[发明专利]放射治疗中的一种计算机辅助靶区三维重建方法及装置

说明书

本发明公开了放射治疗中的一种计算机辅助靶区三维重建方法及装置，包括以下步骤S1、对靶区轮廓数据点进行预处理，包括过滤重复点以及曲率过大的尖锐噪声；S2、在已经得到的靶区轮廓中，以一个封闭轮廓为一个处理对象，反求控制顶点；S3、拟合轮廓数据得到NURBS曲线；S4、对靶区进行局部修改；S5、对于多帧图像构成的图像集，通过每一帧图像中的靶区的NURBS曲线，采用扫掠法构建三维NURBS曲面；S6、离散NURBS曲线得到离散的轮廓数据。通过NURBS曲线描述靶区形状，对于局部曲线没有准确描述靶区的部分，可以非常方便的通过调整控制多边形来进行修改，NURBS曲线的特性保证修改操作只对局部区域产生影响。

技术领域

本发明涉及医学影像和计算机技术领域，具体为放射治疗中的一种计算机辅助靶区三维重建方法及装置。

背景技术

在医院对病人进行放射治疗的过程中,往往涉及到目标靶区的勾画,目前主要通过物理师手工勾画或者基于机器学习的自动勾画方法，勾画所得到的靶区往往会存在微小的偏差需要调整，治疗靶区的调整过程往往耗时耗力，影响物理师的工作效率以及治疗效果。

通常医学影像序列都是由一系列的图像切片，从单张图像切片中获取的相关靶区信息都是二维的数据，需要凭借医生的专业知识才能判断靶区在人体内部的位置，通过一定的方法对靶区进行三维重构可以帮助医生以及物理师等相关人员更加直观地了解靶区相关信息。

NURBS曲线由基函数线性组合而得，是一种具有分段连续性的特殊曲线，将一定数量的控制点按照特定的规则进行拟合就可以得到由一组控制点和基函数构成，具有几何不变性、凸包性、保凸性、变差减小性、局部支撑性等许多优良性质，是目前CAD系统常用的几何表示方法，因而基于NURBS的曲线可以准确描述目标靶区，通过修改有关的特征多边形控制顶点，能够实现对靶区的局部修改。

发明内容

本发明的目的在于提供放射治疗中的一种计算机辅助靶区三维重建方法及装置，通过NURBS曲线描述靶区形状，对于局部曲线没有准确描述靶区的部分，可以非常方便的通过调整控制多边形来进行修改，NURBS曲线的特性保证修改操作只对局部区域产生影响。

为达到上述目的，根据本发明的一个方面，本发明提供如下技术方案：

放射治疗中的一种计算机辅助靶区三维重建方法及装置，包括以下步骤：

S1、对靶区轮廓数据点进行预处理，包括过滤重复点以及曲率过大的尖锐噪声；

S2、在已经得到的靶区轮廓中，以一个封闭轮廓为一个处理对象，反求控制顶点；

S3、拟合轮廓数据得到NURBS曲线；

S4、对靶区进行局部修改；

S5、对于多帧图像构成的图像集，通过每一帧图像中的靶区的NURBS曲线，采用扫掠法构建三维NURBS曲面；

S6、离散NURBS曲线得到离散的轮廓数据。

本发明进一步设置为：所述步骤S1对靶区轮廓数据点进行预处理，包括过滤重复点以及曲率过大的尖锐噪声，具体为，

S1.1过滤重复点

遍历数据点集中的所有点，计算相邻两点之间的距离，如果两点之间的距离小于设定阈值，则认为这是重复点，将其中一个点于点集中去除；

S1.2过滤曲率过大的尖锐噪声

S1.2.1限制线段夹角

对于一条直线段，提取首末两点，对于点集中的形成的相邻线段，分别计算其夹角，其夹角范围为[0,180]度，在保证夹角大于第一特定阈值的前提下，过滤部分直线段上的点，保证相邻夹角大于第一特定阈值；