一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法

2023-06-01 06:39:11 1

一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法
【專利摘要】本發明涉及一種圖像配準，尤其是涉及一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法。該體外定位標，包括定位標本體，所述的定位標本體內部設置有用於容納液體的空腔，定位標本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標本體各處的壁厚均相等。該定位配準方法是通過體外定位標產生標點重合定位配準。本發明具有能夠使放射治療專用的SPECT模擬PET圖像和異機CT圖像精確配準定位、配準效率高、融合質量高等有益效果，主要應用於試驗，也可以應用於腫瘤位置的定位。
【專利說明】一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種圖像配準，尤其是涉及一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法。

【背景技術】
[0002]8^201/01可實現模擬？21顯像，然而由於其同機自帶的管電流較低，所得到的01圖像無法達到診斷級水平，僅能作為衰減校正和大致定位，同機融合圖像的質量欠佳，不能用於靶區勾畫和腫瘤定位。由於大部分醫院已經擁有16排甚至是64排的高解析度螺旋01，如何有效利用已有的診斷級圖像，實現模擬？21功能影像與高質量0丁圖像的有機結合是沒有配備大型腫瘤放射治療中心急需解決的一個問題。
01和非同機的圖像融合的關鍵技術問題是兩個不同圖像結構的配準問題，圖像配準的兩個基本方法就是「內部固有解剖特徵結構定位」法和「外部參照系統定位」法。
[0003]目前已經可以實現將診斷級口的01(1)1格式傳輸至核醫學科工作站，以？￡1顯像時採集的同機圖像做為橋梁與16排圖像進行配準，利用專用圖像融合軟體以骨的定位作為主要的參考方式，對異機圖像進行平移、旋轉、縮放等轉換定位操作，使兩套圖像在空間位置和解剖結構上實現準確對位，同時完成模擬與異機的圖像融合，該方法存在以下局限性:(1)該方法只局限於在核醫學工作站中進行匹配，匹配完成後的圖像難以進一步處理進行放射治療需要的靶區勾畫和腫瘤定位功能。模擬形成的
丁圖像和圖像不能共享坐標系傳輸至放射治療計劃系統，難以在放射治療專用的計劃系統中實現異機的模擬？￡1圖像和高質量診斷級的融合，使得的功能影像圖像不能被放射治療採用43)採用體內解剖位置配準的方法對配準系統的軟體要求和工作人員的要求相對較高，配準結果存在較大的標準偏差和操作者間的個體差異。


