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1、(10)申请公布号 CN 102697561 A (43)申请公布日 2012.10.03 CN 102697561 A *CN102697561A* (21)申请号 201210152430.6 (22)申请日 2012.05.17 A61B 19/00(2006.01) (71)申请人 深圳市一体医疗科技股份有限公司 地址 518000 广东省深圳市南山区科技园北 区朗山二路洁净阳光园 (72)发明人 张晓峰 孟庆前 林同安 郑琪 杨海波 潘麓羽 于宜桐 赵倩 裴蓓 米祥瑞 李凯旋 吴睿 张志斌 (74)专利代理机构 广东国晖律师事务所 44266 代理人 赵琼花 (54) 发明名称 一种。
2、无创体外固定标记点肿瘤定位系统及定 位方法 (57) 摘要 本发明涉及一种无创体外固定标记点肿瘤定 位系统及定位方法， 在三维放疗技术的基础上引 进了时间的概念， 充分考虑了解剖结构在治疗过 程中的运动和分次治疗间的位移误差， 如呼吸运 动、 摆位误差、 靶区收缩等引起放疗剂量分布的变 化和对治疗计划的影响等方面的情况， 在患者治 疗前、 治疗中利用各种先进的影像设备对肿瘤及 正常器官进行实时的监控， 并能根据器官位置的 变化调整治疗条件使照射野紧随靶区， 使之能做 到真正意义上的精确治疗。 通常对头颈部肿瘤， 采 用牙托安置标志点， 由于牙托与患者牙齿充分咬 合， 位置更加固定。 (51)I。
3、nt.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种无创体外固定标记点肿瘤定位系统， 其特征在于， 包括用于定位患者肿瘤的定 位标记点、 固定所述定位标记点的支架、 根据患者的 CT 图像重建生成 DDR 图像的图像重建 单元、 拍摄患者肿瘤区域 DR 图像的拍摄单元、 对 DR 图像和 DDR 图像进行匹配计算的匹配 单元、 获取定位参数的获取单元、 对肿瘤重新定位的定位单元， 所述支架包括牙托， 所述拍 摄单元分别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少。
4、两张 DR 图像， 所述图像重建单元重建的 DDR 图像含有所述定位标记点的记号， 所述匹配单元根据至少两张 DR 图像将定位标记点的坐 标转换为治疗坐标， 然后将该治疗坐标与所述对应角度的 DDR 图像定位标记点的坐标进行 匹配计算， 所述获取单元根据匹配计算的结果及所述治疗计划确定的肿瘤坐标获取定位参 数， 所述定位单元根据所述获取单元获取的定位参数对肿瘤重新定位。 2. 根据权利要求 1 所述的无创体外固定标记点肿瘤定位系统， 其特征在于， 所述定位 标记点为多个， 所述多个定位标记点分别固定在患者身上的不同位置， 在所述拍摄单元拍 摄的多张 DR 图像上所述定位标记点互不重合。 3. 。
5、根据权利要求 2 所述的无创体外固定标记点肿瘤定位系统， 其特征在于， 所述匹配 单元将多个定位标记点分别与所述 DDR 图像对应的定位标记点的匹配计算结果进行平均， 取其均值作为最终匹配计算结果。 4. 根据权利要求 1 所述的无创体外固定标记点肿瘤定位系统， 其特征在于， 所述支架 还包括固定所述定位标记点的基座， 所述基座连接所述牙托。 5. 根据权利要求 1 所述的无创体外固定标记点肿瘤定位系统， 其特征在于， 所述图像 重建单元以所述 CT 图像的中心点作为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。 6. 一种无创体外固定标记点肿瘤定位方法， 其特征在于， 所述肿瘤定位系统包括用于。
6、 定位患者肿瘤的定位标记点、 固定所述定位标记点的支架， 所述支架包括牙托， 所述肿瘤定 位方法包括如下步骤 ： 设置定位标记点 ： 将定位标记点固定设置所述支架上， 所述支架通过所述牙托与患者 咬合固定 ； 重建 DDR 图像 ： 根据拍摄含有定位标记点的 CT 图像重建生成 DDR 图像 ； 拍摄 DR 图像 ： 分别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少两张 DR 图像 ； 匹配计算 ： 根据至少两张 DR 图像定位标记点的坐标转换为治疗坐标， 然后将该治疗坐 标与所述对应角度的 DDR 图像定位标记点的坐标进行匹配计算得到匹配计算结果 ； 获取定位参数 ： 根据匹配计算结果及所述治疗计划确定的。
