一种胶片无标记点自动定位方法技术

本发明专利技术公开了一种胶片无标记点自动定位方法，包括如下步骤：载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据；通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据；选取关注区域；通过平移、旋转操作在计划数据中寻找关注区域的最佳匹配区域，得到平移参数和旋转角度；根据平移参数、旋转角度和插值的缩放信息，对胶片剂量数据进行方向操作，得到与计划数据相匹配的数据。利用本发明专利技术，可以有效避免配准过程中由于人为操作引入的误差。

【技术实现步骤摘要】
一种胶片无标记点自动定位方法
本专利技术涉及一种胶片无标记点定位方法，尤其涉及一种用在调强适形放射治疗中，对胶片进行无标记点自动定位的方法，属于医学影像

技术介绍
放射治疗、化学治疗和外科手术是治疗肿瘤的三大技术手段。随着计算机技术和影像学的飞速发展，放射治疗出现了巨大的变革，从20世纪70年代之前的二维传统放射治疗、20世纪80年代的三维适形放射治疗（3dimensionalconformalradiationtherapy,简称3D-CRT），到近几年兴起的调强适形放射治疗（intensitymodulatedradiationtherapy,简称IMRT），放射治疗从剂量控制粗放、剂量分布模糊的时代进入到精确放射治疗的时代。在调强适形放射治疗过程中，由于中间环节较多，其剂量准确性受到很多因素影响。为了确保调强适形放射治疗中，高梯度变化的放射剂量准确实施在患者身上,治疗前的剂量验证成为质量保证和剂量控制的重要环节。胶片剂量验证由于其空间分辨率高,获取图像方便,利于长期保存，以及具有极高的性价比等优点在调强适形放射治疗的剂量验证中得到广泛的应用。胶片剂量验证的主要步骤包括曝光病患治疗用片，曝光校准用片，按曝光顺序扫描胶片。其中，曝光病患治疗用片是指胶片放置在治疗射野的中心位置曝光并且用基准点做好标记（在随后的分析中用于记录影像），即将胶片放置于固体水体模中，标记基准点，关上体模，按照计划在适当的深度照射。由此可以看出，做好标记（定位），是提高胶片剂量验证准确度的关键步骤。目前，常用的胶片定位方式包括：1.将金属点挤压在胶片上；2.用金属针在胶片上扎孔，用标记笔在胶片上画出标记。上述第1种方式中，金属点挤压在胶片上形成伪影，该伪影会对模体内剂量计算产生干扰。上述第2种方式中，在胶片上扎的孔以及胶片上的标记笔痕迹虽然对剂量计算不产生影响，但由于人工操作手法的不同会产生误差，加之这两种定位方式在胶片摆放标记后到照射前都可能发生胶片位移，产生位置误差，从而导致分析数据的严重失真。在申请号为200410049990.4的中国专利技术专利申请中，公开了一种放射治疗剂量验证中的胶片定位方法。该方法通过在胶片上事先做好标记，并且将该标记与调强验证模体上的标记对应起来,解决了胶片和调强验证模体的剂量分布图定位不准、效果不好的弊端。该技术方案无需使用高密度的金属定位针,可以精确定位调强验证模体的任意断层和胶片的位置，并且可以精确定位旋转调强验证模体。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种胶片无标记点自动定位方法。该方法不引入金属点伪影干扰，也不用在摆放过程中进行人工标记，有效避免了配准过程中由于人为操作引入的误差。为实现上述的专利技术目的，本专利技术采用下述的技术方案：一种胶片无标记点自动定位方法，包括如下步骤：载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据；通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据；选取关注区域；通过平移、旋转操作在计划数据中寻找关注区域的最佳匹配区域，得到平移参数和旋转角度；根据平移参数、旋转角度和插值的缩放信息，对原始的胶片剂量数据进行方向操作，得到与计划数据相匹配的数据。其中较优地，得到平移参数和旋转角度的步骤进一步包括：将选取的关注区域作为搜索模板，在计划数据中从上至下、从左至右进行遍历；在每个遍历点，将模板作旋转处理；在每个旋转角度下，从计划数据中选取与旋转后的模板大小一致的区域，计算相关系数，得到相关系数数组；在相关系数数组中选取相关系数最大值；从相关系数最大值所对应的遍历点以及旋转角度得到平移参数和旋转角度。其中较优地，通过相关系数最大值得到计划数据中关注区域的最佳匹配区域。其中较优地，得到与计划数据相匹配的数据的步骤进一步包括：利用平移参数和旋转角度对胶片剂量数据做逆操作，进行方向校正；根据插值时胶片剂量数据的像素尺寸比例变化反向调整，最终确定胶片剂量数据与计划数据对应的数据中心位置，使胶片剂量数据和计划数据在内容上相匹配。本专利技术所提供的胶片无标记点自动定位方法首先将胶片剂量数据引入，再从剂量矩阵中选择相应空间位置的剂量平面，采用刚性图像配准技术将两幅图像自动进行旋转、平移以达到最佳配准效果，从而避免了配准过程中由于人为操作引入的误差。