[发明专利]三维图像引导摆位的方法、系统、处理设备及存储介质

说明书

本发明涉及一种三维图像引导摆位的方法、系统及存储介质，方法包括：将患者的3D‑CT图像集采用自动分割算法自动分割出组织器官和肿瘤靶区，并通过组织器官模型重建算法，重建患者治疗计划的组织器官和肿瘤靶区的轮廓数据；基于患者的实时DR图像，采用人工智能网络算法生成患者的虚拟3D‑CT图像集；将患者的虚拟3D‑CT图像集采用自动分割算法自动分割出虚拟组织器官和肿瘤靶区，并重建患者的虚拟组织器官和肿瘤靶区轮廓数据；将患者治疗计划的组织器官和肿瘤靶区轮廓数据和虚拟组织器官和肿瘤靶区轮廓数据进行配准，输出患者摆位偏移量参数，判断是否符合放射治疗条件：如果不符合，则引导患者重新摆位；如果符合条件，则完成摆位。

技术领域

本发明是关于一种用于放射治疗中基于人工智能技术和DR系统的三维图像引导摆位的方法、系统及存储介质，涉及放射治疗患者摆位图像引导领域。

背景技术

放射治疗中患者的摆位验证速度和精度是影响患者治疗效率和疗效的重要因素，特别是在粒子精准放射治疗技术中，患者摆位占用了较多的治疗时间，极大地降低了放射治疗的效率，增加了治疗成本，影响患者的放疗效果。因此，如何快速有效地引导患者进行摆位操作及验证，是图像引导放疗技术的关键之一。当前的图像引导系统经常作为一个独立的医疗设备，大多数使用数字X射线成像(DR)系统、锥形束CT (CBCT)成像系统及轨道CT(CT-on-rail)系统获取患者的摆位位置信息，对患者进行摆位引导和验证。

常规基于DR图像的引导系统，需要使用两个大角度(接近或者等于90度正交) 相交的DR成像设备或者C型臂联接旋转DR设备生成两张大角度相交的DR图像，与患者治疗计划CT图像生成的数字重建放射影像(DRR)进行配准，获得患者的摆位位置偏移量，引导患者摆位，没有实现真正意义上的三维(3D)摆位引导。另外， CBCT及轨道CT成像系统会给患者增加额外的辐射剂量，增加患者并发症发生的风险，而且CBCT及轨道CT成像系统价格昂贵，获得的CBCT图像密度分辨率不高，与患者计划CT配准的精度和速度也不高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现精准3D图像引导，获得患者摆位信息的基于人工智能技术和DR系统的三维图像引导摆位的方法、系统及存储介质。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种三维图像引导摆位的方法，包括：

将患者的3D-CT图像集采用自动分割算法自动分割出组织器官和肿瘤靶区，并通过组织器官模型重建算法，重建患者治疗计划的组织器官和肿瘤靶区的轮廓数据；

基于患者的实时DR图像，采用人工智能网络算法生成患者的虚拟3D-CT图像集；

将患者的虚拟3D-CT图像集采用自动分割算法自动分割出虚拟组织器官和肿瘤靶区，并通过组织器官模型重建算法，重建患者的虚拟组织器官和肿瘤靶区轮廓数据；

将患者治疗计划的组织器官和肿瘤靶区轮廓数据和虚拟组织器官和肿瘤靶区轮廓数据进行配准，输出患者摆位偏移量参数，判断偏移量参数是否符合放射治疗条件：如果不符合，则引导患者重新摆位；如果符合条件，则完成摆位。

进一步地，患者的实时DR图像通过采用DR成像设备进行获取。

进一步地，所述DR成像设备包括一套X射线源及与之对应的成像平板；

所述X射线源安装在治疗室顶部，所述成像平板安装在治疗室地面部分，各自使用小角度轨道进行运动；或者，

所述X射线源和成像平板使用C型臂连接整体进行小角度运动。

进一步地，人工智能网络算法通过训练验证获得，包括：