專利名稱：一種無創體外固定標記點腫瘤定位系統及定位方法
技術領域：
本發明涉及一種腫瘤定位系統及定位方法，尤其涉及一種通過定位標記點減少移位誤差的腫瘤定位系統及定位方法。
背景技術：
腫瘤越來越成為現代社會人們健康的最大威脅，隨著科技的發展，腫瘤治療技術也有了長足的發展。由于腫瘤大多位于身體內，因此，對于腫瘤精確定位仍然是難點所在。由于身體表面的皮膚容易移動，因此，僅僅通過皮膚表面進行定位是存在比較大的誤差的。現有技術中，通常將外部器件固定在身體上進行定位，但這樣會給病患帶較大的痛苦。由于患者在在拍CT圖像進行腫瘤定位后，治療系統通常依據該CT圖像腫瘤的位置制定治療計劃，但通常在拍CT圖像和正式上治療床治療有一段時間，重新上治療床后，其身體位置都會有些變化，不可能與拍CT圖像時位置完全一祥，因此，存在一定的定位誤差。現有技木通 常采用在人體表面固定定位標記點，但由于身體表面皮膚的滑動導致定位不精確。
發明內容
本發明解決的技術問題是構建ー種腫瘤定位系統及定位方法，克服現有技術在腫瘤定位過程中，定位不精確，存在比較大的定位誤差影響治療效果的技術問題。本發明的技術方案是構建ー種腫瘤定位系統，包括用于定位患者腫瘤的定位標記點、固定所述定位標記點的支架、根據患者的CT圖像重建生成DDR圖像的圖像重建単元、拍攝患者腫瘤區域DR圖像的拍攝單元、對DR圖像和DDR圖像進行匹配計算的匹配単元、獲取定位參數的獲取單元、對腫瘤重新定位的定位單元，所述支架包括牙托，所述拍攝單元分別從不同角度拍攝患者腫瘤區域至少兩張DR圖像，所述圖像重建単元重建的DDR圖像含有所述定位標記點的標記點，所述匹配単元根據至少兩張DR圖像將定位標記點的坐標轉換為治療坐標，然后將該治療坐標與所述對應角度的DDR圖像定位標記點的坐標進行匹配計算，所述獲取単元根據匹配計算的結果及所述治療計劃確定的腫瘤坐標獲取定位參數，所述定位単元根據所述獲取單元獲取的定位參數對腫瘤重新定位。本發明的進ー步技術方案是所述定位標記點為多個，所述多個定位標記點分別固定在患者身上的不同位置，在所述拍攝単元拍攝的多張DR圖像上所述定位標記點互不重合。本發明的進ー步技術方案是所述匹配単元將多個定位標記點分別與所述DDR圖像對應的定位標記點的匹配計算結果進行平均，取其均值作為最終匹配計算結果。本發明的進ー步技術方案是所述支架還包括固定所述定位標記點的基座,所述基座連接所述牙托。本發明的進ー步技術方案是所述圖像重建単元以所述CT圖像的中心點作為DRR圖像的中心進行DDR圖像重建。本發明的技術方案是提供一種腫瘤定位方法，所述腫瘤定位系統包括用于定位患者腫瘤的定位標記點、固定所述定位標記點的支架，所述支架包括牙托，所述腫瘤定位方法包括如下步驟設置定位標記點將定位標記點固定設置所述支架上，所述支架通過所述牙托與患者咬合固定；重建DDR圖像根據拍攝含有定位標記點的CT圖像重建生成DDR圖像；拍攝DR圖像分別從不同角度拍攝患者腫瘤區域至少兩張DR圖像；匹配計算根據至少兩張DR圖像定位標記點的坐標轉換為治療坐標，然后將該治療坐標與所述對應角度的DDR圖像定位標記點的坐標進行匹配計算得到匹配計算結果；獲取定位參數根據匹配計算結果及所述治療計劃確定的腫瘤坐標獲取定位參數；
定位根據所述定位參數對腫瘤重新定位。本發明的進ー步技術方案是在設置定位標記點步驟中，所述定位標記點為多個，所述多個定位標記點分別固定在患者身上的不同位置，在所述拍攝単元拍攝的多張DR圖像上所述定位標記點互不重合。本發明的進ー步技術方案是在匹配計算步驟中，將多個定位標記點分別與所述DDR圖像對應的定位標記點的匹配計算結果進行平均，取其均值作為最終匹配計算結果。本發明的進ー步技術方案是在重建DDR圖像步驟中，以所述CT圖像的中心點作為DRR圖像的中心進行DDR圖像重建。本發明的技術效果是構建ー種無創體外固定標記點腫瘤定位系統及定位方法，在三維放療技術的基礎上引進了時間的概念，充分考慮了解剖組織在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤差，如呼吸蠕動運動、日常擺位誤差、靶區收縮等引起放療劑量分布的變化和對治療計劃的影響等方面的情況，在患者治療前、治療中利用各種先進的影像設備對腫瘤及正常器官進行實時的監控，井能根據器官位置的變化調整治療條件使照射野緊隨靶區，使之能做到真正意義上的精確治療。同吋，由于牙托與患者牙齒充分咬合，使定位標記點位置更加固定，同時，采用牙托既方便固定定位標記點，又不需要給患者腫瘤定位帶來痛苦。
