轮廓；SA1123：对每个标志物的所有轮廓求取凸包，计算得到所述标志物的外轮廓。6.根据权利要求3所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯再红，王妍璐，何枫，程乙轮，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：