一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法技术

本发明专利技术涉及医学图像技术领域，且公开了一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，包括以下步骤：步骤1：T1放疗前诊断阶段，扫描得到相同部位对应的CT断层图像和PET图像；步骤2：将T1阶段的CT图像和PET图像图像融合，定位病灶靶区的位置；步骤3：基于PET

An evaluation method of radiotherapy effect based on pet and CT elastic registration technology

【技术实现步骤摘要】
一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法


[0001]本专利技术涉及医学图像
，具体为一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法。

技术介绍

[0002]PET/CT在临床医疗上确实有它不可替代的优势。大部分肿瘤的葡萄糖代谢是增高的，目前国际上已形成共识，PET/CT检查在肿瘤方面首先适用于：
①
高危人群的肿瘤筛查；
②
已经明确诊断为恶性肿瘤的患者的分期、复发后的再分期；
③
恶性肿瘤治疗疗效评估；
④
辅助制定治疗方案；
⑤
肿瘤预后的评估等。
[0003]虽然PET/CT优点很多，但它也有不足的地方，主要体现在：
①
价格昂贵，加重医疗负担；
②
PET/CT检查有一定的辐射。
[0004]为了解决多次PET拍摄检查费用昂贵的问题，我们提出了一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的上述不足，本专利技术提供了一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，能够解决多次PET拍摄检查费用昂贵的问题。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：包括以下步骤：
[0007]步骤1：T1放疗前诊断阶段，扫描得到相同部位对应的CT断层图像和PET图像；
[0008]步骤2：将T1阶段的CT图像和PET图像图像融合，定位病灶靶区的位置；
[0009]步骤3：基于PET
‑
CT融合图像提供的病灶靶区信息，指导医生制定放射治疗计划并进行放射治疗；
[0010]步骤4：放疗后进行T2阶段，扫描得到CT断层图像；
[0011]步骤5：以T2放疗阶段的CT图像为参考图像，T1放疗阶段的CT图像为浮动图像，对浮动图像依次进行刚性配准和弹性配准，计算并记录刚性变换参数和形变位移场；
[0012]步骤6：基于上述变换参数，对T1阶段的PET图像进行刚性变换和弹性非线性变换，变换后得到T2阶段对应的PET图像。
[0013]步骤7：T2阶段，基于PET
‑
CT融合图像，定位病灶靶区。
[0014]步骤8：基于定位的病灶靶区，指导医生制定下一阶段的放疗计划。
[0015]优选的技术方案，在步骤2将T1阶段的CT图像和PET图像图像融合，定位病灶靶区的位置，图像融合方式包括：透明度融合，棋盘格融合。
[0016]优选的技术方案，在步骤5中的刚性配准是指：对图像进行平移和旋转空间变换，在三维空间对应于6个变换参数。
[0017]优选的技术方案，在步骤5中的弹性配准是指：对图像进行基于B样条变换模型的非线性变换，目标是计算出形变后浮动图像对应的位移场。
[0018]优选的技术方案，刚性配准所采用的配准方法，是基于金字塔多分辨率配准框架，
由刚性空间变换模型，常规梯度下降优化算法，互信息相似测度三个模块构成和实现的。
[0019]优选的技术方案，弹性配准所采用的的方法，是基于金字塔多分辨率配准框架，由B样条非线性变换模型，自适应随机梯度下降优化算法，互信息相似测度及B样条线性插值四个模块构成和实现的。
[0020]优选的技术方案，在步骤6，对T1阶段的PET图像，先基于步骤5计算得到的刚性变换参数，对PET图像进行平移和旋转，重采样得到刚性配准后的图像。然后，基于计算得到的形变位移场，对刚性配准后的PET图像进行非线性变换和重采样，最终得到弹性配准后的PET图像。
[0021]与现有技术对比，本专利技术具备以下有益效果：
[0022]该基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，能够实现其他放疗阶段对应的PET图像的自动生成，减少了PET图像的拍摄次数，有助于解决多次PET拍摄检查费用昂贵的问题，同时也降低了患者接收辐射的剂量，在肿瘤筛查和放射治疗过程中，仅需进行一次PET拍摄，即可对不同治疗阶段的恶性肿瘤分布情况进行预测和定位
