[发明专利]动态肿瘤实时跟踪方法

权利要求书

1.一种动态肿瘤实时跟踪方法，其特征在于，包括以下内容和步骤：

(1)输入：肿瘤解剖结构的图像序列I(k)、呼吸状态特征集R(k)；

(2)建立状态关联数据库，包括：肿瘤解剖结构的图像序列I(k)、肿瘤形态图像序列D(k)、标记物特征集S(k)、呼吸状态特征集R(k)，令T为标准周期长度，上述四种状态数据按照同一时相顺序k＝k₁，k₂，...k_T建立关联；

(3)获取治疗中t＝t_i时刻动态肿瘤的实时图像f(t_i)和呼吸状态特征R(t_i)；

(4)通过预测模型，预测延时Δt后的呼吸状态特征R(t_i+Δt)；并在肿瘤形态图像序列中D(k)，确定R(t_i+Δt)对应的肿瘤形态变化区间的图像序列D(k_j-α)～D(k_j+α)，k_j∈{1，...，K}；

(5)判别t_i时刻下的肿瘤运动与呼吸运动相关性；

(6)将实时图像f(t_i)与肿瘤形态变化区间的图像序列，在感兴趣区内逐个进行配准；

(7)从配准结果中选择一幅最佳肿瘤形态图像D(k_j+m)，m∈[k_j-α，k_j+α]，代表t_i+Δt时刻的肿瘤形态；

(8)输出描述t_i+Δt时刻肿瘤解剖结构的图像I(k_j+m)。

2.如权利要求1所述的动态肿瘤实时跟踪方法，其特征在于，所述步骤(2)中建立关联数据库的具体步骤为：

(a)在患者肿瘤附近体表设置若干标记物；

(b)一个标准呼吸周期下：获取一个呼吸周期中时刻k₁，k₂，...k_T包含体表标记物和肿瘤解剖结构的图像序列I(k)；

(c)同步获取该周期下对应时刻的呼吸状态特征集R(k)，k＝k₁，k₂，...k_T；

(d)依据该呼吸周期的肿瘤解剖结构图像序列I(k)，k＝k₁，k₂，...k_T，通过目标的投影衰减模型分别计算各时刻对应的肿瘤形态图像序列D(k)；

(e)从肿瘤形态图像序列D(k)中，按时相顺序k＝k₁，k₂，...k_T通过图像分割模型分别提取体表标记物和体内参照物，由此建立标记物特征集S(k)，该特征集包含了体表标记物的空间位置数据和相对体内静态参照物的位移数据；

(f)按照时相对应关系，顺序建立该呼吸周期的肿瘤解剖结构图像序列I(k)、肿瘤形态图像序列D(k)、标记物特征集S(k)、呼吸状态特征集R(k)的关联数据库，在后续应用中由R(k)或S(k)的数值进行关联状态的检索。

3.如权利要求1所述的动态肿瘤实时跟踪方法，其特征在于，所述步骤(3)中获取治疗中肿瘤的实时图像，具体步骤为：

(a)利用两套成像系统建立空间光路相交叉的投影成像方式，每套成像系统由源和探测板构成；

(b)上述光路交叉区域覆盖了体表标记物、肿瘤运动区、设备等中心点；

(c)t_i时刻，i∈{1，...，N}，可通过两套系统采集的肿瘤投影图像f₁(t_i)和f₂(t_i)计算出肿瘤三维实时图像f(t_i)。