【發明內容】

[0004]本發明主要是針對上述問題，提供一種能夠使放射治療專用的模擬丁圖像和異機圖像精確配準定位、配準效率高、融合質量高的體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法。
[0005]本發明的目的主要是通過下述方案得以實現的:一種體外定位標，包括定位標本體，所述的定位標本體內部設置有用於容納液體的空腔，定位標本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標本體各處的壁厚均相等。體外定位標用於固定在待測物表面，通過'設備掃描或者通過3？%！'設備掃描，能夠在獲得圖像上得到標點，使體外定位標成為兩個互不兼容的圖像共同的配準點。定位標本體內部設置空腔，空腔內能夠容納不同的液體，根據掃描設備的需求設置不同的液體，能夠保證在獲得圖像上得到清晰的標點。定位標本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，利用注射器向空腔內注射相應的液體，以滿足掃描成像的需求。
[0006]作為優選，所述的定位標本體呈球狀。定位標本體呈球狀，能夠在獲得的圖像上得到圓形標點，利用圓形標點圓心重合，對圖像和模擬？￡1圖像進行配準、融合，配準精度高，效率高。
[0007]所述的定位標本體也可以呈柱狀結構，定位標本體的斷面呈多邊形。定位標本體也可以呈柱狀結構，柱狀結構的平面更容易貼合固定在待測物上，定位標本體的斷面呈多邊形，即圖像上得到的標點與定位標本體的斷面形狀相同為多邊形，兩個多邊形重合時，不僅需要對準中心，還需要對準各個邊角，防止兩個圖像水平轉動，降低配準誤差，配準精度
[0008]作為優選，所述的定位標本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111。定位標本體的尺寸過大，容易造成標點尺寸過大，不便於配準；而定位標本體的尺寸過小，容易產生偽影。定位標本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111，既能夠準確配準，又能夠避免偽影。
[0009]一種應用上述體外定位標的定位配準方法，定位配準方法步驟如下:
初步確定待測位置:判斷待測物的待測位置；
體外定位標定位階段:將第一組體外定位標的空腔內注入生理鹽水，直到將空腔注滿，並封住注射入口，根據初步確定的待測位置，再將定位標本體粘貼在待測物表面；
診斷級圖像採集階段:將待測物平放在螺旋床上，進行螺旋掃描，並獲得帶有第一組體外定位標的標點的圖像；
更換體外定位標:取下第一組體外定位標，將第二組體外定位標的空腔內注入放射性藥物18-？，並將第二組體外定位標固定在原第一組體外定位標固定的位置；
8？201模擬圖像採集階段:將帶有第二組體外定位標的待測物放入丁掃描，並獲得帶有第二組體外定位標的標點的模擬圖像；
01圖像與模擬？￡1圖像融合階段:通過第一組體外定位標的標點與第二體外定位標的標點位置重合配準，將帶有第一組體外定位標的標點的圖像與帶有第二組體外定位標的標點的模擬圖像融合，並獲得清晰的配準後的圖像。
[0010]應用體外定位標的定位配準方法，不僅可以應用於臨床確定患者腫瘤位置，也可以應用於試驗。待測物可以是患者，也可以是試驗用物體。利用定位配準方法能夠將'圖像和模擬？21圖像融合，獲得更加清晰的圖像，能夠勾畫腫瘤的精確位置。模擬？￡1圖像採集階段，將第二組體外定位標的空腔內注入放射性藥物18-？，能夠在3？%！'模擬？￡1圖像上得到第二組體外定位標的標點。將第一組體外定位標的標點與第二組體外定位標的標點重合、配準，得到更清晰的圖像。採用體外定位坐標系統作為外特徵點的目標形狀分析，將外部坐標點在三維空間上包繞腫瘤的三維邊界在體表投影，使具有腫瘤的感興趣區域的解剖點得到最大程度地配準，而非感興趣區域部作為非配準重點，從而減少配準軟體的系統開銷，在治療計劃系統中達到快速、準確、穩定的圖像配準效果，為放射治療靶區勾畫和定位提供指導。
[0011]作為優選，所述的步驟(2)中第一組體外定位標至少為三個。第一組體外定位標至少為三個，同理，第二組體外定位標的個數和位置與第一組體外定位標匹配，標點太少容易導致配準誤差大，標點太多容易造成圖像混亂。而在判斷腫瘤位置時，根據腫瘤在人體的位置不同，設置的體外定位標的個數和位置也不同。頭頸部腫瘤定位法:雙側耳蝸，環狀軟骨下窩；胸部腫瘤定位法:環狀軟骨下窩、簡圖上、雙側腋窩；腹部腫瘤定位法:劍突上、第三腰椎下、雙側腹股溝，涵蓋了身體所有位置腫瘤的圖像採集和定位要求。
[0012]作為優選，所述的步驟(3)中(:1掃描深度大於等於掃描深度大於等於保證獲得的圖像清晰，且第一組體外定位標的標點無偽影。
[0013]因此，本發明的一種體外定位標以及應用該定位標的定位配準方法具備下述優 ? 0

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖1是本發明中體外定位標的一種結構示意圖；
附圖2是本發明中待測物的斷面示意圖；
附圖3是本發明中待測物第一方向的圖像的示意圖；
附圖4是本發明中待測物第二方向的圖像的示意圖；
附圖5是本發明中待測物第三方向的圖像的示意圖；
附圖6是本發明中待測物第一方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖7是本發明中待測物第二方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖8是本發明中待測物第三方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖9是本發明中待測物第一方向的圖像和模擬？21的圖像配準後的圖像的不意圖；
附圖10是本發明中待測物第二方向的圖像和模擬？￡1的圖像配準後的圖像的不意圖；
附圖11是本發明中待測物第三方向的圖像和模擬？￡1的圖像配準後的圖像的不意圖；
附圖12是本發明中定位配準方法流程圖。
[0015]圖示說明:1-定位標本體，2-空腔，3-待測物，4-待測物圖像，5-待測物3？%丁模擬？￡1圖像，6-待測物配準後的圖像，7-第一組體外定位標的標點，8-第二組體外定位標的標點，9-體外定位標配準後的標點。

