一种体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法
【专利摘要】本发明涉及一种图像配准，尤其是涉及一种体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法。该体外定位标，包括定位标本体，所述的定位标本体内部设置有用于容纳液体的空腔，定位标本体的外壁能够被注射器针头刺穿，定位标本体各处的壁厚均相等。该定位配准方法是通过体外定位标产生标点重合定位配准。本发明具有能够使放射治疗专用的SPECT模拟PET图像和异机CT图像精确配准定位、配准效率高、融合质量高等有益效果，主要应用于试验，也可以应用于肿瘤位置的定位。
【专利说明】一种体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种图像配准，尤其是涉及一种体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法。
【背景技术】
[0002]8^201/01可实现模拟？21显像，然而由于其同机自带的管电流较低，所得到的01图像无法达到诊断级水平，仅能作为衰减校正和大致定位，同机融合图像的质量欠佳，不能用于靶区勾画和肿瘤定位。由于大部分医院已经拥有16排甚至是64排的高分辨率螺旋01，如何有效利用已有的诊断级图像，实现模拟？21功能影像与高质量0丁图像的有机结合是没有配备大型肿瘤放射治疗中心急需解决的一个问题。
01和非同机的图像融合的关键技术问题是两个不同图像结构的配准问题，图像配准的两个基本方法就是“内部固有解剖特征结构定位”法和“外部参照系统定位”法。
[0003]目前已经可以实现将诊断级口的01(1)1格式传输至核医学科工作站，以？￡1显像时采集的同机图像做为桥梁与16排图像进行配准，利用专用图像融合软件以骨的定位作为主要的参考方式，对异机图像进行平移、旋转、缩放等转换定位操作，使两套图像在空间位置和解剖结构上实现准确对位，同时完成模拟与异机的图像融合，该方法存在以下局限性:(1)该方法只局限于在核医学工作站中进行匹配，匹配完成后的图像难以进一步处理进行放射治疗需要的靶区勾画和肿瘤定位功能。模拟形成的
丁图像和图像不能共享坐标系传输至放射治疗计划系统，难以在放射治疗专用的计划系统中实现异机的模拟？￡1图像和高质量诊断级的融合，使得的功能影像图像不能被放射治疗采用43)采用体内解剖位置配准的方法对配准系统的软件要求和工作人员的要求相对较高，配准结果存在较大的标准偏差和操作者间的个体差异。
【发明内容】
[0004]本发明主要是针对上述问题，提供一种能够使放射治疗专用的模拟丁图像和异机图像精确配准定位、配准效率高、融合质量高的体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法。
[0005]本发明的目的主要是通过下述方案得以实现的:一种体外定位标，包括定位标本体，所述的定位标本体内部设置有用于容纳液体的空腔，定位标本体的外壁能够被注射器针头刺穿，定位标本体各处的壁厚均相等。体外定位标用于固定在待测物表面，通过'设备扫描或者通过3？%！'设备扫描，能够在获得图像上得到标点，使体外定位标成为两个互不兼容的图像共同的配准点。定位标本体内部设置空腔，空腔内能够容纳不同的液体，根据扫描设备的需求设置不同的液体，能够保证在获得图像上得到清晰的标点。定位标本体的外壁能够被注射器针头刺穿，利用注射器向空腔内注射相应的液体，以满足扫描成像的需求。
[0006]作为优选，所述的定位标本体呈球状。定位标本体呈球状，能够在获得的图像上得到圆形标点，利用圆形标点圆心重合，对图像和模拟？￡1图像进行配准、融合，配准精度高，效率高。
[0007]所述的定位标本体也可以呈柱状结构，定位标本体的断面呈多边形。定位标本体也可以呈柱状结构，柱状结构的平面更容易贴合固定在待测物上，定位标本体的断面呈多边形，即图像上得到的标点与定位标本体的断面形状相同为多边形，两个多边形重合时，不仅需要对准中心，还需要对准各个边角，防止两个图像水平转动，降低配准误差，配准精度
[0008]作为优选，所述的定位标本体的外壁最大尺寸为15111111-22111111。定位标本体的尺寸过大，容易造成标点尺寸过大，不便于配准；而定位标本体的尺寸过小，容易产生伪影。定位标本体的外壁最大尺寸为15111111-22111111，既能够准确配准，又能够避免伪影。
