一種體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種圖像配準(zhǔn)，尤其是涉及一種體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法。該體外定位標(biāo)，包括定位標(biāo)本體，所述的定位標(biāo)本體內(nèi)部設(shè)置有用于容納液體的空腔，定位標(biāo)本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標(biāo)本體各處的壁厚均相等。該定位配準(zhǔn)方法是通過(guò)體外定位標(biāo)產(chǎn)生標(biāo)點(diǎn)重合定位配準(zhǔn)。本發(fā)明具有能夠使放射治療專用的SPECT模擬PET圖像和異機(jī)CT圖像精確配準(zhǔn)定位、配準(zhǔn)效率高、融合質(zhì)量高等有益效果，主要應(yīng)用于試驗(yàn)，也可以應(yīng)用于腫瘤位置的定位。
【專利說(shuō)明】一種體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種圖像配準(zhǔn)，尤其是涉及一種體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]8^201/01可實(shí)現(xiàn)模擬？21顯像，然而由于其同機(jī)自帶的管電流較低，所得到的01圖像無(wú)法達(dá)到診斷級(jí)水平，僅能作為衰減校正和大致定位，同機(jī)融合圖像的質(zhì)量欠佳，不能用于靶區(qū)勾畫(huà)和腫瘤定位。由于大部分醫(yī)院已經(jīng)擁有16排甚至是64排的高分辨率螺旋01，如何有效利用已有的診斷級(jí)圖像，實(shí)現(xiàn)模擬？21功能影像與高質(zhì)量0丁圖像的有機(jī)結(jié)合是沒(méi)有配備大型腫瘤放射治療中心急需解決的一個(gè)問(wèn)題。
01和非同機(jī)的圖像融合的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是兩個(gè)不同圖像結(jié)構(gòu)的配準(zhǔn)問(wèn)題，圖像配準(zhǔn)的兩個(gè)基本方法就是“內(nèi)部固有解剖特征結(jié)構(gòu)定位”法和“外部參照系統(tǒng)定位”法。
[0003]目前已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)將診斷級(jí)口的01(1)1格式傳輸至核醫(yī)學(xué)科工作站，以？￡1顯像時(shí)采集的同機(jī)圖像做為橋梁與16排圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，利用專用圖像融合軟件以骨的定位作為主要的參考方式，對(duì)異機(jī)圖像進(jìn)行平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等轉(zhuǎn)換定位操作，使兩套圖像在空間位置和解剖結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確對(duì)位，同時(shí)完成模擬與異機(jī)的圖像融合，該方法存在以下局限性:(1)該方法只局限于在核醫(yī)學(xué)工作站中進(jìn)行匹配，匹配完成后的圖像難以進(jìn)一步處理進(jìn)行放射治療需要的靶區(qū)勾畫(huà)和腫瘤定位功能。模擬形成的
丁圖像和圖像不能共享坐標(biāo)系傳輸至放射治療計(jì)劃系統(tǒng)，難以在放射治療專用的計(jì)劃系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)異機(jī)的模擬？￡1圖像和高質(zhì)量診斷級(jí)的融合，使得的功能影像圖像不能被放射治療采用43)采用體內(nèi)解剖位置配準(zhǔn)的方法對(duì)配準(zhǔn)系統(tǒng)的軟件要求和工作人員的要求相對(duì)較高，配準(zhǔn)結(jié)果存在較大的標(biāo)準(zhǔn)偏差和操作者間的個(gè)體差異。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種能夠使放射治療專用的模擬丁圖像和異機(jī)圖像精確配準(zhǔn)定位、配準(zhǔn)效率高、融合質(zhì)量高的體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法。
[0005]本發(fā)明的目的主要是通過(guò)下述方案得以實(shí)現(xiàn)的:一種體外定位標(biāo)，包括定位標(biāo)本體，所述的定位標(biāo)本體內(nèi)部設(shè)置有用于容納液體的空腔，定位標(biāo)本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標(biāo)本體各處的壁厚均相等。體外定位標(biāo)用于固定在待測(cè)物表面，通過(guò)'設(shè)備掃描或者通過(guò)3？%！'設(shè)備掃描，能夠在獲得圖像上得到標(biāo)點(diǎn)，使體外定位標(biāo)成為兩個(gè)互不兼容的圖像共同的配準(zhǔn)點(diǎn)。定位標(biāo)本體內(nèi)部設(shè)置空腔，空腔內(nèi)能夠容納不同的液體，根據(jù)掃描設(shè)備的需求設(shè)置不同的液體，能夠保證在獲得圖像上得到清晰的標(biāo)點(diǎn)。定位標(biāo)本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，利用注射器向空腔內(nèi)注射相應(yīng)的液體，以滿足掃描成像的需求。