7、肿瘤坐标获取定位参数 ； 定位 ： 根据所述定位参数对肿瘤重新定位。 7. 根据权利要求 6 所述无创体外固定标记点肿瘤定位方法， 其特征在于， 在设置定位 标记点步骤中， 所述定位标记点为多个， 所述多个定位标记点分别固定在患者身上的不同 位置， 在所述拍摄单元拍摄的多张 DR 图像上所述定位标记点互不重合。 8. 根据权利要求 7 所述无创体外固定标记点肿瘤定位方法， 其特征在于， 在匹配计算 步骤中， 将多个定位标记点分别与所述 DDR 图像对应的定位标记点的匹配计算结果进行平 均， 取其均值作为最终匹配计算结果。 9.根据权利要求6所述无创体外固定标记点肿瘤定位方法， 其特征在于， 在。
8、重建DDR图 像步骤中， 以所述 CT 图像的中心点作为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。 权 利 要 求 书 CN 102697561 A 2 1/6 页 3 一种无创体外固定标记点肿瘤定位系统及定位方法 技术领域 0001 本发明涉及一种肿瘤定位系统及定位方法， 尤其涉及一种通过定位标记点减少移 位误差的肿瘤定位系统及定位方法。 背景技术 0002 肿瘤越来越成为现代社会人们健康的最大威胁， 随着科技的发展， 肿瘤治疗技术 也有了长足的发展。由于肿瘤大多位于身体内， 因此， 对于肿瘤精确定位仍然是难点所在。 由于身体表面的皮肤容易移动， 因此， 仅仅通过皮肤表面进行定位是存在比较。
9、大的误差的。 现有技术中， 通常将外部器件固定在身体上进行定位， 但这样会给病患带较大的痛苦。 由于 患者在在拍 CT 图像进行肿瘤定位后， 治疗系统通常依据该 CT 图像肿瘤的位置制定治疗计 划， 但通常在拍 CT 图像和正式上治疗床治疗有一段时间， 重新上治疗床后， 其身体位置都 会有些变化， 不可能与拍 CT 图像时位置完全一样， 因此， 存在一定的定位误差。现有技术通 常采用在人体表面固定定位标记点， 但由于身体表面皮肤的滑动导致定位不精确。 发明内容 0003 本发明解决的技术问题是 ： 构建一种肿瘤定位系统及定位方法， 克服现有技术在 肿瘤定位过程中， 定位不精确， 存在比较大的定。
10、位误差影响治疗效果的技术问题。 0004 本发明的技术方案是 ： 构建一种肿瘤定位系统， 包括用于定位患者肿瘤的定位标 记点、 固定所述定位标记点的支架、 根据患者的CT图像重建生成DDR图像的图像重建单元、 拍摄患者肿瘤区域 DR 图像的拍摄单元、 对 DR 图像和 DDR 图像进行匹配计算的匹配单元、 获 取定位参数的获取单元、 对肿瘤重新定位的定位单元， 所述支架包括牙托， 所述拍摄单元分 别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少两张DR图像， 所述图像重建单元重建的DDR图像含有 所述定位标记点的标记点， 所述匹配单元根据至少两张 DR 图像将定位标记点的坐标转换 为治疗坐标， 然后将该治疗坐。
11、标与所述对应角度的 DDR 图像定位标记点的坐标进行匹配计 算， 所述获取单元根据匹配计算的结果及所述治疗计划确定的肿瘤坐标获取定位参数， 所 述定位单元根据所述获取单元获取的定位参数对肿瘤重新定位。 0005 本发明的进一步技术方案是 ： 所述定位标记点为多个， 所述多个定位标记点分别 固定在患者身上的不同位置， 在所述拍摄单元拍摄的多张 DR 图像上所述定位标记点互不 重合。 0006 本发明的进一步技术方案是 ： 所述匹配单元将多个定位标记点分别与所述 DDR 图 像对应的定位标记点的匹配计算结果进行平均， 取其均值作为最终匹配计算结果。 0007 本发明的进一步技术方案是 ： 所述支架。
12、还包括固定所述定位标记点的基座， 所述 基座连接所述牙托。 0008 本发明的进一步技术方案是 ： 所述图像重建单元以所述 CT 图像的中心点作为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。 0009 本发明的技术方案是 ： 提供一种肿瘤定位方法， 所述肿瘤定位系统包括用于定位 说 明 书 CN 102697561 A 3 2/6 页 4 患者肿瘤的定位标记点、 固定所述定位标记点的支架， 所述支架包括牙托， 所述肿瘤定位方 法包括如下步骤 ： 0010 设置定位标记点 ： 将定位标记点固定设置所述支架上， 所述支架通过所述牙托与 患者咬合固定 ； 0011 重建 DDR 图像 ： 根据拍摄含。