圖I為本發明的結構示意圖。圖2為本發明的基座結構圖。圖3為本發明的流程圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，對本發明技術方案進ー步說明。如圖I所示，本發明的具體實施方式
是構建ー種腫瘤定位系統，包括用于定位患者腫瘤的定位標記點、固定所述定位標記點的支架B、根據患者的CT圖像重建生成DDR圖像的圖像重建單元I、拍攝患者腫瘤區域DR圖像的拍攝單元2、對DR圖像和DDR圖像進行匹配計算的匹配単元3、獲取定位參數的獲取單元4、對腫瘤重新定位的定位単元5，所述支架B包括牙托C，所述拍攝単元2分別從不同角度拍攝患者腫瘤區域至少兩張DR圖像，所述圖像重建単元I重建的DDR圖像含有所述定位標記點的記號，所述匹配単元3根據至少兩張DR圖像將定位標記點的坐標轉換為治療坐標,然后將該治療坐標與所述對應角度的DDR圖像定位標記點的坐標進行匹配計算，所述獲取単元4根據匹配計算的結果及所述治療計劃確定的腫瘤坐標獲取定位參數，所述定位單元5根據所述獲取單元4獲取的定位參數對腫瘤重新定位。具體實施例中，所述支架B還包括固定所述定位標記點的基座A,所述基座A連接所述牙托C。如圖I所述，本發明的具體實施過程如下治療計劃系統通過網絡或其它方式接收患者的CT圖像，圖像重建単元I將患者的CT圖像計算生成DRR圖像，所述圖像重建単元I以所述CT圖像的中心點作為DRR圖像的中心進行DDR圖像重建。所述DRR圖像上有患者定位標記點信息。當患者進行定位時，治療機上的拍照單元2實時拍攝患者病患部位兩個 角度的DR圖像。具體實施例中，所述拍照単元2包括平板探測器和發出X光線的光球管。治療時，由輻射頭對焦點發出射線。所述匹配単元3將這兩個DR圖像分別與對應角度的DRR圖像進行匹配計算，具體過程如下所述匹配単元3根據至少兩張DR圖像將定位標記點的坐標轉換為治療坐標
—[X, X cosor - a X sin a)x\z - a x cos or) a X sin a - x. x sin a - Λ x cosa
—)へ x(x-axsina)
X cosa -bx sin a
_ (x; xsma + bx cos び)χ x sin パ + /) x cos β) x (a x sin び一a x sin β) + α x cosa x (x; X coscir -bx sin a) x (X, sincos β) - χ cos β - a x sin β) x
(x; X cosa - Λ X sin a)x x sin / + Λ χ cos β) - a x cos β χ [X, x cos β -hx sin β)χ
(x, χ sin a + Λ χ cosa)
(χ. χ sin a + bx cosa)—--其中a為治療焦點到DR圖像拍照探測器之間的距離，b為輻射頭和DR圖像拍照探測器之間的距離。(x3，y3)為定位標記點在角度α下DR圖像中的點坐標變換而來，其坐標系以圖像中心為原點，向右為X軸，向上為y軸，
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X3 Xl2 <Uva^ekngih
^ =Ji----(Xl, Yl)為定位標記點在角度α下DR圖像中點的坐標；(X3, Y3)為定位標記點在角度β下DR圖像中點坐標變換而來，其坐標系以圖像中心為原點，向右為X軸，向上為y軸
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權利要求