[0009]一种应用上述体外定位标的定位配准方法，定位配准方法步骤如下:
初步确定待测位置:判断待测物的待测位置；
体外定位标定位阶段:将第一组体外定位标的空腔内注入生理盐水，直到将空腔注满，并封住注射入口，根据初步确定的待测位置，再将定位标本体粘贴在待测物表面；
诊断级图像采集阶段:将待测物平放在螺旋床上，进行螺旋扫描，并获得带有第一组体外定位标的标点的图像；
更换体外定位标:取下第一组体外定位标，将第二组体外定位标的空腔内注入放射性药物18-？，并将第二组体外定位标固定在原第一组体外定位标固定的位置；
8？201模拟图像采集阶段:将带有第二组体外定位标的待测物放入丁扫描，并获得带有第二组体外定位标的标点的模拟图像；
01图像与模拟？￡1图像融合阶段:通过第一组体外定位标的标点与第二体外定位标的标点位置重合配准，将带有第一组体外定位标的标点的图像与带有第二组体外定位标的标点的模拟图像融合，并获得清晰的配准后的图像。
[0010]应用体外定位标的定位配准方法，不仅可以应用于临床确定患者肿瘤位置，也可以应用于试验。待测物可以是患者，也可以是试验用物体。利用定位配准方法能够将'图像和模拟？21图像融合，获得更加清晰的图像，能够勾画肿瘤的精确位置。模拟？￡1图像采集阶段，将第二组体外定位标的空腔内注入放射性药物18-？，能够在3？%！'模拟？￡1图像上得到第二组体外定位标的标点。将第一组体外定位标的标点与第二组体外定位标的标点重合、配准，得到更清晰的图像。采用体外定位坐标系统作为外特征点的目标形状分析，将外部坐标点在三维空间上包绕肿瘤的三维边界在体表投影，使具有肿瘤的感兴趣区域的解剖点得到最大程度地配准，而非感兴趣区域部作为非配准重点，从而减少配准软件的系统开销，在治疗计划系统中达到快速、准确、稳定的图像配准效果，为放射治疗靶区勾画和定位提供指导。
[0011]作为优选，所述的步骤(2)中第一组体外定位标至少为三个。第一组体外定位标至少为三个，同理，第二组体外定位标的个数和位置与第一组体外定位标匹配，标点太少容易导致配准误差大，标点太多容易造成图像混乱。而在判断肿瘤位置时，根据肿瘤在人体的位置不同，设置的体外定位标的个数和位置也不同。头颈部肿瘤定位法:双侧耳蜗，环状软骨下窝；胸部肿瘤定位法:环状软骨下窝、简图上、双侧腋窝；腹部肿瘤定位法:剑突上、第三腰椎下、双侧腹股沟，涵盖了身体所有位置肿瘤的图像采集和定位要求。
[0012]作为优选，所述的步骤(3)中(:1扫描深度大于等于扫描深度大于等于保证获得的图像清晰，且第一组体外定位标的标点无伪影。
[0013]因此，本发明的一种体外定位标以及应用该定位标的定位配准方法具备下述优 ? 0
【专利附图】
【附图说明】
[0014]附图1是本发明中体外定位标的一种结构示意图；
附图2是本发明中待测物的断面示意图；
附图3是本发明中待测物第一方向的图像的示意图；
附图4是本发明中待测物第二方向的图像的示意图；
附图5是本发明中待测物第三方向的图像的示意图；
附图6是本发明中待测物第一方向的模拟？21图像的示意图；
附图7是本发明中待测物第二方向的模拟？21图像的示意图；
附图8是本发明中待测物第三方向的模拟？21图像的示意图；
附图9是本发明中待测物第一方向的图像和模拟？21的图像配准后的图像的不意图；
附图10是本发明中待测物第二方向的图像和模拟？￡1的图像配准后的图像的不意图；
附图11是本发明中待测物第三方向的图像和模拟？￡1的图像配准后的图像的不意图；
附图12是本发明中定位配准方法流程图。
[0015]图示说明:1-定位标本体，2-空腔，3-待测物，4-待测物图像，5-待测物3？%丁模拟？￡1图像，6-待测物配准后的图像，7-第一组体外定位标的标点，8-第二组体外定位标的标点，9-体外定位标配准后的标点。
【具体实施方式】
[0016]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0017]实施例1:如图1所示，一种体外定位标，包括定位标本体1，定位标本体呈球状。定位标本体内部设置有用于容纳液体的空腔2，定位标本体的外壁能够被注射器针头刺穿，定位标本体各处的壁厚均相等。定位标本体的外壁最大尺寸为15111111-22111111，本实施例优选为
20.5臟0
[0018]定位配准方法如图12所示，步骤如下:
初步确定待测位置:判断待测物的待测位置；如图2所示，在待测物3上粘贴固定定位标本体1。