13、有定位标记点的 CT 图像重建生成 DDR 图像 ； 0012 拍摄 DR 图像 ： 分别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少两张 DR 图像 ； 0013 匹配计算 ： 根据至少两张 DR 图像定位标记点的坐标转换为治疗坐标， 然后将该治 疗坐标与所述对应角度的 DDR 图像定位标记点的坐标进行匹配计算得到匹配计算结果 ； 0014 获取定位参数 ： 根据匹配计算结果及所述治疗计划确定的肿瘤坐标获取定位参 数 ； 0015 定位 ： 根据所述定位参数对肿瘤重新定位。 0016 本发明的进一步技术方案是 ： 在设置定位标记点步骤中， 所述定位标记点为多个， 所述多个定位标记点分别固定在患者身上的不同。
14、位置， 在所述拍摄单元拍摄的多张 DR 图 像上所述定位标记点互不重合。 0017 本发明的进一步技术方案是 ： 在匹配计算步骤中， 将多个定位标记点分别与所述 DDR 图像对应的定位标记点的匹配计算结果进行平均， 取其均值作为最终匹配计算结果。 0018 本发明的进一步技术方案是 ： 在重建 DDR 图像步骤中， 以所述 CT 图像的中心点作 为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。 0019 本发明的技术效果是 ： 构建一种无创体外固定标记点肿瘤定位系统及定位方法， 在三维放疗技术的基础上引进了时间的概念， 充分考虑了解剖组织在治疗过程中的运动和 分次治疗间的位移误差， 如呼吸蠕动运。
15、动、 日常摆位误差、 靶区收缩等引起放疗剂量分布的 变化和对治疗计划的影响等方面的情况， 在患者治疗前、 治疗中利用各种先进的影像设备 对肿瘤及正常器官进行实时的监控， 并能根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧随 靶区， 使之能做到真正意义上的精确治疗。同时， 由于牙托与患者牙齿充分咬合， 使定位标 记点位置更加固定， 同时， 采用牙托既方便固定定位标记点， 又不需要给患者肿瘤定位带来 痛苦。 附图说明 0020 图 1 为本发明的结构示意图。 0021 图 2 为本发明的基座结构图。 0022 图 3 为本发明的流程图。 具体实施方式 0023 下面结合具体实施例， 对本发明技术方案进一。
16、步说明。 0024 如图 1 所示， 本发明的具体实施方式是 ： 构建一种肿瘤定位系统， 包括用于定位患 者肿瘤的定位标记点、 固定所述定位标记点的支架B、 根据患者的CT图像重建生成DDR图像 的图像重建单元 1、 拍摄患者肿瘤区域 DR 图像的拍摄单元 2、 对 DR 图像和 DDR 图像进行匹 配计算的匹配单元 3、 获取定位参数的获取单元 4、 对肿瘤重新定位的定位单元 5， 所述支架 B 包括牙托 C， 所述拍摄单元 2 分别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少两张 DR 图像， 所述图 说 明 书 CN 102697561 A 4 3/6 页 5 像重建单元 1 重建的 DDR 图像含有。
17、所述定位标记点的记号， 所述匹配单元 3 根据至少两张 DR 图像将定位标记点的坐标转换为治疗坐标， 然后将该治疗坐标与所述对应角度的 DDR 图 像定位标记点的坐标进行匹配计算， 所述获取单元 4 根据匹配计算的结果及所述治疗计划 确定的肿瘤坐标获取定位参数， 所述定位单元 5 根据所述获取单元 4 获取的定位参数对肿 瘤重新定位。具体实施例中， 所述支架 B 还包括固定所述定位标记点的基座 A， 所述基座 A 连接所述牙托 C。 0025 如图 1 所述， 本发明的具体实施过程如下 ： 治疗计划系统通过网络或其它方式接 收患者的 CT 图像， 图像重建单元 1 将患者的 CT 图像计算生成。
