[发明专利]一种观察子宫肿瘤放疗总剂量的分布图像的生成方法

摘要

本发明涉及X射线辐射的测量，具体涉及一种观察子宫肿瘤放疗总剂量的分布图像的生成方法，该方法由以下步骤组成：先分割出含施源器HDR CT图像的施源器区域，得到二值掩膜图像；利用掩膜图像对HDR CT图像做收缩变形及插值处理后，作为参考图像，以不含施源器的IMRT CT图像为浮动图像进行配准，用该变形场，对IMRT CT图像和IMRT剂量分布图像进行变形；再对变形后的IMRT CT图像的阴道区域进行扩大，作为浮动图像，以施源器区域为空气CT值的HDR CT图像为参考图像进行配准；用该变形场，对阴道区域经扩大的IMRT剂量分布图像进行变形；最后，将该变形结果与HDR剂量分布图像进行叠加并与HDR CT图像进行融合。本方法所生成的图像可准确地评价子宫肿瘤病人受照的总剂量。

主权项

一种观察子宫肿瘤放疗总剂量的分布图像的生成方法，该方法由以下步骤组成：（1）读取含施源器的盆腔HDR CT图像、盆腔HDR剂量分布图像、不含施源器的盆腔IMRT CT图像和盆腔IMRT剂量分布图像；（2）根据图像中像素点CT值大小的不同，采用区域生长的分割法分割出含施源器盆腔HDR CT图像中的施源器区域，并赋予所分割出的施源器区域像素值为0，得到施源器区域像素值为0的盆腔CT图像，然后将施源器区域像素值为0的盆腔CT图像中的施源器区域用1表示，其他区域用0表示，得到掩膜图像；（3）利用变形场将掩膜图像进行收缩变形，该收缩变形的具体步骤如下：在三维直角坐标系中，令收缩变形力F在x和y方向上的收缩变形力为掩膜图像在x和y方向上的梯度，收缩变形力F在z方向上的收缩变形力为0，然后求解下式（Ⅰ）所示的Navier‑Stokes方程，得到收缩的变形场u和收缩变形的掩膜图像，▽2v+▽(▽·v)+F=0     （Ⅰ）上式（Ⅰ）中，▽为梯度，▽2为拉普拉斯算子，v为变形场的速度，F为收缩变形力；（4）用步骤（3）所得的变形场u分别对施源器区域像素值为0的盆腔HDR CT图像进行收缩形变，得到收缩变形的盆腔HDR CT图像；然后搜索出收缩变形的盆腔HDR CT图像中对应于收缩变形的掩膜图像中像素值不等于0的点，并对所述不等于0的点进行线性插值，得到去除施源器后的盆腔HDR CT图像；（5）以不含施源器的盆腔IMRT CT图像为浮动图像，以去除施源器后的盆腔HDR CT图像为参考图像进行变形配准，同时得到配准变形场r和变形配准后的盆腔IMRT CT图像；（6）用步骤（5）得到的配准变形场r对盆腔IMRT剂量分布图像进行变形，得到变形配准后的盆腔IMRT剂量分布图像；（7）分别搜索变形配准后的盆腔IMRT CT图像和变形配准后的盆腔IMRT剂量分布图像中对应于收缩变形的掩膜图像中像素值不等于0的点，并将搜到的点的像素值赋予0，得到变形配准后阴道内部像素值为0的IMRT CT图像和变形配准后阴道内部像素值为0的剂量分布图像；（8）以变形配准后阴道内部像素值为0的盆腔IMRT CT图像作为浮动图像，施源器区域像素值为0的盆腔HDR CT图像为参考图像进行变形配准，同时得到配准变形场q和变形配准后阴道区域扩大的盆腔IMRT图像；（9）用步骤（8）得到的配准变形场q对变形配准后阴道内部像素值为0的剂量分布图 像进行变形，得到变形配准后阴道区域扩大的盆腔IMRT剂量分布图像；（10）将变形配准后阴道区域扩大的盆腔IMRT剂量分布图像与盆腔HDR剂量分布图像进行叠加，再把叠加结果与含施源器的盆腔HDR CT图像进行图像融合，得到具有人体解剖结构的辐射总剂量的分布图像。