[0019]体外定位标定位阶段:将第一组体外定位标的空腔内注入生理盐水，直到将空腔注满，并封住注射入口，根据初步确定的待测位置，再将定位标本体粘贴在待测物表面。
[0020]诊断级图像采集阶段:将待测物平放在螺旋床上，进行螺旋扫描，并获得带有第一组体外定位标的标点的图像，如图3、4、5所示，图像上扫描得出待测物0丁图像4以及与定位标本体位置相对应的第一组体外定位标的标点7。
[0021]更换体外定位标:取下第一组体外定位标，将第二组体外定位标的空腔内注入放射性药物18-？，并将第二组体外定位标固定在原第一组体外定位标固定的位置。
[0022]8？201模拟图像采集阶段:将带有第二组体外定位标的待测物放入丁扫描，并获得带有第二组体外定位标的标点的模拟图像；如图6、7、8所示，8？201模拟？已丁图像上扫描得出待测物模拟？21图像5，以及与定位标本体位置相对应的第二组体外定位标的标点8。
[0023]01图像与模拟？21图像融合阶段:通过第一组体外定位标的标点与第二体外定位标的标点位置重合配准，将带有第一组体外定位标的标点的图像与带有第二组体外定位标的标点的模拟？￡1图像融合，并获得清晰的配准后的图像。如图9、10、11所示，通过第一组体外定位标的标点和第二组体外定位标的标点的配准，将图像和模拟丁图像融合，得出更加清晰的待测物配准后的图像6以及体外定位标配准后的标点9。
[0024]如图9、10、11所示，将图像和模拟？21图像融合后的图像，能够更加清晰的显示待测物配准后的图像，伪影范围减小，阴影更加清晰。利用这种方法能够应用在试验中，也可以应用在处理肿瘤图像判断肿瘤位置，配准精度高，效率高。本方法不是以直接获得诊断结果为目的，只是对已获得的中间结果的信息进行处理的方法。
[0025]本发明中的定位标本体的形状不限于圆形，也可以是柱状，横截面可以为三角形、四边形、十字形等多边形。在初步判断肿瘤位置后，根据肿瘤在人体的位置不同，设置的体外定位标的个数和位置也不同。头颈部肿瘤定位法:双侧耳蜗，环状软骨下窝；胸部肿瘤定位法:环状软骨下窝、简图上、双侧腋窝；腹部肿瘤定位法:剑突上、第三腰椎下、双侧腹股沟，涵盖了身体所有位置肿瘤的图像采集和定位要求。
[0026]应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种体外定位标，其特征在于，包括定位标本体，所述的定位标本体内部设置有用于容纳液体的空腔，定位标本体的外壁能够被注射器针头刺穿，定位标本体各处的壁厚均相等。
2.根据权利要求1所述的体外定位标，其特征在于，所述的定位标本体呈球状。
3.根据权利要求1所述的体外定位标，其特征在于，所述的定位标本体呈柱状结构，定位标本体的断面呈多边形。
4.根据权利要求1或2或3所述的体外定位标，其特征在于，所述的定位标本体的外壁最大尺寸为15mm-22mm。
5.—种应用根据权利要求1至4中任意一项所述的体外定位标的定位配准方法，其特征在于，定位配准方法步骤如下: 初步确定待测位置:判断待测物的待测位置； 体外定位标定位阶段:将第一组体外定位标的空腔内注入生理盐水，直到将空腔注满，并封住注射入口，根据初步确定的待测位置，再将定位标本体粘贴在待测物表面； 诊断级CT图像采集阶段:将待测物平放在螺旋CT床上，进行螺旋CT扫描，并获得带有第一组体外定位标的标点的CT图像； 更换体外定位标:取下第一组体外定位标，将第二组体外定位标的空腔内注入放射性药物18-F，并将第二组体外定位标固定在原第一组体外定位标固定的位置； SPECT模拟PET图像采集阶段:将带有第二组体外定位标的待测物放入SPECT/CT扫描，并获得带有第二组体外定位标的标点的模拟PET图像； CT图像与模拟PET图像融合阶段:通过第一组体外定位标的标点与第二体外定位标的标点位置重合配准，将带有第一组体外定位标的标点的CT图像与带有第二组体外定位标的标点的模拟PET图像融合，并获得清晰的配准后的图像。
6.根据权利要求5所述的定位配准方法，其特征在于，所述的步骤(2)中第一组体外定位标至少为三个。
7.根据权利要求5所述的定位配准方法，其特征在于，所述的步骤(3)中CT扫描深度大于等于5mmο
【文档编号】G06T7/00GK104490413SQ201410734260
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月5日 优先权日:2014年12月5日
【发明者】吴式琇, 李夏东 申请人:杭州市肿瘤医院