[發(fā)明專利]基于法向量的靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法及計算設備

在審

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• 申請日: 2022-11-22
• 公開（公告）號: CN115690091A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設計）人: 張宗豪;鞠垚;姚毅
• 申請（專利權）人: 蘇州雷泰醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/12;G06T5/50
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 黃麗莉

本發(fā)明公開一種基于法向量的靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法及計算設備，其通過外法線方向確定外擴內縮點，考慮了空間上靶區(qū)體積擴張時各層間相互影響關系，使靶區(qū)體積外擴內縮后得到的輪廓更加符合實際形狀，進一步提高了適形度，能夠實現對各種復雜靶區(qū)體積輪廓擴張，且勾畫速度快，過程簡單。

技術領域

本發(fā)明涉及一種外擴內縮域，具體涉及一種基于法向量的靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法及計算設備。

背景技術

隨著放射治療技術的發(fā)展調強放射治療方式逐漸興起，調強放射治療需要使劑量分布在三維方向上與靶區(qū)形狀相似一致，盡可能減少對靶區(qū)周圍正常組織的照射劑量。而在放射治療計劃系統(tǒng)(TPS)中是否可以準確勾畫出靶區(qū)輪廓邊界，將直接影響放射治療的結果和效果。在放射治療過程中，射線照射腫瘤的過程就類似于打靶的過程。在靶區(qū)勾畫時，常常會遇到腫瘤區(qū)(Gross Target Volume,GTV)、臨床靶區(qū)(Clinical Target Volume,CTV)、計劃靶區(qū)(Planning Target Volume,PTV)。在放射治療計劃系統(tǒng)(TPS)的勾畫功能中，GTV輪廓擴張可以依據設定的邊界距離自動生成CTV、PTV，與之前手動勾畫相比可以大幅度地減少時間并提高輪廓的勾畫精度。

靶區(qū)輪廓實際上是由一組有序點構成的無規(guī)則多邊形。

在平面上，常用的外擴內縮方法是直接對多邊形邊界上的點進行前后左右移動，但通過這種方法得到的外擴內縮點有時會超過預先設定的外擴內縮范圍，導致靶區(qū)體積輪廓外擴內縮不精準。

在空間上，最簡單常用的外擴內縮方法是對分別對一層輪廓進行外擴內縮，然后直接構成空間上外擴內縮輪廓，未考慮空間上各層輪廓擴張時的相互影響關系，導致在空間上外擴內縮形狀差距與實際較大。而借用圖像處理技術進行靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法，實現較為繁瑣。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種基于法向量的靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法及計算設備。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：

一方面，本發(fā)明公開一種基于法向量的靶區(qū)體積輪廓的外擴內縮方法，包括以下步驟：

S1：獲取數據，通過對所有影響層上的輪廓以及預先輸入外擴內縮參數信息的提取，獲得需要執(zhí)行外擴內縮的所有層輪廓信息、CT層信息以及上、下、前、后、左、右六個方向上的外擴內縮參數值；

其中，參數值均為實數；

當參數值取正數時，表示為外擴；

當參數值取負數時，表示為內縮；

當參數值取零值時，表示既不外擴也不內縮；

S2：一層輪廓進行外擴內縮，對所有層輪廓信息中的其中一層輪廓按照前、后、左、右四個方向上的參數值執(zhí)行外擴內縮，獲得經外擴內縮后的新輪廓信息；

S3：CT層外擴內縮，對該層輪廓重新外擴內縮并將獲取到的新輪廓保存至受影響的CT層上，實現靶區(qū)輪廓的精確勾畫；

進一步，S2具體包括以下步驟：

S2.1：獲取輪廓上全部點，并對由全部點組成的點集進行重新排序，判斷全部點圍成的區(qū)域面積是否大于零；

若大于零，則進行順時針排序；

否則，進行逆時針排序；

S2.2：以輪廓上每個點為原點，按照前、后、左、右四個方向劃分成四個象限，根據S2.1重新排序后得到的點集，計算每點外法線方向以及每點沿外法線方向的偏移量，通過外法線方向確定該點所在的象限，從而計算得到沿外法線方向對應的外擴內縮點；

S2.3：提取點集中每個點對應的外擴內縮點，依次勾畫連接所有點，得到的輪廓作為外擴內縮的輪廓。