18、 DRR 图像， 所述图像重建单元 1 以所述 CT 图像的中心点作为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。所述 DRR 图像上有患者 定位标记点信息。当患者进行定位时， 治疗机上的拍照单元 2 实时拍摄患者病患部位两个 角度的 DR 图像。具体实施例中， 所述拍照单元 2 包括平板探测器和发出 X 光线的光球管。 治疗时， 由辐射头对焦点发出射线。 0026 所述匹配单元3将这两个DR图像分别与对应角度的DRR 图像进行匹配计算， 具体 过程如下 ： 0027 所述匹配单元 3 根据至少两张 DR 图像将定位标记点的坐标转换为治疗坐标 ： 0028 0029 0030 0031 003。
19、2 0033 其中 ： a 为治疗焦点到 DR 图像拍照探测器之间的距离， b 为辐射头和 DR 图像拍照 探测器之间的距离。 0034 (x3,y3) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中的点坐标变换而来， 其坐标系以图像 中心为原点， 向右为 x 轴， 向上为 y 轴， 0035 0036 (x1,y1) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点的坐标 ； 0037 (X3,Y3) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点坐标变换而来， 其坐标系以图像中 心为原点， 向右为 x 轴， 向上为 y 轴 ： 说 明 书 CN 102697561 A 5 4/6 页 6 0038 0039 (X1,。
20、Y1) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点的坐标。 0040 由此， 得到该定位标记点的治疗坐标 （x、 y、 z） 。根据该定位标记点的 DDR 图像， 将 该定位标记点的治疗坐标 （x、 y、 z） 与该定位标记点的 DDR 图像的三维坐标分别相减， 得到 该定位标记点治疗坐标 （x、 y、 z） 与该定位标记点的 DDR 图像的三维坐标的坐标差， 即患者 的定位参数， 然后， 所述定位单元 5 将该定位参数增加到 DDR 图像肿瘤坐标的相应坐标上， 得到肿瘤新的治疗坐标， 以肿瘤新的治疗坐标对肿瘤重新定位。 0041 本发明优选实施方式中， 所述定位标记点为多个， 所述多个定位标记点。
21、分别固定 在患者身上的不同位置， 在所述拍摄单元 2 拍摄的多张 DR 图像上所述定位标记点互不重 合。所述匹配单元 3 将多个定位标记点分别与所述 DDR 图像对应的定位标记点的匹配计算 结果进行平均， 取其均值作为最终匹配计算结果。具体过程如下 ： 若定位标记点为多个， 则 分别计算， 由每个定位标记点得到一个该点的治疗坐标， 然后分别得出各自定位标记点的 坐标差， 取坐标差的均值作为定位参数， 然后， 所述定位单元 5 将该定位参数增加到 DDR 图 像肿瘤坐标的相应坐标上， 得到肿瘤新的治疗坐标， 以肿瘤新的治疗坐标对肿瘤重新定位。 这样能得到更加精确的定位。 0042 如图 2 所示。
22、， 本发明优选实施方式中， 还包括固定所述定位标记点的基座 A， 所述 基座 A 固定在所述患者身上。具体实施例中， 所述基座 A 包括牙托 C， 所述牙托 C 与患者牙 齿咬合。由于牙托 C 与患者牙齿咬合， 能起到很好地固定作用， 避免了基座与人身体的接触 不稳固或者给患者带来痛苦的技术问题。 0043 如图 3 所示， 本发明的具体实施方式是 ： 提供一种肿瘤定位方法， 所述肿瘤定位系 统包括用于定位患者肿瘤的定位标记点、 固定所述定位标记点的支架 B， 所述支架包括牙托 C， 所述肿瘤定位方法包括如下步骤 ： 0044 步骤 100 ： 设置定位标记点， 即， 将定位标记点固定设置在患。
23、者身上。 0045 步骤 200 ： 重建 DDR 图像 ： 根据拍摄含有定位标记点的 CT 图像重建生成 DDR 图像。 具体过程如下 ： 由于定位标记点固定设置在患者身上， CT 图像中含有定位标记点， 构建三 维坐标系， 根据拍摄含有定位标记点的 CT 图像重建生成 DDR 图像， 其重建生成的 DDR 图像 上， 定位标记点及肿瘤位置分别得到其在该三维坐标系中的坐标， 然后治疗计划系统制定 出治疗计划， 即得到治疗靶点的三维坐标， 定位标记点也具有在该三维坐标系中的三维坐 标。重建过程中， 以所述 CT 图像的中心点作为 DRR 图像的中心进行 DDR 图像重建。 0046 步骤300。