[0006]作為優(yōu)選，所述的定位標(biāo)本體呈球狀。定位標(biāo)本體呈球狀，能夠在獲得的圖像上得到圓形標(biāo)點(diǎn)，利用圓形標(biāo)點(diǎn)圓心重合，對(duì)圖像和模擬？￡1圖像進(jìn)行配準(zhǔn)、融合，配準(zhǔn)精度高，效率高。
[0007]所述的定位標(biāo)本體也可以呈柱狀結(jié)構(gòu)，定位標(biāo)本體的斷面呈多邊形。定位標(biāo)本體也可以呈柱狀結(jié)構(gòu)，柱狀結(jié)構(gòu)的平面更容易貼合固定在待測(cè)物上，定位標(biāo)本體的斷面呈多邊形，即圖像上得到的標(biāo)點(diǎn)與定位標(biāo)本體的斷面形狀相同為多邊形，兩個(gè)多邊形重合時(shí)，不僅需要對(duì)準(zhǔn)中心，還需要對(duì)準(zhǔn)各個(gè)邊角，防止兩個(gè)圖像水平轉(zhuǎn)動(dòng)，降低配準(zhǔn)誤差，配準(zhǔn)精度
[0008]作為優(yōu)選，所述的定位標(biāo)本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111。定位標(biāo)本體的尺寸過(guò)大，容易造成標(biāo)點(diǎn)尺寸過(guò)大，不便于配準(zhǔn)；而定位標(biāo)本體的尺寸過(guò)小，容易產(chǎn)生偽影。定位標(biāo)本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111，既能夠準(zhǔn)確配準(zhǔn)，又能夠避免偽影。
[0009]一種應(yīng)用上述體外定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法，定位配準(zhǔn)方法步驟如下:
初步確定待測(cè)位置:判斷待測(cè)物的待測(cè)位置；
體外定位標(biāo)定位階段:將第一組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入生理鹽水，直到將空腔注滿，并封住注射入口，根據(jù)初步確定的待測(cè)位置，再將定位標(biāo)本體粘貼在待測(cè)物表面；
診斷級(jí)圖像采集階段:將待測(cè)物平放在螺旋床上，進(jìn)行螺旋掃描，并獲得帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的圖像；
更換體外定位標(biāo):取下第一組體外定位標(biāo)，將第二組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入放射性藥物18-？，并將第二組體外定位標(biāo)固定在原第一組體外定位標(biāo)固定的位置；
8？201模擬圖像采集階段:將帶有第二組體外定位標(biāo)的待測(cè)物放入丁掃描，并獲得帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬圖像；
01圖像與模擬？￡1圖像融合階段:通過(guò)第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)與第二體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)位置重合配準(zhǔn)，將帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的圖像與帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬圖像融合，并獲得清晰的配準(zhǔn)后的圖像。
[0010]應(yīng)用體外定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法，不僅可以應(yīng)用于臨床確定患者腫瘤位置，也可以應(yīng)用于試驗(yàn)。待測(cè)物可以是患者，也可以是試驗(yàn)用物體。利用定位配準(zhǔn)方法能夠?qū)?圖像和模擬？21圖像融合，獲得更加清晰的圖像，能夠勾畫(huà)腫瘤的精確位置。模擬？￡1圖像采集階段，將第二組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入放射性藥物18-？，能夠在3？%！'模擬？￡1圖像上得到第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)。將第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)與第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)重合、配準(zhǔn)，得到更清晰的圖像。采用體外定位坐標(biāo)系統(tǒng)作為外特征點(diǎn)的目標(biāo)形狀分析，將外部坐標(biāo)點(diǎn)在三維空間上包繞腫瘤的三維邊界在體表投影，使具有腫瘤的感興趣區(qū)域的解剖點(diǎn)得到最大程度地配準(zhǔn)，而非感興趣區(qū)域部作為非配準(zhǔn)重點(diǎn)，從而減少配準(zhǔn)軟件的系統(tǒng)開(kāi)銷(xiāo)，在治療計(jì)劃系統(tǒng)中達(dá)到快速、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的圖像配準(zhǔn)效果，為放射治療靶區(qū)勾畫(huà)和定位提供指導(dǎo)。