1.一種無創體外固定標記點腫瘤定位系統，其特征在于，包括用于定位患者腫瘤的定位標記點、固定所述定位標記點的支架、根據患者的CT圖像重建生成DDR圖像的圖像重建單元、拍攝患者腫瘤區域DR圖像的拍攝單元、對DR圖像和DDR圖像進行匹配計算的匹配單元、獲取定位參數的獲取單元、對腫瘤重新定位的定位單元，所述支架包括牙托，所述拍攝單元分別從不同角度拍攝患者腫瘤區域至少兩張DR圖像，所述圖像重建單元重建的DDR圖像含有所述定位標記點的記號，所述匹配單元根據至少兩張DR圖像將定位標記點的坐標轉換為治療坐標，然后將該治療坐標與所述對應角度的DDR圖像定位標記點的坐標進行匹配計算，所述獲取單元根據匹配計算的結果及所述治療計劃確定的腫瘤坐標獲取定位參數，所述定位單元根據所述獲取單元獲取的定位參數對腫瘤重新定位。
2.根據權利要求I所述的無創體外固定標記點腫瘤定位系統，其特征在于，所述定位標記點為多個，所述多個定位標記點分別固定在患者身上的不同位置，在所述拍攝單元拍攝的多張DR圖像上所述定位標記點互不重合。
3.根據權利要求2所述的無創體外固定標記點腫瘤定位系統，其特征在于，所述匹配單元將多個定位標記點分別與所述DDR圖像對應的定位標記點的匹配計算結果進行平均，取其均值作為最終匹配計算結果。
4.根據權利要求I所述的無創體外固定標記點腫瘤定位系統，其特征在于，所述支架還包括固定所述定位標記點的基座，所述基座連接所述牙托。
5.根據權利要求I所述的無創體外固定標記點腫瘤定位系統，其特征在于，所述圖像重建單元以所述CT圖像的中心點作為DRR圖像的中心進行DDR圖像重建。
6.一種無創體外固定標記點腫瘤定位方法，其特征在于，所述腫瘤定位系統包括用于定位患者腫瘤的定位標記點、固定所述定位標記點的支架，所述支架包括牙托，所述腫瘤定位方法包括如下步驟 設置定位標記點將定位標記點固定設置所述支架上，所述支架通過所述牙托與患者咬合固定； 重建DDR圖像根據拍攝含有定位標記點的CT圖像重建生成DDR圖像； 拍攝DR圖像分別從不同角度拍攝患者腫瘤區域至少兩張DR圖像； 匹配計算根據至少兩張DR圖像定位標記點的坐標轉換為治療坐標，然后將該治療坐標與所述對應角度的DDR圖像定位標記點的坐標進行匹配計算得到匹配計算結果； 獲取定位參數根據匹配計算結果及所述治療計劃確定的腫瘤坐標獲取定位參數； 定位根據所述定位參數對腫瘤重新定位。
7.根據權利要求6所述無創體外固定標記點腫瘤定位方法，其特征在于，在設置定位標記點步驟中，所述定位標記點為多個，所述多個定位標記點分別固定在患者身上的不同位置，在所述拍攝單元拍攝的多張DR圖像上所述定位標記點互不重合。
8.根據權利要求7所述無創體外固定標記點腫瘤定位方法，其特征在于，在匹配計算步驟中，將多個定位標記點分別與所述DDR圖像對應的定位標記點的匹配計算結果進行平均，取其均值作為最終匹配計算結果。
9.根據權利要求6所述無創體外固定標記點腫瘤定位方法，其特征在于，在重建DDR圖像步驟中，以所述CT圖像的中心點作為DRR圖像的中心進行DDR圖像重建。
全文摘要
本發明涉及一種無創體外固定標記點腫瘤定位系統及定位方法，在三維放療技術的基礎上引進了時間的概念，充分考慮了解剖結構在治療過程中的運動和分次治療間的位移誤差，如呼吸運動、擺位誤差、靶區收縮等引起放療劑量分布的變化和對治療計劃的影響等方面的情況，在患者治療前、治療中利用各種先進的影像設備對腫瘤及正常器官進行實時的監控，并能根據器官位置的變化調整治療條件使照射野緊隨靶區，使之能做到真正意義上的精確治療。通常對頭頸部腫瘤，采用牙托安置標志點，由于牙托與患者牙齒充分咬合，位置更加固定。
文檔編號A61B19/00GK102697561SQ201210152430
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月17日 優先權日2012年5月17日
發明者于宜桐, 吳睿, 孟慶前, 張志斌, 張曉峰, 李凱旋, 楊海波, 林同安, 潘麓羽, 米祥瑞, 裴蓓, 趙倩, 鄭琪 申請人:深圳市一體醫療科技股份有限公司