【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及放射治療，尤其涉及基于vr的sgrt擺位驗證方法及相關(guān)設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、在放射治療(radiation?therapy，rt)中，患者擺位的精準(zhǔn)性極為重要，尤其是在高劑量照射情況下，任何擺位誤差都可能導(dǎo)致正常組織損傷或腫瘤靶區(qū)漏照。為了確保擺位精度，傳統(tǒng)方法依賴于影像引導(dǎo)放射治療(igrt)，例如ct或x射線，這些方法通過實時成像來確認患者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否與治療計劃一致。然而，igrt的缺點在于需要反復(fù)拍攝影像，導(dǎo)致患者額外暴露于輻射中，并且操作過程復(fù)雜。
2、光學(xué)體表引導(dǎo)放療(surface-guided?radiation?therapy，sgrt)作為一種新型技術(shù)，通過光學(xué)手段進行非接觸式定位，避免了傳統(tǒng)影像技術(shù)中增加輻射劑量的問題。sgrt使用多個攝像頭實時捕捉患者的三維表面形狀和位置，將其與治療計劃中的參考3d影像體表進行對比，利用剛性或彈性配準(zhǔn)算法來校正患者擺位，使得sgrt系統(tǒng)能夠在無輻射的情況下持續(xù)監(jiān)測患者的體表變化，特別適用于動態(tài)或頻繁調(diào)整的治療。
3、sgrt系統(tǒng)依賴于多攝像頭和投影儀的組合，以生成并注冊患者的實時三維表面點云數(shù)據(jù)；系統(tǒng)在獲得患者三維表面后，將其與計劃中的參考圖像進行配準(zhǔn)，計算偏差并及時調(diào)整擺位，這種非電離性質(zhì)使得sgrt可以在整個放療過程中反復(fù)使用，而不會增加患者的輻射暴露。sgrt系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于乳腺癌、腹部、頭頸部、顱內(nèi)腫瘤、兒童腫瘤等臨床場景。
4、盡管sgrt能夠?qū)崟r監(jiān)測患者的體表位置，但并不能直接提供關(guān)于內(nèi)部器官或腫瘤的詳細信息，
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、基于上述問題，本專利技術(shù)的目的在于提供基于vr的sgrt擺位驗證方法及相關(guān)設(shè)備，將vr與sgrt結(jié)合，通過剛體配準(zhǔn)加形變配準(zhǔn)策略，不僅可以增強擺位驗證的精度，還可以提供實時的交互反饋，利于保障放射治療的效率和效果。
2、本專利技術(shù)的目的采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：
3、第一方面，本專利技術(shù)提出基于vr的sgrt擺位驗證方法，所述方法包括：
4、獲取患者的治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)；所述治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)包括患者的表面輪廓數(shù)據(jù)、勾畫數(shù)據(jù)、劑量數(shù)據(jù)以及治療等中心位置；
5、利用所述治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)進行三維可視化重建，構(gòu)建患者的三維模型；
6、通過sgrt獲取患者的實時體表數(shù)據(jù)；
7、將所述實時體表數(shù)據(jù)與所述三維模型中的表面輪廓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進行剛體配準(zhǔn)；
8、將所述實時體表數(shù)據(jù)與所述三維模型中的表面輪廓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進行形變配準(zhǔn)，并根據(jù)形變配準(zhǔn)結(jié)果重建出三維形變場；
9、利用重建的三維形變場，將影像和治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)形變到構(gòu)建的三維擺位坐標(biāo)系中，并通過vr進行顯示以對sgrt擺位進行驗證。
10、優(yōu)選地，在形變配準(zhǔn)之前，所述方法還包括：
11、根據(jù)剛體配準(zhǔn)結(jié)果，獲得第一位移；
12、通過所述第一位移，進行移床操作。
13、優(yōu)選地，所述方法還包括：
14、根據(jù)形變配準(zhǔn)結(jié)果，獲得第二位移；
15、通過所述第二位移，進行移床操作。
16、優(yōu)選地，利用基于點云的剛體配準(zhǔn)方法進行剛體配準(zhǔn)。
17、優(yōu)選地，所述剛體配準(zhǔn)包括計算損失函數(shù)，所述損失函數(shù)為：
18、
19、其中，loss為損失函數(shù)，pi為患者的實時體表數(shù)據(jù)點，qi為患者勾畫數(shù)據(jù)的皮膚輪廓點云中與pi對應(yīng)的點，ni為目標(biāo)點qi處的法向量，r為旋轉(zhuǎn)矩陣，t為平移向量；n為數(shù)據(jù)點的樣本數(shù)量。
20、優(yōu)選地，通過regformer網(wǎng)絡(luò)進行形變配準(zhǔn)，通過表面輪廓形變，獲得內(nèi)部器官整體形變，重建出三維形變場。
21、優(yōu)選地，所述通過vr進行顯示以對sgrt擺位進行驗證，包括：
22、將患者的三維模型導(dǎo)入vr設(shè)備，構(gòu)建虛擬環(huán)境；
23、將患者位置信息與虛擬環(huán)境中的三維模型進行實時融合，在vr設(shè)備中顯示。
24、優(yōu)選地，所述將患者位置信息與虛擬環(huán)境中的三維模型進行實時融合，在vr設(shè)備中顯示，包括：