[0011]作為優(yōu)選，所述的步驟(2)中第一組體外定位標(biāo)至少為三個(gè)。第一組體外定位標(biāo)至少為三個(gè)，同理，第二組體外定位標(biāo)的個(gè)數(shù)和位置與第一組體外定位標(biāo)匹配，標(biāo)點(diǎn)太少容易導(dǎo)致配準(zhǔn)誤差大，標(biāo)點(diǎn)太多容易造成圖像混亂。而在判斷腫瘤位置時(shí)，根據(jù)腫瘤在人體的位置不同，設(shè)置的體外定位標(biāo)的個(gè)數(shù)和位置也不同。頭頸部腫瘤定位法:雙側(cè)耳蝸，環(huán)狀軟骨下窩；胸部腫瘤定位法:環(huán)狀軟骨下窩、簡(jiǎn)圖上、雙側(cè)腋窩；腹部腫瘤定位法:劍突上、第三腰椎下、雙側(cè)腹股溝，涵蓋了身體所有位置腫瘤的圖像采集和定位要求。
[0012]作為優(yōu)選，所述的步驟(3)中(:1掃描深度大于等于掃描深度大于等于保證獲得的圖像清晰，且第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)無(wú)偽影。
[0013]因此，本發(fā)明的一種體外定位標(biāo)以及應(yīng)用該定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法具備下述優(yōu) ? 0

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖1是本發(fā)明中體外定位標(biāo)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明中待測(cè)物的斷面示意圖；
附圖3是本發(fā)明中待測(cè)物第一方向的圖像的示意圖；
附圖4是本發(fā)明中待測(cè)物第二方向的圖像的示意圖；
附圖5是本發(fā)明中待測(cè)物第三方向的圖像的示意圖；
附圖6是本發(fā)明中待測(cè)物第一方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖7是本發(fā)明中待測(cè)物第二方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖8是本發(fā)明中待測(cè)物第三方向的模擬？21圖像的示意圖；
附圖9是本發(fā)明中待測(cè)物第一方向的圖像和模擬？21的圖像配準(zhǔn)后的圖像的不意圖；
附圖10是本發(fā)明中待測(cè)物第二方向的圖像和模擬？￡1的圖像配準(zhǔn)后的圖像的不意圖；
附圖11是本發(fā)明中待測(cè)物第三方向的圖像和模擬？￡1的圖像配準(zhǔn)后的圖像的不意圖；
附圖12是本發(fā)明中定位配準(zhǔn)方法流程圖。
[0015]圖示說(shuō)明:1-定位標(biāo)本體，2-空腔，3-待測(cè)物，4-待測(cè)物圖像，5-待測(cè)物3？%丁模擬？￡1圖像，6-待測(cè)物配準(zhǔn)后的圖像，7-第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)，8-第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)，9-體外定位標(biāo)配準(zhǔn)后的標(biāo)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。
[0017]實(shí)施例1:如圖1所示，一種體外定位標(biāo)，包括定位標(biāo)本體1，定位標(biāo)本體呈球狀。定位標(biāo)本體內(nèi)部設(shè)置有用于容納液體的空腔2，定位標(biāo)本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標(biāo)本體各處的壁厚均相等。定位標(biāo)本體的外壁最大尺寸為15111111-22111111，本實(shí)施例優(yōu)選為
20.5臟0
[0018]定位配準(zhǔn)方法如圖12所示，步驟如下:
初步確定待測(cè)位置:判斷待測(cè)物的待測(cè)位置；如圖2所示，在待測(cè)物3上粘貼固定定位標(biāo)本體1。
[0019]體外定位標(biāo)定位階段:將第一組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入生理鹽水，直到將空腔注滿，并封住注射入口，根據(jù)初步確定的待測(cè)位置，再將定位標(biāo)本體粘貼在待測(cè)物表面。
[0020]診斷級(jí)圖像采集階段:將待測(cè)物平放在螺旋床上，進(jìn)行螺旋掃描，并獲得帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的圖像，如圖3、4、5所示，圖像上掃描得出待測(cè)物0丁圖像4以及與定位標(biāo)本體位置相對(duì)應(yīng)的第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)7。
[0021]更換體外定位標(biāo):取下第一組體外定位標(biāo)，將第二組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入放射性藥物18-？，并將第二組體外定位標(biāo)固定在原第一組體外定位標(biāo)固定的位置。
[0022]8？201模擬圖像采集階段:將帶有第二組體外定位標(biāo)的待測(cè)物放入丁掃描，并獲得帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬圖像；如圖6、7、8所示，8？201模擬？已丁圖像上掃描得出待測(cè)物模擬？21圖像5，以及與定位標(biāo)本體位置相對(duì)應(yīng)的第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)8。
