[發(fā)明專利]一種在放療過程中追蹤腫瘤位置變化的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010730577.3
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111785349B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁雙虎;李瑋;關(guān)甜;韓毅;李莉;劉寧;趙芬;袁朔;于金明
• 申請（專利權(quán)）人: 山東省腫瘤防治研究院（山東省腫瘤醫(yī)院）;山東大學(xué)
• 主分類號: G16H20/40
• 分類號: G16H20/40;G16H30/00;G06T7/73;G06N3/04;G06N3/08;A61N5/10
• 代理公司: 北京知匯林知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11794
• 代理人: 董濤

一種在放療過程中追蹤腫瘤位置變化的方法，該方法包括以下步驟：采集人體四個標準體位的核磁共振姿勢拍攝圖像，獲取人體各個主要姿態(tài)時的腫瘤位置，建立人體腫瘤位置的數(shù)據(jù)庫，使用旋轉(zhuǎn)法得到大量訓(xùn)練樣本，并使用cnn卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行識別和計算；通過獲取當前人體在某種姿勢時腫瘤位置，對比病人此時體位與標準體位的位姿變化，在三維模型中檢索對比此時腫瘤的位置，判斷當前根據(jù)三維模型預(yù)測的腫瘤位置與核磁共振所拍攝的腫瘤實際位置所在的誤差e，基于誤差對模型追蹤的精度進行調(diào)整，以達到可以在人體的姿態(tài)和擺位的變化時能夠根據(jù)圖像精確地追蹤腫瘤的位置變化，經(jīng)過標定消除位置追蹤所存在的誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及腫瘤位置追蹤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在放療過程中由于人體的姿態(tài)和擺位的變化而造成腫瘤位置變化的追蹤技術(shù)。

背景技術(shù)

在傳統(tǒng)的放射治療中，確定有放療指征后，由醫(yī)生、物理師和技師根據(jù)患者具體情況選擇和制作固定模具(保證每次放療時良好的體位重復(fù)性，并盡量使患者感覺舒適，減少體位變動誤差對精確放療的影響，保證準確的放療)。一般情況下，CT掃描完成后，將影像數(shù)據(jù)傳輸至放療科計劃系統(tǒng)。頭頸部腫瘤患者選擇可塑面膜或頭頸肩膜固定，而胸腹部腫瘤患者選擇負壓成型袋或體膜固定，乳腺放療使用乳腺托架，體位固定完成后，需要進行放療模擬掃描定位來獲取患者腫瘤及其周圍器官組織詳細的影像數(shù)據(jù)。

由物理師將圖像導(dǎo)入計劃系統(tǒng)，進行初步的影像數(shù)據(jù)處理，保證圖像高質(zhì)量，醫(yī)師準確勾畫靶區(qū)。影像數(shù)據(jù)經(jīng)過初步的處理后，由醫(yī)師勾畫放療病灶靶區(qū)和需保護的重要器官組織輪廓圖，精確放療靶區(qū)包括GTV(CT/MRI檢查等顯示的腫瘤輪廓)、CTV(包括GTV和腫瘤可能侵犯的亞臨床灶)、PTV(考慮了患者器官運動和擺位誤差的CTV)。

依照計劃系統(tǒng)給出的腫瘤中心位置，找出對應(yīng)的體表標志作為放療時擺位的依據(jù)。射野驗證:指在確定放療中心位置后，利用模擬機拍攝X光片，核對中心位置、每個照射野形狀、入射角度和射野大小等是否正確，可將位置誤差控制在2～3mm以內(nèi)。劑量驗證:由物理師通過人體仿真體模，比較實體內(nèi)所接受的射線照射劑量與計劃系統(tǒng)所設(shè)計的照射劑量是否一致。

放射治療一般由2位技師共同完成，先在操作室核對治療參數(shù)，然后在機房內(nèi)進行擺位，按照標記線擺好病人，加入擋塊，楔形板等需要的輔助器材，向患者交代好遇到不舒服不能耐受時可舉手示意等注意事項之后就可以離開機房并關(guān)閉鉛門。治療中開啟病人監(jiān)視系統(tǒng)，密切監(jiān)視病人體位是否移動，如果發(fā)現(xiàn)病人體位移動或發(fā)出求助信息，應(yīng)立即停止治療并做相應(yīng)處理，糾正后再行照射。放療(一般1天1次，1周治療5天，大概4-6周完成治療)。

需要特別說明的是:第一次擺位為了確保以后每次治療精確需要仔細驗證，可能需要的時間會長些，但是一般都能堅持，以后治療時間會短一些，普通放療一般幾分鐘，復(fù)雜的適形調(diào)強放療可能超過20分鐘，放療期間要注意保護身上畫的各種標記，不能擦洗掉，否則需要重新定位。

發(fā)明人在研發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)，目前放射治療的過程中雖然能夠確定腫瘤的位置并根據(jù)位置確定治療區(qū)域，但是病人在放射治療的過程中需要各種夾具和托架，進行體姿和擺位的固定，并且在放療過程中對病人體姿的精度要求較高，病人必須長期保持一個固定姿態(tài)，否則就要立即停止治療并做相應(yīng)處理，在糾正后重新治療，這對病人本身就有很大的難度，并且對治療效果和效率也有較大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種在放療過程中由于人體的姿態(tài)和擺位的變化而造成腫瘤位置變化的追蹤技術(shù)，該技術(shù)可以在人體的姿態(tài)和擺位發(fā)生變化時，能追蹤到腫瘤的實時位置，提高放療過程的治療效率，提高對腫瘤放射治療的準確率，減少了病人治療過程中的痛苦體驗。

本發(fā)明所提供的一種在放療過程中由于人體的姿態(tài)和擺位的變化而造成腫瘤位置變化的追蹤技術(shù)的技術(shù)方案是：

一種在放療過程中由于人體的姿態(tài)和擺位的變化而造成腫瘤位置變化的追蹤技術(shù)，該方法包括以下步驟：