[发明专利]一种宫颈癌内外放疗剂量的非线性融合方法

说明书

本发明涉及一种宫颈癌内外放疗剂量的非线性融合方法，获取待检测宫颈癌内外照射放疗CT图像、内外照射放疗剂量分布；通过非线性图像配准将内照射放疗CT图像映射到外照射放疗CT图像上，获取待检测宫颈癌内外照射放疗CT图像间的变换关系；利用该内外照射放疗CT图像间的变换关系将内照射放疗剂量分布变换为等效的外照射放疗剂量分布；并通过图像融合将变换后等效的外照射放疗剂量分布与外照射放疗剂量分布进行融合，重建内外放疗剂量的分布曲线，获取待检测宫颈癌肿瘤靶区及周围危及器官在接受内外照射综合治疗过程中实际受到的总剂量。本发明应用于宫颈癌图像引导放射治疗，以提高放疗剂量评估的准确性。

技术领域

本发明涉及医学图像处理与图像引导放射治疗技术领域，特别是一种宫颈癌内外放疗剂量的非线性融合方法。

背景技术

宫颈癌是全球女性最常见的第二大肿瘤，严重威胁着女性的生命健康。虽然，目前的卫生条件有很大的改善，但在发展中国家和部分地区的发病率及死亡率仍有所增长，研究发现，近年来宫颈癌的发病甚至有年轻化的趋势。放射治疗是宫颈癌治疗的最主要手段之一，世界范围70％以上宫颈癌患者的治疗措施中包含放射治疗。放射治疗的基本目标是尽力提高放射治疗的增益比，即在宫颈癌放射治疗过程中，给足治疗靶区规定的照射剂量消灭肿瘤细胞，并在肿瘤区域内形成合理的剂量分布，使周围正常组织及器官尽可能的少受或者免受不必要的照射，避免因放疗而引发其它并发症。

宫颈癌因其解剖部位、病理类型、生物学行为等的特殊性，通常需要采用图像引导下调强外照射联合三维后装腔内近距离照射进行综合放射治疗。然而，在实际操作中，这两种放疗技术是在不同的时间进行分离的治疗和评估，放疗过程中患者的摆位容易出现偏差，此外，因治疗反应和生理活动等容易导致宫颈肿块及其解剖附近的危及器宫发生形变。对内外放疗剂量直接进行简单的叠加，无法正确地得到宫颈肿块及其解剖附近的膀胱、直肠等组织受到内外放疗的总剂量，不能进一步发挥这两项技术联合治疗的先进性。目前，图像引导下调强放射治疗以及三维后装放疗全套设备的价格都及其昂贵，仅依靠设备的更新换代来提高泊疗的效果，将需要花费大量的人力、财力。

随着医学影像技术的发展，图像配准技术在图像引导放疗中发挥着越来越重要的作用，所谓的图像配准就是通过寻求不同条件下获取的图像之间的变换关系，使得图像上所有的特征点或至少具有诊断意义的对应点达到匹配，从而实现不同图像信息综合的目的。尽管如此，在现有的医院放射治疗计划系统中，由于技术的限制，放疗医生或物理医师只能找到患者在不同时刻拍摄图像之间的线性变换，并以此为依据完成治疗机剂量规划。但由于人体软组织产生的形变类型多为非线性形变形式，单纯依靠简单空间平移和缩放的线性配准技术很难找到最优的变换关系，无法达到精准放疗的要求。因此，如何根据宫颈癌放疗方法的特点，对现有设备和技术进行整合，进一步准确掌握宫颈肿块剂量、减少膀胱直肠等周围组织的辐射量，降低并发症的发生率，是摆在放疗科医生及物理师面前的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种宫颈癌内外放疗剂量的非线性融合方法，以克服现有技术中存在的缺陷。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种宫颈癌内外放疗剂量的非线性融合方法，其特征在于，按照如下步骤实现：

步骤S1：获取待检测宫颈癌内照射放疗CT图像、外照射放疗CT图像、内照射放疗剂量分布以及外照射放疗剂量分布；

步骤S2：通过非线性图像配准将所述内照射放疗CT图像对应映射到所述外照射放疗CT图像上，获取待检测宫颈癌内外照射放疗CT图像间的变换关系；

步骤S3：利用该内外照射放疗CT图像间的变换关系作用于所述内照射放疗剂量分布，将内照射放疗剂量分布变换为等效的外照射放疗剂量分布；并通过图像融合将变换后等效的外照射放疗剂量分布与所述外照射放疗剂量分布进行融合，重建内外放疗剂量的分布曲线，获取待检测宫颈癌肿瘤靶区及周围危及器官在接受内外照射综合治疗过程中实际受到的放疗总剂量。