[發明專利]一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法

有效

• 申請號: 201710062445.6
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106902477B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 柏朋剛;高欽泉;倪曉雷;林紹輝;葉貴興
• 申請（專利權）人: 福建省腫瘤醫院;福州大學
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B6/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

1.一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法，其特征在于，按照如下步驟實現：

步驟S1：獲取待檢測宮頸癌內照射放療CT圖像、外照射放療CT圖像、內照射放療劑量分布以及外照射放療劑量分布；

步驟S2：通過非線性圖像配準將所述內照射放療CT圖像對應映射到所述外照射放療CT圖像上，獲取待檢測宮頸癌內外照射放療CT圖像間的變換關系；

步驟S3：利用該內外照射放療CT圖像間的變換關系作用于所述內照射放療劑量分布，將內照射放療劑量分布變換為等效的外照射放療劑量分布；并通過圖像融合將變換后等效的外照射放療劑量分布與所述外照射放療劑量分布進行融合，重建內外放療劑量的分布曲線，獲取待檢測宮頸癌腫瘤靶區及周圍危及器官在接受內外照射綜合治療過程中實際受到的放療總劑量；

其中，在所述步驟S2中，還包括如下步驟：

步驟S21：對所述內照射放療CT圖像以及所述外照射放療CT圖像進行去噪聲、重采樣處理；

步驟S22：記所述外照射放療CT圖像I和所述內照射放療CT圖像S上分別包括由N個標記點組成的兩組點集P和Q，以標記點為驅動的自由形變模型，由基于標記點的局部變換和基于圖像的局部變換組成，表示如下：

其中，兩種局部變換都采用基于B樣條的形變模型，基于圖像的局部變換矩陣根據D.Rueckert標準自由行變模型確定；以兩組點集P和Q為驅動的非線性變換函數，作為局部大形變區域的初始校正，在進行形變時，只有落在區域ROI內的點(x,y,z)∈ROI才會移動，而在ROI區域外的點則保持不動，落在ROI區域內的各個點的局部運動由三維立體B樣條的三維張量給出；為了使局部特征點的變換矩陣能夠作為下一步圖像非線性配準的輸入，其自由行變模型需要覆蓋整個的圖像空間Ω＝{(x,y,z)|0≤x≤X,0≤y≤Y,0≤z≤Z}，Φ表示為由n_x×n_y×n_z的組成網格的網格區域，記如下：

其中，B_l為均勻B樣條函數的第l基函數。

2.根據權利要求1所述的一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法，其特征在于，在所述步驟S1中，采用影像引導下放射治療，包括：影像引導下調強外照射及影像引導下三維后裝腔內近距離照射。

3.根據權利要求2所述的一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法，其特征在于，所述影像引導下調強外照射按照如下步驟實現：

步驟S111：患者固定體位；

步驟S112：獲取定位CT圖像；進行Philips大孔徑螺旋定位CT的4D掃描，且使用靜脈及口服造影劑；掃描范圍：至少胸椎T12下緣到股骨小轉子下緣下2cm,坐骨結節下2cm；掃描條件：圖像層間距為2.5mm，層厚為2.5mm；

步驟S113：勾畫靶區與設定劑量；宮頸腫瘤原發灶GTV-T，轉移性淋巴結GTV-N，子宮體、宮旁、部分陰道為CTV-T，相關淋巴結引流區為CTV-N，劑量予GTV-N 6160CGY/28F，CTV-T5040CGY/28F，CTV-N 5040CGY/28。

4.根據權利要求2所述的一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法，其特征在于，所述影像引導下三維后裝腔內近距離照射按照如下步驟實現：

步驟S121：患者固定體位,且與外照射體位一致；

步驟S122：植入施源器；在待檢測患者體內置入宮腔管矛和陰道施源器，進行內照射；

步驟S123：獲取定位CT圖像；進行Philips大孔徑螺旋定位CT的4D掃描，且使用靜脈及口服造影劑；掃描范圍：至少腰椎L5下緣到股骨小轉子下緣下2cm，坐骨結節下2cm：掃描條件：圖像層間距為2.5mm，層厚為2.5mm；

步驟S124：勾畫靶區與設定劑量：采用CT圖像進行近距離放療時，HR-CTV-CT包括宮頸+宮旁侵犯部分，宮頸的上緣為靜脈增強劑顯示的子宮血管上方lcm以上，處方劑量采用A點劑量。

5.根據權利要求1所述的一種宮頸癌內外放療劑量的非線性融合方法，其特征在于，在所述步驟S3中，還包括如下步驟：一個放療療程分多次進行，記通過內外照射獲取有N組放療CT圖像和放療劑量分布D(x)，且每組對應于一次治療片段；通過圖像配準將各個片段的內照射放療CT圖像映射到對應的外照射放療CT圖像上，以獲得對應的形變矩陣，并將所獲得的變換矩陣應用到對應的內外照射劑量分布上，最終通過圖像融合技術獲得累加后的放療總劑量D_Total(x)，其公式表示為：

其中，D_Total(x)為放療總劑量，D_j(x)為外照射放療劑量分布，D_i(T_i(x))為第i次內照射放療劑量分布經過變換后的結果。