[發(fā)明專利]一種用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811419277.2
• 申請(qǐng)日: 2018-11-26
• 公開（公告）號(hào): CN109589505B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏清陽;劉偉俊;戴甜甜;鄢章發(fā);黃鋼琴;胡裕林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61N5/10
• 分類號(hào): A61N5/10;A61B5/0205;A61B5/11
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：

對(duì)放射治療病人的治療過程進(jìn)行錄制；

將錄制的視頻的每一幀圖像劃分成若干個(gè)區(qū)域，其中，所述區(qū)域包括：臉部、胸部、放射治療部位和背景區(qū)域；

對(duì)劃分得到的每個(gè)區(qū)域進(jìn)行處理，確定放射治療病人的監(jiān)測(cè)指標(biāo)，其中，所述監(jiān)測(cè)指標(biāo)包括：心率信號(hào)、呼吸信號(hào)、不自主運(yùn)動(dòng)信號(hào)和放療機(jī)器出束信號(hào)；

其中，確定放射治療病人的呼吸信號(hào)包括：

提取每一幀圖像胸部區(qū)域的信號(hào)；

對(duì)提取的胸部區(qū)域的信號(hào)進(jìn)行濾波；

對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行放大、二值化處理，得到呼吸運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)；

根據(jù)時(shí)間域上呼吸運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)的變化得到放射治療病人的呼吸信號(hào)；

其中，所述根據(jù)時(shí)間域上呼吸運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)的變化得到放射治療病人的呼吸信號(hào)包括：

統(tǒng)計(jì)每一幀提取的呼吸運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)的灰度值之和，根據(jù)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)的峰值獲得點(diǎn)圖和擬合周期曲線圖，其中，擬合周期曲線圖的波動(dòng)用于描述放射治療病人的呼吸變化，其中，統(tǒng)計(jì)點(diǎn)為每一幀圖像前景點(diǎn)，峰值為灰度總值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述將錄制的視頻的每一幀圖像劃分成若干個(gè)區(qū)域包括：

通過級(jí)聯(lián)分類器在錄制的視頻的每一幀圖像中定位出放射治療病人的臉部、胸部、放射治療部位和背景區(qū)域。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，確定放射治療病人的心率信號(hào)包括：

提取每一幀圖像臉部區(qū)域的三通道顏色信號(hào)；

對(duì)提取的三通道顏色信號(hào)去相關(guān)性得到新的成分信號(hào)；

對(duì)得到的新的成分信號(hào)進(jìn)行帶通濾波后進(jìn)行傅立葉變換，將幅值最高時(shí)的頻率作為目標(biāo)心跳頻率，根據(jù)目標(biāo)心跳頻率與心率之間的關(guān)系，確定放射治療病人的心率信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述提取每一幀圖像臉部區(qū)域的三通道顏色信號(hào)包括：

對(duì)每一幀圖像的臉部區(qū)域進(jìn)行基色分離，得到每一幀圖像臉部區(qū)域的紅色、綠色、藍(lán)色三通道信號(hào)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，確定放射治療病人的不自主運(yùn)動(dòng)信號(hào)包括：

提取每一幀圖像放射治療部位的區(qū)域；

將放射治療部位的區(qū)域進(jìn)行拉普拉斯金字塔變換，提取出目標(biāo)信號(hào)；

將提取后的信號(hào)進(jìn)行放大、二值化處理，得到不自主運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)；

根據(jù)時(shí)間域上不自主運(yùn)動(dòng)的前景點(diǎn)的變化得到不自主運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述將放射治療部位的區(qū)域進(jìn)行拉普拉斯金字塔變換，提取出目標(biāo)信號(hào)包括：

將放射治療部位的圖像區(qū)域進(jìn)行低通子帶分解，并采用向上采樣的方式，將其與上一層圖像作對(duì)比，計(jì)算兩者之間的差值，得到分解的拉普拉斯金字塔；

將拉普拉斯金字塔圖像中最底層的Y通道的信號(hào)提取出來，作為目標(biāo)信號(hào)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，確定放射治療病人的放療機(jī)器出束信號(hào)包括：

將每一幀圖像的背景區(qū)域分離出來；

獲取每一幀圖像與其相鄰幀的差分圖像；

統(tǒng)計(jì)每一幀差分圖像中是否含有輻射亮斑；

根據(jù)出現(xiàn)輻射亮斑的幀數(shù)與視頻總幀數(shù)的比例確定錄像設(shè)備所處環(huán)境下的核輻射劑量率，其中，所述核輻射劑量率用于表征放療機(jī)器出束信號(hào)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于放射治療過程的多功能監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，獲取的每一幀圖像與其相鄰幀的差分圖像包括：每一幀圖像與其相鄰幀的前向差分圖像和后向差分圖像；

所述統(tǒng)計(jì)每一幀差分圖像中是否含有輻射亮斑包括：

將每一幀圖像的前向差分圖像與后向差分圖像合成一幀圖像；

判斷新合成的圖像的最大灰度值是否大于預(yù)設(shè)的灰度閾值，若大于，則當(dāng)前幀含有輻射亮斑，否則，當(dāng)前幀不含有輻射亮斑。