【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0017]實施例1:如圖1所示，一種體外定位標，包括定位標本體1，定位標本體呈球狀。定位標本體內部設置有用於容納液體的空腔2，定位標本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標本體各處的壁厚均相等。定位標本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111，本實施例優選為
20.5臟0
[0018]定位配準方法如圖12所示，步驟如下:
初步確定待測位置:判斷待測物的待測位置；如圖2所示，在待測物3上粘貼固定定位標本體1。
[0019]體外定位標定位階段:將第一組體外定位標的空腔內注入生理鹽水，直到將空腔注滿，並封住注射入口，根據初步確定的待測位置，再將定位標本體粘貼在待測物表面。
[0020]診斷級圖像採集階段:將待測物平放在螺旋床上，進行螺旋掃描，並獲得帶有第一組體外定位標的標點的圖像，如圖3、4、5所示，圖像上掃描得出待測物0丁圖像4以及與定位標本體位置相對應的第一組體外定位標的標點7。
[0021]更換體外定位標:取下第一組體外定位標，將第二組體外定位標的空腔內注入放射性藥物18-？，並將第二組體外定位標固定在原第一組體外定位標固定的位置。
[0022]8？201模擬圖像採集階段:將帶有第二組體外定位標的待測物放入丁掃描，並獲得帶有第二組體外定位標的標點的模擬圖像；如圖6、7、8所示，8？201模擬？已丁圖像上掃描得出待測物模擬？21圖像5，以及與定位標本體位置相對應的第二組體外定位標的標點8。
[0023]01圖像與模擬？21圖像融合階段:通過第一組體外定位標的標點與第二體外定位標的標點位置重合配準，將帶有第一組體外定位標的標點的圖像與帶有第二組體外定位標的標點的模擬？￡1圖像融合，並獲得清晰的配準後的圖像。如圖9、10、11所示，通過第一組體外定位標的標點和第二組體外定位標的標點的配準，將圖像和模擬丁圖像融合，得出更加清晰的待測物配準後的圖像6以及體外定位標配準後的標點9。
[0024]如圖9、10、11所示，將圖像和模擬？21圖像融合後的圖像，能夠更加清晰的顯示待測物配準後的圖像，偽影範圍減小，陰影更加清晰。利用這種方法能夠應用在試驗中，也可以應用在處理腫瘤圖像判斷腫瘤位置，配準精度高，效率高。本方法不是以直接獲得診斷結果為目的，只是對已獲得的中間結果的信息進行處理的方法。
[0025]本發明中的定位標本體的形狀不限於圓形，也可以是柱狀，橫截面可以為三角形、四邊形、十字形等多邊形。在初步判斷腫瘤位置後，根據腫瘤在人體的位置不同，設置的體外定位標的個數和位置也不同。頭頸部腫瘤定位法:雙側耳蝸，環狀軟骨下窩；胸部腫瘤定位法:環狀軟骨下窩、簡圖上、雙側腋窩；腹部腫瘤定位法:劍突上、第三腰椎下、雙側腹股溝，涵蓋了身體所有位置腫瘤的圖像採集和定位要求。
[0026]應理解，該實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。
【權利要求】
1.一種體外定位標，其特徵在於，包括定位標本體，所述的定位標本體內部設置有用於容納液體的空腔，定位標本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標本體各處的壁厚均相等。
2.根據權利要求1所述的體外定位標，其特徵在於，所述的定位標本體呈球狀。
3.根據權利要求1所述的體外定位標，其特徵在於，所述的定位標本體呈柱狀結構，定位標本體的斷面呈多邊形。
4.根據權利要求1或2或3所述的體外定位標，其特徵在於，所述的定位標本體的外壁最大尺寸為15mm-22mm。
5.—種應用根據權利要求1至4中任意一項所述的體外定位標的定位配準方法，其特徵在於，定位配準方法步驟如下: 初步確定待測位置:判斷待測物的待測位置； 體外定位標定位階段:將第一組體外定位標的空腔內注入生理鹽水，直到將空腔注滿，並封住注射入口，根據初步確定的待測位置，再將定位標本體粘貼在待測物表面； 診斷級CT圖像採集階段:將待測物平放在螺旋CT床上，進行螺旋CT掃描，並獲得帶有第一組體外定位標的標點的CT圖像； 更換體外定位標:取下第一組體外定位標，將第二組體外定位標的空腔內注入放射性藥物18-F，並將第二組體外定位標固定在原第一組體外定位標固定的位置； SPECT模擬PET圖像採集階段:將帶有第二組體外定位標的待測物放入SPECT/CT掃描，並獲得帶有第二組體外定位標的標點的模擬PET圖像； CT圖像與模擬PET圖像融合階段:通過第一組體外定位標的標點與第二體外定位標的標點位置重合配準，將帶有第一組體外定位標的標點的CT圖像與帶有第二組體外定位標的標點的模擬PET圖像融合，並獲得清晰的配準後的圖像。
6.根據權利要求5所述的定位配準方法，其特徵在於，所述的步驟(2)中第一組體外定位標至少為三個。
7.根據權利要求5所述的定位配準方法，其特徵在於，所述的步驟(3)中CT掃描深度大於等於5mmο
【文檔編號】G06T7/00GK104490413SQ201410734260
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優先權日:2014年12月5日
【發明者】吳式琇, 李夏東 申請人:杭州市腫瘤醫院