[发明专利]基于可变人体模型的肿瘤靶区勾画方法、设备和存储介质

说明书

本发明属于放疗技术领域，涉及一种基于可变人体模型的肿瘤靶区勾画方法、设备和存储介质。该方法包括如下步骤：获得患者靶区及危及器官处的医学影像及该影像的灰度数据或患者人体特征参数数据；对上述数据进行曲线拟合；获得与患者特征参数相同或相近的可变人体模型医学影像；对该影像灰度数据或人体特征参数数据进行拟合，其中可变人体模型的参数数据种类与患者的参数数据种类相同；将患者医学影像与可变人体模型的医学影像进行形变配准；将患者医学影像的灰度或人体特征参数数据变化曲线中各点的斜率与相同坐标处的可变人体模型医学影像的同种参数变化曲线的斜率进行对比，超出阈值范围的图像部位标记为肿瘤区域。

技术领域

本发明属于放疗技术领域，涉及一种肿瘤靶区勾画方法、设备和存储介质。

背景技术

目前，肿瘤的发生率越来越高，作为肿瘤三大主要治疗方式之一，放疗在肿瘤治疗中的地位越来越重要。

肿瘤放疗的理想境界是只照射肿瘤而不照射肿瘤周围的正常组织(危及器官)。三维适形放射治疗是一种高精度的放射治疗，它利用CT图像重建三维的肿瘤结构，通过在不同方向设置一系列不同的照射野，并采用与病灶形状一致的适形挡铅，使得高剂量区的分布形状在三维方向(前后、左右、上下方向)上与靶区形状一致，同时使得病灶周围正常组织的受量降低。调强放疗(intensity modulated radiation therapy，IMRT)即调强适形放射治疗是三维适形放疗的一种，要求辐射野内剂量强度按一定要求进行调节，简称调强放疗。它是在各处辐射野与靶区外形一致的条件下，针对靶区三维形状和要害器官与靶区的具体解剖关系对束强度进行调节，单个辐射野内剂量分布是不均匀的但是整个靶区体积内剂量分布比三维适形治疗更均匀。

而随着三维适形放疗和调强放疗等精确放疗技术的发展和广泛临床运用，精准靶区范围的确定与勾画越来越受到人们的关注。

在放疗前每个病人需要拍摄多达几十甚至上百医学影像(CT、MRI等)，当前放疗医生需要凭借经验对这些医学影像逐层勾画从而确定每个患者的放疗靶区位置，这种人工勾画需要耗时半小时至几个小时。一方面该勾画过程耗时耗力，治疗病人有限；另一方面勾画的精确度不理想，勾画结果受医生经验、情绪、耐心等因素的影响，可能出现不同医生对同一个病人的医学影像靶区结构不同的情况。

发明内容

本发明的目的在于为克服上述现有技术的缺陷而提供一种基于可变人体模型的肿瘤靶区勾画方法、设备和存储介质。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案。

正常组织、器官医学影像(例如CT影像)中某些参数的变化为渐变曲线，例如CT影像中灰度的变化为规则曲线，而当器官的正常组织被癌细胞取代后，其医学影像中相应位置处的灰度值会发生突变。本发明利用医学影像中参数的突变来确定肿瘤的位置。其中，这些物理量可以为医学影像的灰度，人体组织、器官的密度或水含量等。

一种基于可变人体模型的肿瘤靶区勾画方法，适于在计算设备中执行，包括如下步骤：

(1)获得患者靶区及危及器官处的医学影像；

获得患者医学影像灰度数据或根据患者医学影像获得患者人体特征参数数据；

拟合患者医学影像灰度变化曲线或人体特征参数变化曲线中至少一种；

(2)获得与患者特征参数相同或相近的可变人体模型医学影像；

获得可变人体模型的医学影像灰度数据或根据可变人体模型医学影像获得相应可变人体模型人体特征参数数据，其中可变人体模型的参数数据种类与患者的参数数据种类相同；并将该数据拟合为曲线；

(3)将患者医学影像与可变人体模型的医学影像进行形变配准；