【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及肿瘤定位，具体为一种用于医疗的肿瘤精确定位系统及装置。
技术介绍
1、在医学领域，肿瘤的早期检测和精准治疗一直是提高患者生存率和生活质量的关键。然而，肿瘤的复杂性、位置的多变性以及周围组织的复杂结构，使得肿瘤的精准定位成为一项极具挑战的任务。现有的肿瘤定位技术主要包括影像学技术、分子影像学技术和生物标记物定位技术等。尽管这些技术在临床应用中发挥了重要作用，但仍存在一些亟待解决的问题。
2、影像学技术是目前临床上最常用的肿瘤定位手段，包括计算机断层扫描(ct)、磁共振成像(mri)、超声成像(us)等。这些技术可以提供肿瘤的详细图像信息，帮助医生进行诊断和治疗决策。然而，这些传统影像学技术在定位肿瘤时存在一定的局限性。
3、ct和mri技术能够提供高分辨率的断层图像，通过多角度扫描和图像重建，可以对肿瘤进行三维定位。然而，ct成像依赖于x射线，具有辐射暴露的风险，长期使用可能对患者产生不良影响。mri成像虽然没有辐射风险，但扫描时间较长，设备昂贵，对患者的配合度要求较高。此外，这两种技术对微小肿瘤和早期肿瘤的检测灵敏度有限，容易漏诊。
4、超声成像技术因其无辐射、实时成像、操作简便等优点，在临床应用中越来越受到重视。然而，超声成像对深部组织和气体干扰敏感，图像质量容易受到患者体型、组织结构等因素的影响，导致定位精度下降。此外，传统的超声成像主要依赖医生的经验和技术水平，缺乏客观的图像处理和分析手段。
5、分子影像学技术通过使用放射性示踪剂或荧光标记物，实现对肿瘤的特异性
6、然而，分子影像学技术也存在一些局限性。首先，这些技术通常需要使用放射性同位素，存在放射性风险和药物副作用。其次，示踪剂的制备和应用过程复杂，需要专业设备和技术支持。此外，分子影像学的空间分辨率较低，难以精确定位微小肿瘤和早期病变。
7、尽管现有的肿瘤定位技术在临床应用中取得了显著进展，但在精准度、实时性、安全性和操作简便性方面仍存在诸多不足：
8、精准度：现有影像学技术在定位微小肿瘤和早期病变时，容易受到各种因素的干扰，导致漏诊和误诊。分子影像学技术虽然在代谢和功能成像方面具有优势，但其空间分辨率较低，难以精确定位肿瘤。
9、实时性：传统影像学技术如ct和mri需要较长的扫描和图像重建时间，难以实现实时定位。超声成像具有实时成像能力，但图像质量易受干扰，影响定位精度。
10、安全性：ct和pet等技术依赖放射性射线，对患者和医务人员存在潜在的辐射风险。分子影像学使用放射性示踪剂，也存在放射性和药物副作用风险。
11、操作简便性：现有技术的操作复杂性和设备昂贵性，限制了其在基层医疗机构的广泛应用。超声成像虽然操作简便，但依赖医生的经验和技术水平，缺乏自动化和智能化的图像处理手段。
12、为此，我们提出一种用于医疗的肿瘤精确定位系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，包括：定位装置，用于捕捉肿瘤所在位置的图像；所述定位装置包括成像设备，所述成像设备选自超声探头、光学成像装置、激光扫描装置或光学相干断层扫描装置，其中所述超声探头通过发射和接收超声波信号来确定肿瘤位置，其发射频率为ft,接收频率为fr,通过下式计算距离d:
3、
4、其中，c为超声波在人体组织中的传播速度，tt为超声波发射时间，tr为超声波接收时间；
5、数据处理单元，与所述定位装置连接，用于接收并处理所述定位装置捕捉的数据，以确定肿瘤的精确位置；
6、显示单元，与所述数据处理单元连接，用于实时显示肿瘤的位置信息；
7、控制单元，用于协调各部分的工作。
8、作为本专利技术优选的技术方案，所述数据处理单元包括计算机处理器和专用软件，所述专用软件用于处理所述定位装置捕捉到的图像数据，并生成肿瘤的位置图像，所述软件采用三维重建算法，通过以下步骤确定肿瘤位置：
9、获取多个角度的二维图像数据；
10、对各二维图像进行边缘检测，得到肿瘤的边缘轮廓；
11、采用march i ng cubes算法生成三维模型；
12、通过坐标转换公式确定肿瘤的空间位置：
13、(x,y,z)＝t(α,β,γ)
14、其中，α,β,γ为二维图像的角度参数，t为坐标转换函数。
15、作为本专利技术优选的技术方案，所述所述显示单元选自监视器、增强现实眼镜或虚拟现实设备，所述显示单元能够实时显示由所述数据处理单元生成的三维肿瘤模型，并支持多视角观察。
16、作为本专利技术优选的技术方案，还包括定位标记，所述定位标记用于在患者体表或体内放置，以辅助所述定位装置进行精确定位，所述定位标记具有已知的空间坐标，通过以下公式与实际肿瘤位置进行校准：
17、(x′,y′,z′)＝f(x,y,z,xm,ym,zm)
18、其中，(xm,ym,zm)为定位标记的已知坐标，f为校准函数。
19、作为本专利技术优选的技术方案，所述数据处理单元还用于对所述定位标记的位置进行校准，以提高系统的定位精度，所述校准过程包括：
20、获取定位标记的图像数据；
21、计算定位标记的实际坐标；
22、校准肿瘤位置，确保与定位标记的已知坐标一致。
