[发明专利]一种鼻咽癌乏氧微环境影像组学研究模型建立方法

权利要求书

1.一种鼻咽癌乏氧微环境影像组学研究模型建立方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、使用多目立体视觉对肿瘤肿瘤进行三维重建；

S2、提取肿瘤几何信息，对步骤S1中获取的肿瘤重建模型提取肿瘤几何信息，包括肿瘤肿瘤的长L、宽W、厚H、体积V；对于任一肿瘤，使用一垂直于肿瘤长轴的平面P_i，按照0.01mm为步距，逐步剖切肿瘤模型，计算剖面P_i上点云坐标xⁱ_min、xⁱ_max，zⁱ_max、zⁱ_min，P_i平面处的宽Wⁱ＝xⁱ_max-xⁱ_min，Hⁱ＝zⁱ_max-zⁱ_min；对于所有的平面P，取Wⁱ、Hⁱ最大值作为肿瘤的宽W、厚H；对于肿瘤长度L，使用垂直于肿瘤中轴的平面，按照0.01mm的步距，逐步切割肿瘤模型；肿瘤长度L计算参见宽W、厚H的计算；对于肿瘤体积V，所使用的图像处理库中内置方法计算得到；

S3、肿瘤肿瘤分级、存储，根据肿瘤三维尺寸，计算肿瘤肿瘤所属粒级d，计算球度S；对于肿瘤i,其肿瘤长为L_i，宽为W_i，厚为H_i，其球度S_i计算方式如下：

将该肿瘤几何信息、球度存入该粒级d对应的集合G_d中。最后将所有的G_d合并为总的集合G。

S4、肿瘤堆积模拟计算。

2.根据权利要求1所述的鼻咽癌乏氧微环境影像组学研究模型建立方法，其特征在于，肿瘤堆积模拟计算包括以下步骤：

A1、首先创建堆积模拟容器；假定堆积容器体积V，肿瘤各肿瘤体积为V_i，则堆积模拟容器体积与肿瘤样本堆积体积之比n见下式：

A2、生成等效球体集合G_eq，使用步骤S3中获取的集合G或某个粒级d的集合G_d，生成等效球的集合G_eq；当计算肿瘤整体的密实度时，使用肿瘤整体集合G，计算肿瘤某个粒级d的密实度时，使用集合G_d；等效球按照体积等效的原则来计算；假定某个肿瘤体积为V_i，则该肿瘤的等效球体积为V_i，球度为S_i,等效半径R_i，重合系数为首先将要进行堆积模拟的G或G_d的每个肿瘤转换成等效球体，将等效球体的半径、体积、球度存入集合G′中；根据A1中求得的n，将G′复制n+3倍，生成等效球体集合G_eq；其中

A3、随机选取球体B_i，其半径为R_i，体积为V_i，球度为S_i；

A4、随机生成放置坐标(x_i,y_i,z_i)，其中R_i≤x_i≤150，R_i≤y_i≤150，R_i≤z_i≤150；

A5、判断球体B_i放置于(x_i,y_i,z_i)处，与已放置完成的球体是否全都满足重合条件，重合条件入下式：

A6、若球体满足B_i满足重合条件，则将球体B_i放置于(x_i,y_i,z_i)，将其数据存入集合G_p，进入步骤A7，若不满足，则跳至步骤A8；

A7、判断是否达到堆积模拟停止条件，若达到停止条件，进入步骤A9，若不满足，则跳至步骤A3；

A8、判断等效球体B_i是否达到跳过条件；这里设置的条件为尝试放置2000次；若2000次生成的坐标均不能满足放置需求，则跳过该球体即跳入步骤A3，若未到达跳过条件，则跳入步骤A4；

A9、肿瘤下降；对于G_p中的所有球体进行下落模拟；首先先生成一个空的球体集合G′_p，给G_p中的球体B_i一个向下的方向，当其与容器底部相接触或与G′_p中任一球体达到接触条件时，该球体停止下降，将该球体当前位置及球体数据存入集合G′_p中；对G_p中的所有球体依次进行，生成新的球体集合G′_p；此时的接触条件如下式所示：

A10、创建测量容器，容器的体积V，容器内各个球体的体积V_i，对于被Z＝100mm平面分割的球体，其位于Z＝100mm以下的体积V_i′计算式如下，其中H_i为球体位于Z＝100mm以上的高度，R_i为球体半径；计算测量容器内的球体体积之和V_sum，其中对于被Z＝100mm平面分割的球体，其体积Vi取为V_i′。

V_sum＝∑V_i；

则密实度γ＝V_sum/V。