[發(fā)明專利]一種體素合并方法及相關裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211062476.9
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115131376A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 顧龍;蘇興康
• 申請（專利權）人: 蘭州大學
• 主分類號: G06T7/11
• 分類號: G06T7/11;G06T7/00;G06T7/187;G06T17/00;G06V10/25
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權代理有限公司 11227
• 代理人: 付麗

本申請公開了一種體素合并方法及相關裝置，包括：獲取人體醫(yī)學圖像；根據(jù)人體醫(yī)學圖像，獲取人體醫(yī)學圖像的體素信息；根據(jù)體素信息，構建初始三維體素模型；將初始三維體素模型劃分為非感興趣區(qū)域和感興趣區(qū)域；根據(jù)非感興趣區(qū)域的體素的材料號的梯度變化，將非感興趣區(qū)域的體素進行合并。由此可見，本申請針對不同的區(qū)域采用不同的合并手段，非感興趣區(qū)域中的體素的合并，考慮了體素之間的組織密度差異；感興趣區(qū)域中的體素保留初始單位體素，基于上述合并方法形成的三維體素模型計算出的人體劑量分布，可以保證中光子的輸運模擬的準確性，同時減少計算時間。

技術領域

本申請涉及圖像處理領域，特別是涉及一種體素合并方法及相關裝置。

背景技術

根據(jù)已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，癌癥已經(jīng)成為嚴重威脅人類健康的主要公共衛(wèi)生問題之一，近十幾年來癌癥的發(fā)病率和死亡率均呈持續(xù)上升態(tài)勢。硼中子俘獲治療（BoronNeutron Capture Therapy，BNCT）作為一種能夠精準殺死癌細胞的放射治療方法，是國際最具前景的癌癥治療手段之一。硼中子俘獲治療是通過注射含硼（¹⁰B）藥物，使得硼（¹⁰B）集中于患者的腫瘤細胞中，再用中子照射患者的含硼（¹⁰B）腫瘤細胞。硼俘獲中子后，產(chǎn)生次級粒子的能量引起周圍細胞的嚴重損傷，從而殺死腫瘤細胞。硼中子俘獲治療既可以實現(xiàn)局域的中子照射，又能對特定的靶向細胞作用，具有高線性能量轉移（Linear EnergyTransfer, LET）、較高的相對生物學效應（Relative Biological Effectiveness, RBE）和較低的成本等特點，使其成為當今國際上一種先進有效的癌癥放射治療方法。

在硼中子俘獲治療中，采用的中光子束流的強度會直接影響硼中子捕獲治療的有效性和安全性，因為中光子束流過強會對人體正常組織產(chǎn)生較大傷害；中光子束流過弱，會導致照射時間過長，不利于硼中子捕獲治療。所以中光子束流強度的選擇在硼中子俘獲治療中至關重要。中光子束流的強度一般通過模擬中光子輸運過程得到的，其中模擬中光子輸運過程其實就是模擬中子或光子進入人體后，中光子與人體中的原子核發(fā)生什么樣的反應，發(fā)生反應之后中光子的運動方向、中光子的能量等數(shù)據(jù)，最后模擬得到中光子到達癌細胞的通量，根據(jù)模擬中光子輸運過程，為后續(xù)硼中子俘獲治療采用的中光子束流強度起指導作用。

在模擬中光子輸運過程中，人體中的劑量分布計算至關重要，關系到模擬的中光子輸運過程的準確性，從而影響后續(xù)硼中子俘獲治療的有效性和安全性。人體的劑量分布計算通常采用三維體素模型，通過正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET/CT)獲取的人體醫(yī)學圖像，根據(jù)病人醫(yī)學影像構建出患者的初始三維體素模型，將非感興趣區(qū)域的體素以同一比例進行合并，感興趣區(qū)域的體素不進行合并后，構成三維體素模型，基于上述三維體素模型，計算人體劑量分布。根據(jù)上述人體劑量分布不能保證在準確地模擬中光子的輸運過程的同時，減少計算時間。

發(fā)明內(nèi)容

本申請?zhí)峁┝艘环N體素合并方法及相關裝置，基于本申請所提供的體素合并方法形成的三維體素模型計算出的人體劑量分布，可以在保證中光子的輸運模擬的準確性的同時，減少計算時間。

本申請實施例公開了如下技術方案：

第一方面，本申請公開了一種體素合并方法，其特征在于，包括：

獲取人體醫(yī)學圖像；

根據(jù)所述人體醫(yī)學圖像，獲取所述人體醫(yī)學圖像的體素信息；

根據(jù)所述體素信息，構建初始三維體素模型；

將所述初始三維體素模型劃分為非感興趣區(qū)域和感興趣區(qū)域；

根據(jù)所述非感興趣區(qū)域的體素的材料號的梯度變化，將所述非感興趣區(qū)域的體素進行合并。

可選的，將所述非感興趣區(qū)域的體素進行合并，包括：

將所述非感興趣區(qū)域的體素合并為一個或多個長方體。

可選的，將所述非感興趣區(qū)域的體素合并為一個或多個長方體，包括：