23、作为本专利技术优选的技术方案，所述控制单元用于确保数据传输的实时性和准确性，并协调所述定位装置、数据处理单元和显示单元的工作，所述控制单元包括中央处理器和实时操作系统，通过以下公式计算数据传输延迟：
24、δt＝tr-tt
25、其中，tt为数据发送时间，tr为数据接收时间。
26、作为本专利技术优选的技术方案，所述数据处理单元采用人工智能技术，以提高图像处理和定位的准确性和效率，所述人工智能技术包括卷积神经网络(cnn),其结构包括多个卷积层、池化层和全连接层，通过以下损失函数进行训练：
27、
28、其中，yi为真实位置，为预测位置，n为样本数量。
29、作为本专利技术优选的技术方案，所述定位装置和显示单元之间通过无线传输技术进行数据传输，以提高系统的便携性和易用性，所述无线传输技术选自wi-f i、蓝牙或zigbee，传输带宽为b,传输速率为r,满足以下条件：
30、
31、其中，d为数据量，δt为允许的最大延迟。
32、作为本专利技术优选的技术方案，所述定位装置包括多个成像设备，以提供更全面的肿瘤位置信息，各成像设备本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述数据处理单元包括计算机处理器和专用软件，所述专用软件用于处理所述定位装置捕捉到的图像数据，并生成肿瘤的位置图像，所述软件采用三维重建算法，通过以下步骤确定肿瘤位置：
3.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述所述显示单元选自监视器、增强现实眼镜或虚拟现实设备，所述显示单元能够实时显示由所述数据处理单元生成的三维肿瘤模型，并支持多视角观察。
4.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：还包括定位标记，所述定位标记用于在患者体表或体内放置，以辅助所述定位装置进行精确定位，所述定位标记具有已知的空间坐标，通过以下公式与实际肿瘤位置进行校准：
5.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述数据处理单元还用于对所述定位标记的位置进行校准，以提高系统的定位精度，所述校准过程包括：
6.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定
7.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述数据处理单元采用人工智能技术，以提高图像处理和定位的准确性和效率，所述人工智能技术包括卷积神经网络(CNN),其结构包括多个卷积层、池化层和全连接层，通过以下损失函数进行训练：
8.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述定位装置和显示单元之间通过无线传输技术进行数据传输，以提高系统的便携性和易用性，所述无线传输技术选自Wi-Fi、蓝牙或ZigBee，传输带宽为B,传输速率为R,满足以下条件：
9.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述定位装置包括多个成像设备，以提供更全面的肿瘤位置信息，各成像设备通过以下算法进行数据融合：
10.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，所述数据处理单元包括用于图像增强的模块，通过对图像进行预处理以提高图像质量，所述预处理包括去噪、对比度增强和边缘增强，所述预处理算法包括但不限于以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述数据处理单元包括计算机处理器和专用软件，所述专用软件用于处理所述定位装置捕捉到的图像数据，并生成肿瘤的位置图像，所述软件采用三维重建算法，通过以下步骤确定肿瘤位置：
3.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述所述显示单元选自监视器、增强现实眼镜或虚拟现实设备，所述显示单元能够实时显示由所述数据处理单元生成的三维肿瘤模型，并支持多视角观察。
4.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：还包括定位标记，所述定位标记用于在患者体表或体内放置，以辅助所述定位装置进行精确定位，所述定位标记具有已知的空间坐标，通过以下公式与实际肿瘤位置进行校准：
5.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述数据处理单元还用于对所述定位标记的位置进行校准，以提高系统的定位精度，所述校准过程包括：
6.根据权利要求1所述的一种用于医疗的肿瘤精确定位系统，其特征在于：所述控制单元用于确保数据传输的实时性和准...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯亚辉，张舒羽，涂文玲，段文芳，余道江，
申请(专利权)人：核工业四一六医院，
类型：发明
国别省市：
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