專利名稱：一種無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法，尤其涉及一種通過定位標(biāo)記點(diǎn)減少移位誤差的腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法。
背景技術(shù)：
腫瘤越來越成為現(xiàn)代社會人們健康的最大威脅，隨著科技的發(fā)展，腫瘤治療技術(shù)也有了長足的發(fā)展。由于腫瘤大多位于身體內(nèi)，因此，對于腫瘤精確定位仍然是難點(diǎn)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(jìn)行定位是存在比較大的誤差的。現(xiàn)有技術(shù)中，通常將外部器件固定在身體上進(jìn)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(jìn)行腫瘤定位后，治療系統(tǒng)通常依據(jù)該CT圖像腫瘤的位置制定治療計(jì)劃，但通常在拍CT圖像和正式上治療床治療有一段時(shí)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(shí)位置完全一祥，因此，存在一定的定位誤差。現(xiàn)有技木通 常采用在人體表面固定定位標(biāo)記點(diǎn)，但由于身體表面皮膚的滑動導(dǎo)致定位不精確。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是構(gòu)建ー種腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法，克服現(xiàn)有技術(shù)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(shù)問題。本發(fā)明的技術(shù)方案是構(gòu)建ー種腫瘤定位系統(tǒng)，包括用于定位患者腫瘤的定位標(biāo)記點(diǎn)、固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的支架、根據(jù)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(qū)域DR圖像的拍攝單元、對DR圖像和DDR圖像進(jìn)行匹配計(jì)算的匹配単元、獲取定位參數(shù)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(qū)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(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)記點(diǎn)，所述匹配単元根據(jù)至少兩張DR圖像將定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo)，然后將該治療坐標(biāo)與所述對應(yīng)角度的DDR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算，所述獲取単元根據(jù)匹配計(jì)算的結(jié)果及所述治療計(jì)劃確定的腫瘤坐標(biāo)獲取定位參數(shù)，所述定位単元根據(jù)所述獲取單元獲取的定位參數(shù)對腫瘤重新定位。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是所述定位標(biāo)記點(diǎn)為多個(gè)，所述多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)互不重合。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是所述匹配単元將多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)分別與所述DDR圖像對應(yīng)的定位標(biāo)記點(diǎn)的匹配計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均，取其均值作為最終匹配計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是所述支架還包括固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的基座,所述基座連接所述牙托。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是所述圖像重建単元以所述CT圖像的中心點(diǎn)作為DRR圖像的中心進(jìn)行DDR圖像重建。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種腫瘤定位方法，所述腫瘤定位系統(tǒng)包括用于定位患者腫瘤的定位標(biāo)記點(diǎn)、固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)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(shè)置定位標(biāo)記點(diǎn)將定位標(biāo)記點(diǎn)固定設(shè)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(jù)拍攝含有定位標(biāo)記點(diǎn)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(qū)域至少兩張DR圖像；匹配計(jì)算根據(jù)至少兩張DR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo)，然后將該治療坐標(biāo)與所述對應(yīng)角度的DDR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算得到匹配計(jì)算結(jié)果；獲取定位參數(shù)根據(jù)匹配計(jì)算結(jié)果及所述治療計(jì)劃確定的腫瘤坐標(biāo)獲取定位參數(shù)；
定位根據(jù)所述定位參數(shù)對腫瘤重新定位。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是在設(shè)置定位標(biāo)記點(diǎn)步驟中，所述定位標(biāo)記點(diǎn)為多個(gè)，所述多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)互不重合。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是在匹配計(jì)算步驟中，將多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)分別與所述DDR圖像對應(yīng)的定位標(biāo)記點(diǎn)的匹配計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均，取其均值作為最終匹配計(jì)算結(jié)果。本發(fā)明的進(jìn)ー步技術(shù)方案是在重建DDR圖像步驟中，以所述CT圖像的中心點(diǎn)作為DRR圖像的中心進(jìn)行DDR圖像重建。本發(fā)明的技術(shù)效果是構(gòu)建ー種無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法，在三維放療技術(shù)的基礎(chǔ)上引進(jìn)了時(shí)間的概念，充分考慮了解剖組織在治療過程中的運(yùn)動和分次治療間的位移誤差，如呼吸蠕動運(yùn)動、日常擺位誤差、靶區(qū)收縮等引起放療劑量分布的變化和對治療計(jì)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(jìn)的影像設(shè)備對腫瘤及正常器官進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，井能根據(jù)器官位置的變化調(diào)整治療條件使照射野緊隨靶區(qū)，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(biāo)記點(diǎn)位置更加固定，同時(shí)，采用牙托既方便固定定位標(biāo)記點(diǎn)，又不需要給患者腫瘤定位帶來痛苦。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的基座結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)ー步說明。如圖I所示，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是構(gòu)建ー種腫瘤定位系統(tǒng)，包括用于定位患者腫瘤的定位標(biāo)記點(diǎn)、固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的支架B、根據(jù)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(qū)域DR圖像的拍攝單元2、對DR圖像和DDR圖像進(jìn)行匹配計(jì)算的匹配単元3、獲取定位參數(shù)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(qū)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(biāo)記點(diǎn)的記號，所述匹配単元3根據(jù)至少兩張DR圖像將定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo),然后將該治療坐標(biāo)與所述對應(yīng)角度的DDR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算，所述獲取単元4根據(jù)匹配計(jì)算的結(jié)果及所述治療計(jì)劃確定的腫瘤坐標(biāo)獲取定位參數(shù)，所述定位單元5根據(jù)所述獲取單元4獲取的定位參數(shù)對腫瘤重新定位。