[發明專利]三維圖像引導擺位的方法、系統、處理設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202110330501.6
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113041516B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 申國盛;李強;劉新國;戴中穎;金曉東;賀鵬博
• 申請（專利權）人: 中國科學院近代物理研究所
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;G06N3/04;G06N3/08;G06T7/12;G06T7/13
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 劉美麗

1.一種三維圖像引導擺位的方法，其特征在于包括：

將患者的3D-CT圖像集采用自動分割算法自動分割出組織器官和腫瘤靶區，并通過組織器官模型重建算法，重建患者治療計劃的組織器官和腫瘤靶區的輪廓數據；

基于患者的實時DR圖像，采用人工智能網絡算法生成患者的虛擬3D-CT圖像集，其中，人工智能網絡算法通過訓練驗證獲得，包括：使用DR成像設備拍攝患者的DR圖像，同時使用CT系統拍攝同一患者同一部位的3D-CT圖像，使該患者的DR圖像和3D-CT圖像一一對應，建立DR圖像及與之對應的3D-CT圖像數據集；將建立的數據集中部分數據作為訓練數據集，另一部分作為驗證數據集，構建神經網絡模型進行訓練驗證，并通過運算不斷迭代獲得人工智能網絡的權重及參數，進而獲得訓練好的人工智能網絡模型；將患者的虛擬3D-CT圖像集采用自動分割算法自動分割出虛擬組織器官和腫瘤靶區，并通過組織器官模型重建算法，重建患者的虛擬組織器官和腫瘤靶區輪廓數據；

將患者治療計劃的組織器官和腫瘤靶區輪廓數據和虛擬組織器官和腫瘤靶區輪廓數據進行配準，輸出患者擺位偏移量參數，判斷偏移量參數是否符合放射治療條件：如果不符合，則引導患者重新擺位；如果符合條件，則完成擺位。

2.根據權利要求1所述的三維圖像引導擺位的方法，其特征在于，患者的實時DR圖像通過采用DR成像設備進行獲取。

3.根據權利要求2所述的三維圖像引導擺位的方法，其特征在于，所述DR成像設備包括一套X射線源及與之對應的成像平板；

所述X射線源安裝在治療室頂部，所述成像平板安裝在治療室地面部分，各自使用小角度軌道進行運動；或者，

所述X射線源和成像平板使用C型臂連接整體進行小角度運動。

4.根據權利要求1所述的三維圖像引導擺位的方法，其特征在于，自動分割算法采用基于深度學習卷積神經網絡模型，能夠根據輸入的CT圖像自動分割出組織器官及腫瘤靶區。

5.根據權利要求1所述的三維圖像引導擺位的方法，其特征在于，組織器官重建算法能夠重建出所有或者指定組織器官的3D模型，并能夠對不同的組織器官進行不同顏色和模態的渲染顯示，便于使用者觀察分辨操作。

6.根據權利要求1所述的三維圖像引導擺位的方法，其特征在于，配準采用組織器官配準算法進行手動和/或自動3D模型配準。

7.一種三維圖像引導系統，其特征在于，該系統包括：

器官重建單元，被配置為將患者的3D-CT圖像集采用自動分割算法自動分割出組織器官和腫瘤靶區，并通過組織器官模型重建算法，重建患者治療計劃的組織器官和腫瘤靶區的輪廓數據；

虛擬圖像生成單元，基于患者的實時DR圖像，采用人工智能網絡算法生成患者的虛擬3D-CT圖像集，其中，人工智能網絡算法通過訓練驗證獲得，包括：使用DR成像設備拍攝患者的DR圖像，同時使用CT系統拍攝同一患者同一部位的3D-CT圖像，使該患者的DR圖像和3D-CT圖像一一對應，建立DR圖像及與之對應的3D-CT圖像數據集；將建立的數據集中部分數據作為訓練數據集，另一部分作為驗證數據集，構建神經網絡模型進行訓練驗證，并通過運算不斷迭代獲得人工智能網絡的權重及參數，進而獲得訓練好的人工智能網絡模型；

虛擬器官重建單元，將患者的虛擬3D-CT圖像集采用自動分割算法自動分割出虛擬組織器官和腫瘤靶區，并通過組織器官模型重建算法，重建患者的虛擬組織器官和腫瘤靶區輪廓數據；

擺位判斷單元，將患者治療計劃的組織器官和腫瘤靶區輪廓數據和虛擬組織器官和腫瘤靶區輪廓數據進行配準，輸出患者擺位偏移量參數，判斷偏移量參數是否符合放射治療條件：如果不符合，則引導患者重新擺位；如果符合條件，則完成擺位。

8.一種處理設備，所述處理設備至少包括處理器和存儲器，所述存儲器上存儲有計算機程序，其特征在于，所述處理器運行所述計算機程序時執行以實現根據權利要求1到6任一項所述三維圖像引導擺位的方法。

9.一種計算機存儲介質，其特征在于，其上存儲有計算機可讀指令，所述計算機可讀指令可被處理器執行以實現權利要求1到6任一項所述三維圖像引導擺位的方法。