24、 ： 拍摄DR图像， 即 ： 分别从不同角度拍摄患者肿瘤区域至少两张DR图像。 0047 步骤 400 ： 匹配计算， 即 ： 根据至少两张 DR 图像定位标记点的坐标转换为治疗坐 标， 然后将该治疗坐标与所述对应角度的 DDR 图像定位标记点的坐标进行匹配计算得到匹 配计算结果。 0048 具体过程如下 ： 根据至少两张 DR 图像将定位标记点的坐标转换为治疗坐标 ： 0049 说 明 书 CN 102697561 A 6 5/6 页 7 0050 0051 0052 0053 0054 其中 ： a 为治疗焦点到 DR 图像拍照探测器之间的距离， b 为辐射头和 DR 图像拍照 探测器之间。
25、的距离。 0055 (x3,y3) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中的点坐标变换而来， 其坐标系以图像 中心为原点， 向右为 x 轴， 向上为 y 轴， 0056 0057 (x1,y1) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点的坐标 ； 0058 (X3,Y3) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点坐标变换而来， 其坐标系以图像中 心为原点， 向右为 x 轴， 向上为 y 轴 ： 0059 0060 (X1,Y1) 为定位标记点在角度 下 DR 图像中点的坐标。 0061 步骤 500 ： 获取定位参数， 即 ： 根据匹配计算结果及所述治疗计划确定的肿瘤坐标 获取定位参数。具体过程如下。
26、 ： 得到该定位标记点的治疗坐标 （x、 y、 z） 。根据该定位标记 点的 DDR 图像， 将该定位标记点的治疗坐标 （x、 y、 z） 与该定位标记点的 DDR 图像的三维坐 标分别相减， 得到该定位标记点治疗坐标 （x、 y、 z） 与该定位标记点的 DDR 图像的三维坐标 的坐标差， 即患者的定位参数。 0062 步骤 600 ： 定位 ： 根据所述定位参数对肿瘤重新定位。具体过程如下 ： 将该定位参 数增加到 DDR 图像肿瘤坐标的相应坐标上， 得到肿瘤新的治疗坐标， 以肿瘤新的治疗坐标 对肿瘤重新定位。 0063 本发明优选实施方式中， 所述定位标记点为多个， 所述多个定位标记点分。
27、别固定 在患者身上的不同位置， 在所述拍摄单元 2 拍摄的多张 DR 图像上所述定位标记点互不重 合。所述匹配单元 3 将多个定位标记点分别与所述 DDR 图像对应的定位标记点的匹配计算 结果进行平均， 取其均值作为最终匹配计算结果。具体过程如下 ： 若定位标记点为多个， 则 分别计算， 由每个定位标记点得到一个该点的治疗坐标， 然后分别得出各自定位标记点的 坐标差， 取坐标差的均值作为定位参数， 然后， 所述定位单元 5 将该定位参数增加到 DDR 图 说 明 书 CN 102697561 A 7 6/6 页 8 像肿瘤坐标的相应坐标上， 得到肿瘤新的治疗坐标， 以肿瘤新的治疗坐标对肿瘤重新。
28、定位。 这样能得到更加精确的定位。 0064 本发明的技术效果是 ： 构建一种无创体外固定标记点肿瘤定位系统及定位方法， 在三维放疗技术的基础上引进了时间的概念， 充分考虑了解剖结构在治疗过程中的运动和 分次治疗间的位移误差， 如呼吸运动、 日常摆位误差、 靶区收缩等引起放疗剂量分布的变化 和对治疗计划的影响等方面的情况， 在患者治疗前、 治疗中利用各种先进的影像设备对肿 瘤及正常器官进行实时的监控， 并能根据器官位置的变化调整治疗条件使照射野紧随靶 区， 使之能做到真正意义上的精确治疗。同时， 由于牙托与患者牙齿充分咬合， 使定位标记 点位置更加固定， 同时， 采用牙托既方便固定定位标记点， 又不需要给患者肿瘤定位带来痛 苦。 0065 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说， 在 不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的 保护范围。 说 明 书 CN 102697561 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102697561 A 9 2/2 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 102697561 A 10 。