[0023]01圖像與模擬？21圖像融合階段:通過(guò)第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)與第二體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)位置重合配準(zhǔn)，將帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的圖像與帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬？￡1圖像融合，并獲得清晰的配準(zhǔn)后的圖像。如圖9、10、11所示，通過(guò)第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)和第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的配準(zhǔn)，將圖像和模擬丁圖像融合，得出更加清晰的待測(cè)物配準(zhǔn)后的圖像6以及體外定位標(biāo)配準(zhǔn)后的標(biāo)點(diǎn)9。
[0024]如圖9、10、11所示，將圖像和模擬？21圖像融合后的圖像，能夠更加清晰的顯示待測(cè)物配準(zhǔn)后的圖像，偽影范圍減小，陰影更加清晰。利用這種方法能夠應(yīng)用在試驗(yàn)中，也可以應(yīng)用在處理腫瘤圖像判斷腫瘤位置，配準(zhǔn)精度高，效率高。本方法不是以直接獲得診斷結(jié)果為目的，只是對(duì)已獲得的中間結(jié)果的信息進(jìn)行處理的方法。
[0025]本發(fā)明中的定位標(biāo)本體的形狀不限于圓形，也可以是柱狀，橫截面可以為三角形、四邊形、十字形等多邊形。在初步判斷腫瘤位置后，根據(jù)腫瘤在人體的位置不同，設(shè)置的體外定位標(biāo)的個(gè)數(shù)和位置也不同。頭頸部腫瘤定位法:雙側(cè)耳蝸，環(huán)狀軟骨下窩；胸部腫瘤定位法:環(huán)狀軟骨下窩、簡(jiǎn)圖上、雙側(cè)腋窩；腹部腫瘤定位法:劍突上、第三腰椎下、雙側(cè)腹股溝，涵蓋了身體所有位置腫瘤的圖像采集和定位要求。
[0026]應(yīng)理解，該實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種體外定位標(biāo)，其特征在于，包括定位標(biāo)本體，所述的定位標(biāo)本體內(nèi)部設(shè)置有用于容納液體的空腔，定位標(biāo)本體的外壁能夠被注射器針頭刺穿，定位標(biāo)本體各處的壁厚均相等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外定位標(biāo)，其特征在于，所述的定位標(biāo)本體呈球狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的體外定位標(biāo)，其特征在于，所述的定位標(biāo)本體呈柱狀結(jié)構(gòu)，定位標(biāo)本體的斷面呈多邊形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的體外定位標(biāo)，其特征在于，所述的定位標(biāo)本體的外壁最大尺寸為15mm-22mm。
5.—種應(yīng)用根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的體外定位標(biāo)的定位配準(zhǔn)方法，其特征在于，定位配準(zhǔn)方法步驟如下: 初步確定待測(cè)位置:判斷待測(cè)物的待測(cè)位置； 體外定位標(biāo)定位階段:將第一組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入生理鹽水，直到將空腔注滿，并封住注射入口，根據(jù)初步確定的待測(cè)位置，再將定位標(biāo)本體粘貼在待測(cè)物表面； 診斷級(jí)CT圖像采集階段:將待測(cè)物平放在螺旋CT床上，進(jìn)行螺旋CT掃描，并獲得帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的CT圖像； 更換體外定位標(biāo):取下第一組體外定位標(biāo)，將第二組體外定位標(biāo)的空腔內(nèi)注入放射性藥物18-F，并將第二組體外定位標(biāo)固定在原第一組體外定位標(biāo)固定的位置； SPECT模擬PET圖像采集階段:將帶有第二組體外定位標(biāo)的待測(cè)物放入SPECT/CT掃描，并獲得帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬PET圖像； CT圖像與模擬PET圖像融合階段:通過(guò)第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)與第二體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)位置重合配準(zhǔn)，將帶有第一組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的CT圖像與帶有第二組體外定位標(biāo)的標(biāo)點(diǎn)的模擬PET圖像融合，并獲得清晰的配準(zhǔn)后的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述的步驟(2)中第一組體外定位標(biāo)至少為三個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定位配準(zhǔn)方法，其特征在于，所述的步驟(3)中CT掃描深度大于等于5mmο
【文檔編號(hào)】G06T7/00GK104490413SQ201410734260
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月5日
【發(fā)明者】吳式琇, 李夏東 申請(qǐng)人:杭州市腫瘤醫(yī)院