[发明专利]一种肿瘤的运动估计方法、装置、终端设备和存储介质

说明书

本申请涉及图像处理技术领域，提出一种肿瘤的运动估计方法、装置、终端设备和存储介质。该运动估计方法包括：获取患者的呼吸关联信号的当前值，所述呼吸关联信号反映所述患者带有肿瘤的指定器官在各个不同呼吸状态下的运动轨迹特征；将所述呼吸关联信号的当前值输入肿瘤运动估计模型，得到估计的所述肿瘤的当前位置；将估计的所述肿瘤的当前位置输入器官运动估计模型，得到估计的所述指定器官的当前速度向量场。采用该运动估计方法，能够实现对整个器官的呼吸运动估计，提高对肿瘤及其周围重要解剖结构进行定位的准确性。

技术领域

本申请涉及图像处理技术领域，尤其涉及一种肿瘤的运动估计方法、装置、终端设备和存储介质。

背景技术

经皮医学影像引导介入手术是癌症诊断和治疗的常用手段，但在实际手术过程中，患者生理呼吸导致的肿瘤及器官运动增加了在不损伤肿瘤周围血管等重要结构的同时将穿刺针精确地插入到肿瘤位置的难度。

针对上述问题，现有技术通常会建立一个呼吸运动模型来实时估计目标的呼吸运动。该方法主要利用容易获得的代理信号和内部目标运动之间的强相关性建立二者之间的关联模型，在手术过程中通过实时检测代理信号来估计目标运动。然而，由于建模的复杂性，该方法通常只能模拟肿瘤或者单个解剖特征点的呼吸运动，不适用于整个器官，无法实现对肿瘤及其周围重要解剖结构的准确定位。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种肿瘤的运动估计方法、装置、终端设备和存储介质，能够实时估计肿瘤所处器官的呼吸运动，提高对肿瘤及其周围重要解剖结构进行定位的准确性。

本申请实施例的第一方面提供了一种肿瘤的运动估计方法，包括：

获取患者的呼吸关联信号的当前值，所述呼吸关联信号反映所述患者带有肿瘤的指定器官在各个不同呼吸状态下的运动轨迹特征；

将所述呼吸关联信号的当前值输入肿瘤运动估计模型，得到估计的所述肿瘤的当前位置，所述肿瘤运动估计模型以先验肿瘤位置数据集和所述呼吸关联信号作为先验知识构建得到，所述先验肿瘤位置数据集根据预采集的所述指定器官的图像数据集确定，且包含所述肿瘤在所述各个不同呼吸状态下的位置，所述图像数据集包含所述指定器官在所述各个不同呼吸状态下的三维图像；

将估计的所述肿瘤的当前位置输入器官运动估计模型，得到估计的所述指定器官的当前速度向量场，所述当前速度向量场包含当前所述指定器官的各个位置点分别对应的速度向量，所述器官运动估计模型以先验速度向量场和所述先验肿瘤位置数据集作为先验知识构建得到，所述先验速度向量场根据所述图像数据集确定，且包含所述指定器官在所述各个不同呼吸状态下的速度向量场。

本申请实施例提出一个自由呼吸运动下从肿瘤到整个器官运动的分级估计框架，该框架包含一个肿瘤运动估计模型和一个器官运动估计模型，其中，该肿瘤运动估计模型以先验肿瘤位置数据集和呼吸关联信号作为先验知识构建得到，该器官运动估计模型以先验速度向量场和先验肿瘤位置数据集作为先验知识构建得到。在对肿瘤患者进行手术的过程中，可以先将该患者的呼吸关联信号作为代理信号输入该肿瘤运动估计模型，得到估计的肿瘤位置；然后，再将该估计的肿瘤位置输入该器官运动估计模型，得到估计的整个器官的速度向量场，从而实现对整个器官的呼吸运动估计，提高对肿瘤及其周围重要解剖结构进行定位的准确性。

在本申请的一个实施例中，所述呼吸关联信号为设置于所述患者的身体指定部位的光学标记的运动轨迹信号，所述运动轨迹信号包含所述光学标记在各个时间点下的空间位置，在将所述呼吸关联信号的当前值输入肿瘤运动估计模型之前，还可以包括：

根据所述先验肿瘤位置数据集和所述运动轨迹信号构建位置配对数据集，所述位置配对数据集包含每个所述呼吸状态下分别对应的所述先验肿瘤位置数据集中的肿瘤位置和所述运动轨迹信号中的光学标记位置；

以所述位置配对数据集作为先验知识，构建得到所述肿瘤运动估计模型。