具體實(shí)施例中，所述支架B還包括固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的基座A,所述基座A連接所述牙托C。如圖I所述，本發(fā)明的具體實(shí)施過程如下治療計(jì)劃系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)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(jì)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(diǎn)作為DRR圖像的中心進(jìn)行DDR圖像重建。所述DRR圖像上有患者定位標(biāo)記點(diǎn)信息。當(dāng)患者進(jìn)行定位時(shí)，治療機(jī)上的拍照單元2實(shí)時(shí)拍攝患者病患部位兩個(gè) 角度的DR圖像。具體實(shí)施例中，所述拍照単元2包括平板探測器和發(fā)出X光線的光球管。治療時(shí)，由輻射頭對焦點(diǎn)發(fā)出射線。所述匹配単元3將這兩個(gè)DR圖像分別與對應(yīng)角度的DRR圖像進(jìn)行匹配計(jì)算，具體過程如下所述匹配単元3根據(jù)至少兩張DR圖像將定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo)
—[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(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)在角度α下DR圖像中的點(diǎn)坐標(biāo)變換而來，其坐標(biāo)系以圖像中心為原點(diǎn)，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(biāo)記點(diǎn)在角度α下DR圖像中點(diǎn)的坐標(biāo)；(X3, Y3)為定位標(biāo)記點(diǎn)在角度β下DR圖像中點(diǎn)坐標(biāo)變換而來，其坐標(biāo)系以圖像中心為原點(diǎn)，向右為X軸，向上為y軸
]
權(quán)利要求
1.一種無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)，其特征在于，包括用于定位患者腫瘤的定位標(biāo)記點(diǎn)、固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的支架、根據(jù)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(qū)域DR圖像的拍攝單元、對DR圖像和DDR圖像進(jìn)行匹配計(jì)算的匹配單元、獲取定位參數(shù)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(qū)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(biāo)記點(diǎn)的記號，所述匹配單元根據(jù)至少兩張DR圖像將定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo)，然后將該治療坐標(biāo)與所述對應(yīng)角度的DDR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算，所述獲取單元根據(jù)匹配計(jì)算的結(jié)果及所述治療計(jì)劃確定的腫瘤坐標(biāo)獲取定位參數(shù)，所述定位單元根據(jù)所述獲取單元獲取的定位參數(shù)對腫瘤重新定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)，其特征在于，所述定位標(biāo)記點(diǎn)為多個(gè)，所述多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)互不重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)，其特征在于，所述匹配單元將多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)分別與所述DDR圖像對應(yīng)的定位標(biāo)記點(diǎn)的匹配計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均，取其均值作為最終匹配計(jì)算結(jié)果。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)，其特征在于，所述支架還包括固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)的基座，所述基座連接所述牙托。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像重建單元以所述CT圖像的中心點(diǎn)作為DRR圖像的中心進(jìn)行DDR圖像重建。
6.一種無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位方法，其特征在于，所述腫瘤定位系統(tǒng)包括用于定位患者腫瘤的定位標(biāo)記點(diǎn)、固定所述定位標(biāo)記點(diǎn)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(shè)置定位標(biāo)記點(diǎn)將定位標(biāo)記點(diǎn)固定設(shè)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(jù)拍攝含有定位標(biāo)記點(diǎn)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(qū)域至少兩張DR圖像； 匹配計(jì)算根據(jù)至少兩張DR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為治療坐標(biāo)，然后將該治療坐標(biāo)與所述對應(yīng)角度的DDR圖像定位標(biāo)記點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)行匹配計(jì)算得到匹配計(jì)算結(jié)果； 獲取定位參數(shù)根據(jù)匹配計(jì)算結(jié)果及所述治療計(jì)劃確定的腫瘤坐標(biāo)獲取定位參數(shù)； 定位根據(jù)所述定位參數(shù)對腫瘤重新定位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位方法，其特征在于，在設(shè)置定位標(biāo)記點(diǎn)步驟中，所述定位標(biāo)記點(diǎn)為多個(gè)，所述多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)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(biāo)記點(diǎn)互不重合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位方法，其特征在于，在匹配計(jì)算步驟中，將多個(gè)定位標(biāo)記點(diǎn)分別與所述DDR圖像對應(yīng)的定位標(biāo)記點(diǎn)的匹配計(jì)算結(jié)果進(jìn)行平均，取其均值作為最終匹配計(jì)算結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)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(diǎn)作為DRR圖像的中心進(jìn)行DDR圖像重建。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無創(chuàng)體外固定標(biāo)記點(diǎn)腫瘤定位系統(tǒng)及定位方法，在三維放療技術(shù)的基礎(chǔ)上引進(jìn)了時(shí)間的概念，充分考慮了解剖結(jié)構(gòu)在治療過程中的運(yùn)動和分次治療間的位移誤差，如呼吸運(yùn)動、擺位誤差、靶區(qū)收縮等引起放療劑量分布的變化和對治療計(jì)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(jìn)的影像設(shè)備對腫瘤及正常器官進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，并能根據(jù)器官位置的變化調(diào)整治療條件使照射野緊隨靶區(qū)，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(biāo)志點(diǎn)，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(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)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(yī)療科技股份有限公司