附图说明
[0023]图1为本专利技术基于PET和CT弹性配准技术的PET图像生成流程图；
[0024]图2为本专利技术刚性配准方法框架图；
[0025]图3为本专利技术弹性配准方法框架图；
[0026]图4为本专利技术基于基于刚性和弹性配准的PET图像生成流程图。
具体实施方式
[0027]为了使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述，为了保持本公开实施例的以下说明清楚且简明，本公开省略了已知功能和已知部件的详细说明，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。
[0028]第一方面，本专利技术提供了一种基于PET和CT弹性配准技术的PET图像生成方法，其实现步骤参见图1，包括：
[0029](1)T1放疗前诊断阶段，采用PET扫描仪和CT图像采集设备，对患者进行全身或局部扫描(扫描过程中要求固定患者的位置和姿势)，扫描结束后，得到T1阶段相同部位对应的CT断层图像和PET图像。
[0030](2)对T1阶段的CT图像和PET图像进行图像融合，可用的图像融合方式有透明度融合，棋盘格融合等，融合后的PET
‑
CT图像具有更详细的解剖结构信息和代谢功能信息，有助于医生更准确地定位病灶靶区的位置。
[0031](3)基于PET
‑
CT融合图像提供的病灶靶区信息，指导医生制定放射治疗计划，对患者病灶靶区加大剂量，以进行恶性肿瘤的放射治疗。
[0032](4)T1放射治疗后，即进入T2放疗阶段，采用CT图像采集设备，对患者相同部位进行扫描，得到T2时刻对应的CT断层图像。
[0033](5)以T2放疗阶段的CT图像为参考图像，T1放疗阶段的CT图像为浮动图像，对浮动图像依次进行刚性配准和弹性配准，并记录刚性变换参数和形变位移场。
[0034](6)将步骤5计算得到的刚性变换和形变位移场依次作用于T1放疗阶段的PET图像，得到刚性变换和弹性配准后的PET图像。
[0035](7)将步骤6得到的PET图像，作为T2放疗阶段对应的PET图像。
[0036](8)将T2放疗阶段的CT图像和PET图像进行图像融合，指导医生更精确地定位，T1放疗后肿瘤靶区的残留区域，以方便制定T2放疗阶段的放疗计划，对残留区域加大剂量进行放射治疗。
[0037]第二方面，本专利技术提供了一种基于多分辨率配准框架的3D刚性配准的方法(如图2所示)，包括：
[0038](1)本专利技术的刚性配准方法，采用多分辨率配准框架，具体实现过程是：
[0039]首先，构建参考图像和浮动图像对应的金字塔图像序列，金字塔图像序列构建的实施过程是：先使用低通滤波器对图像进行高斯平滑，然后，对图像进行降采样(通常是水平，竖直方向1/2)，从而得到一系列尺寸缩小的图像。本专利技术实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：T1放疗前诊断阶段，扫描得到相同部位对应的CT断层图像和PET图像；步骤2：将T1阶段的CT图像和PET图像图像融合，定位病灶靶区的位置；步骤3：基于PET
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CT融合图像提供的病灶靶区信息，指导医生制定放射治疗计划并进行放射治疗；步骤4：放疗后进行T2阶段，扫描得到CT断层图像；步骤5：以T2放疗阶段的CT图像为参考图像，T1放疗阶段的CT图像为浮动图像，对浮动图像依次进行刚性配准和弹性配准，计算并记录刚性变换参数和形变位移场；步骤6：基于上述变换参数，对T1阶段的PET图像进行刚性变换和弹性非线性变换，变换后得到T2阶段对应的PET图像；步骤7：T2阶段，基于PET
‑
CT融合图像，定位病灶靶区；步骤8：基于定位的病灶靶区，指导医生制定下一阶段的放疗计划。2.根据权利要求1所述的一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，其特征在于，在步骤2将T1阶段的CT图像和PET图像图像融合，定位病灶靶区的位置，其中，图像融合方式包括：透明度融合，棋盘格融合。3.根据权利要求1所述的一种基于PET和CT弹性配准技术的放射治疗效果评估方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凌燕，常艳奎，徐榭，裴曦，
申请(专利权)人：安徽慧软科技有限公司，
类型：发明
国别省市：