附图说明图1是本专利技术所提供的胶片无标记点自动定位方法的整体流程示意图；图2是原始胶片剂量数据载入分析窗口的示例图；图3是计划数据载入分析窗口的示例图；图4是经定位后的胶片剂量数据载入分析窗口的示例图；图5是计划数据中与胶片关注区域相匹配的区域载入分析窗口的示例图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种胶片无标记点自动定位方法，包括如下步骤：载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据；通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据；选取关注区域；通过平移、旋转操作在计划数据中寻找关注区域的最佳匹配区域，得到平移参数和旋转角度；根据平移参数、旋转角度和插值的缩放信息，对原始的胶片剂量数据进行方向操作，得到与计划数据相匹配的数据。下面对此展开详细具体的说明。首先，介绍载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据的步骤。如图2所示，将扫描后的灰度数据通过相应的校准曲线校准为对应的原始胶片剂量数据，载入到分析窗口。如图3所示，在TPS（TreatmentPlanningSystem，放射治疗计划系统）的计划数据中找到与胶片实际照射时相同深度层面的计划数据，载入分析窗口中。其次，介绍通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据的步骤。由于胶片剂量数据的像素尺寸与计划数据的像素尺寸不一致，需要通过插值等操作将胶片剂量数据的像素尺寸与计划数据的像素尺寸调整为一致的数据，使得二者可以在相同尺寸上进行分析比较。在调整之后，载入分析窗口中。再次，介绍选取关注区域的步骤。如图4所示，手动在胶片剂量数据中拖出一个矩形或圆形区域。这个区域应该能够包括曝光剂量的主体部分，同时避开胶片扫描时产生的边界，得到关注区域（RegionOfInterest，简称ROI），将其载入到分析窗口中。再次，介绍通过平移、旋转操作在计划数据中寻找关注区域的最佳匹配区域，得到平移参数和旋转角度的步骤。本专利技术采用刚性图像配准技术将计划数据与关注区域进行配准处理，得到最佳匹配区域。具体说明如下：将选取的关注区域作为搜索模板，在计划数据中从上至下、从左至右进行遍历操作。在每个遍历点，将模板作360度旋转。在每个旋转角度下，从计划数据上选取与旋转后的模板大小一致的区域，计算相关系数，得到相关系数数组。在这个相关系数数组中选取最大值，从该最大值所对应的遍历点以及旋转角度，即可得到平移参数和旋转角度。通过该相关系数最大值对应的平移参数和旋转角度，得到计划数据中关注区域的最佳匹配区域。载入到分析窗口中。在图5所示的实施例中，计划数据旋转了180.02度，与计划数据中心的对应点相对应，得到计划数据中关注区域的最佳匹配区域。最后，介绍根据平移参数、旋转角度和插值的缩放信息，对原始的胶片剂量数据进行方向操作，得到与计划数据相匹配的数据的步骤。在该步骤中，根据平移参数和旋转角度对胶片剂量数据做逆操作，进行方向校正；再根据之前插值操作时胶片剂量数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胶片无标记点自动定位方法，其特征在于包括如下步骤：载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据；通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据；选取关注区域；通过平移、旋转操作在计划数据中寻找关注区域的最佳匹配区域，得到平移参数和旋转角度；根据平移参数、旋转角度和插值的缩放信息，对所述胶片剂量数据进行方向操作，得到与计划数据相匹配的数据。

【技术特征摘要】
1.一种胶片无标记点自动定位方法，用在调强适形放射治疗中，其特征在于包括如下步骤：载入胶片剂量数据和与胶片剂量数据对应层面的计划数据，通过插值得到与计划数据相同像素尺寸的数据；选取关注区域，采用刚性图像配准技术将计划数据与所述关注区域进行配准处理，得到最佳匹配区域；其中，所述刚性图像配准技术包括如下步骤：将选取的关注区域作为搜索模板，在计划数据中从上至下、从左至右进行遍历操作；在每个遍历点，将搜索模板作360度旋转，在每个旋转角度下，从计划数据上选取与旋转后的搜索模板大小一致的区域，计算相关系数，得到相关系数数组；在所述相关系数数组中选取最大值，从该最大值所对应的遍历点以及旋转角度，得到平移参数和旋...

【专利技术属性】
技术研发人员：张可，戴建荣，张中柱，王惠清，闫秀芬，谢玲灵，
申请(专利权)人：北京中康联医疗器械开发有限公司，
类型：发明
国别省市：