本發明涉及醫療，尤其涉及一種腫瘤位置監測方法及系統。

背景技術：

1、在放療期間，靶區位置會因呼吸運動、心臟運動等生理性因素發生變化。為確保治療劑量準確投放至靶區并避免對正常組織造成損傷，需要實時監測靶區位置。現有影像引導放療的方式中：基于核磁的影像引導缺乏電子密度信息，并且成本較高。基于超聲的影像引導的適應癥有限，難以直接用于肺癌的影像引導放療。基于x射線影像引導放療的能夠提供豐富的內部解剖結構信息，然而是有輻射的，不能頻繁照射患者。相比之下，基于光學體表的影像引導放療則無創、無輻射，可以實現實時監測，然而，它缺乏內部解剖信息，不能直接反映內部腫瘤變化。

2、為了克服這些缺陷，本申請提出了一種腫瘤位置監測方法及系統，實現真正的無創無輻射腫瘤追蹤，并提高放療的安全性和效果。

技術實現思路

1、本申請的目的是提供一種腫瘤位置監測方法及系統，旨在解決光學體表影像引導放療缺乏內部解剖信息，難以直接反映腫瘤位置變化的問題。

2、為實現上述目的，本申請提供如下技術方案：

3、第一方面，本申請提供一種腫瘤位置監測方法，包括：

4、獲取病人的ct圖像，對所述ct圖像進行數據增強，得到三維影像和體表深度圖像；

5、基于所述ct圖像中的浮動影像和所述體表深度圖像輸入光學體表內外關聯模型進行訓練，得到訓練好的光學體表內外關聯模型；其中所述光學體表內外關聯模型由unet網絡和柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡組成；

6、獲取目標病人的體表深度圖像，將所述目標病人的體表深度圖像輸入訓練好的光學體表內外關聯模型進行處理，輸出目標病人的體表深度圖像對應的3d腫瘤位置。

7、第二方面，本申請提供一種腫瘤位置監測方法的系統，包括：

8、預處理模塊：獲取病人的ct圖像，對所述ct圖像進行數據增強，得到三維影像和體表深度圖像；

9、訓練模塊：基于所述ct圖像中的浮動影像和所述體表深度圖像輸入光學體表內外關聯模型進行訓練，得到訓練好的光學體表內外關聯模型；其中所述光學體表內外關聯模型由unet網絡和柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡組成；

10、測試模塊：獲取目標病人的體表深度圖像，將所述目標病人的體表深度圖像輸入訓練好的光學體表內外關聯模型進行處理，輸出目標病人的體表深度圖像對應的3d腫瘤位置。

11、第三方面，本申請提供一種設備，所述設備包括處理器、與所述處理器耦接的存儲器，其中，所述存儲器存儲有用于實現一種腫瘤位置監測方法的程序指令；所述處理器用于執行所述存儲器存儲的所述程序指令以實現一種腫瘤位置監測。

12、第四方面，本申請提供一種存儲介質，存儲有處理器可運行的程序指令，所述程序指令用于執行一種腫瘤位置監測方法。

13、本申請提供了一種腫瘤位置監測方法及系統，具有以下有益效果：

14、(1)本申請提出的光學體表內外關聯模型通過獲取病人體表的光學深度圖像，避免了傳統方法中需要頻繁使用x射線等放射性手段進行監測的弊端，顯著減少了病人的輻射暴露，具有無創、無輻射的優點；

15、(2)結合unet與柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡(kan)，充分捕捉體表與體內腫瘤運動的非線性關聯關系，實現更精確的腫瘤位置預測與追蹤；相較于有限標記點或線性降維模型的傳統方法，光學體表內外關聯模型顯著提高了追蹤精度，確保了放療的準確性和安全性；

16、(3)通過2d/3d配準機制，將體表運動映射到內部腫瘤的位置變化上，實現了無創的腫瘤追蹤方式；不僅減少了對體內標記物的依賴，降低了患者的身體負擔和追蹤不穩定性，還提高了放療的實時性和個性化水平。

技術特征：

1.一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，在獲取病人的ct圖像，對所述ct圖像進行數據增強，得到三維影像和體表深度圖像的步驟中，具體包括下述步驟：

3.根據權利要求1所述的一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，在基于所述ct圖像中的浮動影像和所述體表深度圖像輸入光學體表內外關聯模型進行訓練，得到訓練好的光學體表內外關聯模型；其中所述光學體表內外關聯模型由unet網絡和柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡組成的步驟中，具體包括下述步驟：

4.根據權利要求3所述的一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，所述柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡與unet網絡結合，將所述柯爾莫哥洛夫-阿諾德網絡嵌入在所述unet網絡的編碼器和解碼器路徑的瓶頸部分，進行非線性特征提取。

5.根據權利要求1所述的一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，在獲取目標病人的體表深度圖像，將所述目標病人的體表深度圖像輸入訓練好的光學體表內外關聯模型進行處理，輸出目標病人的體表深度圖像對應的腫瘤位置的步驟中，具體包括下述步驟：

6.根據權利要求1所述的一種腫瘤位置監測方法，其特征在于，所述三維影像作為金標準得到損失函數，用于訓練光學體表內外關聯模型。

7.一種根據權利要求1所述的一種腫瘤位置監測方法的系統，其特征在于，包括：

8.一種設備，其特征在于，所述設備包括處理器、與所述處理器耦接的存儲器，其中，所述存儲器存儲有用于實現權利要求1-6任一項所述的一種腫瘤位置監測方法的程序指令；所述處理器用于執行所述存儲器存儲的所述程序指令以實現一種腫瘤位置監測。

9.一種存儲介質，其特征在于，存儲有處理器可運行的程序指令，所述程序指令用于執行權利要求1-6任一項所述的一種腫瘤位置監測方法。

技術總結
本申請公開了一種腫瘤位置監測方法及系統，運用于醫療技術領域，其方法包括：獲取病人的CT圖像，對所述CT圖像進行數據增強，得到三維影像和體表深度圖像；基于所述CT圖像中的浮動影像和所述體表深度圖像輸入光學體表內外關聯模型進行訓練，得到訓練好的光學體表內外關聯模型；其中所述光學體表內外關聯模型由UNet網絡和柯爾莫哥洛夫?阿諾德網絡組成；獲取目標病人的體表深度圖像，將所述目標病人的體表深度圖像輸入訓練好的光學體表內外關聯模型進行處理，輸出目標病人的體表深度圖像對應的3D腫瘤位置；無創地實現腫瘤位置的實時預測與追蹤。

技術研發人員：戴晶晶,產銀萍,梁曉坤
受保護的技術使用者：中國科學院深圳先進技術研究院
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24