25、通過所述vr設(shè)備，呈現(xiàn)患者當(dāng)前位置、放射治療計劃中的目標(biāo)位置以及患者當(dāng)前位置與放射治療計劃中目標(biāo)位置的重合度；
26、通過所述vr設(shè)備，實時顯示影像、勾畫數(shù)據(jù)和計劃數(shù)據(jù)構(gòu)建的三維模型。
27、優(yōu)選地，所述將患者位置信息與虛擬環(huán)境中的三維模型進行實時融合，在vr設(shè)備中顯示之后，所述方法還包括：
28、根據(jù)所述重合度，進行擺位調(diào)整，以確?；颊弋?dāng)前位置與放射治療計劃中的目標(biāo)位置即治療等中心位置一致。
29、第二方面，本專利技術(shù)提供基于vr的sgrt擺位驗證裝置，所述裝置包括：
30、治療計劃獲取模塊，用于獲取患者的治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)；所述治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)包括患者的表面輪廓數(shù)據(jù)、勾畫數(shù)據(jù)、劑量數(shù)據(jù)以及治療等中心位置；
31、模型構(gòu)建模塊，用于利用所述治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)進行三維可視化重建，構(gòu)建患者的三維模型；
32、實時數(shù)據(jù)獲取模塊，用于通過sgrt獲取患者的實時體表數(shù)據(jù)；
33、剛體配準(zhǔn)模塊，用于將所述實時體表數(shù)據(jù)與所述三維模型中的表面輪廓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進行剛體配準(zhǔn)；
34、形變配準(zhǔn)模塊，用于將所述實時體表數(shù)據(jù)與所述三維模型中的表面輪廓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)進行形變配準(zhǔn)，并根據(jù)形變配準(zhǔn)結(jié)果重建出三維形變場；
35、驗證模塊，用于利用重建的三維形變場，將影像和治療計劃相關(guān)數(shù)據(jù)形變到構(gòu)建的三維擺位坐標(biāo)系中，并通過vr進行顯示以對sgrt擺位進行驗證。
36、第三方面，本專利技術(shù)提供一種治療系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
37、放射治療裝置，用于對患者進行放射治療；
38、本專利技術(shù)所述的擺位驗證本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，在形變配準(zhǔn)之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，利用基于點云的剛體配準(zhǔn)方法進行剛體配準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述剛體配準(zhǔn)包括計算損失函數(shù)，所述損失函數(shù)為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，通過RegFormer網(wǎng)絡(luò)進行形變配準(zhǔn)，通過表面輪廓形變，獲得內(nèi)部器官整體形變，重建出三維形變場。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述通過VR進行顯示以對SGRT擺位進行驗證，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述將患者位置信息與虛擬環(huán)境中的三維模型進行實時融合，在VR設(shè)備中顯示，包
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于VR的SGRT擺位驗證方法，其特征在于，所述將患者位置信息與虛擬環(huán)境中的三維模型進行實時融合，在VR設(shè)備中顯示之后，所述方法還包括：
10.基于VR的SGRT擺位驗證裝置，其特征在于，所述裝置包括：
11.一種治療系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：
12.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)權(quán)利要求1-9任一項所述方法的步驟。
13.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述存儲介質(zhì)存儲計算機指令，當(dāng)計算機讀取所述計算機指令時，所述計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1-9中任一項所述方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，在形變配準(zhǔn)之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，利用基于點云的剛體配準(zhǔn)方法進行剛體配準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，所述剛體配準(zhǔn)包括計算損失函數(shù)，所述損失函數(shù)為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，通過regformer網(wǎng)絡(luò)進行形變配準(zhǔn)，通過表面輪廓形變，獲得內(nèi)部器官整體形變，重建出三維形變場。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于vr的sgrt擺位驗證方法，其特征在于，所述通過vr進行顯示以對sgrt擺位進行驗...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：白雪岷，朱天寶，劉清泉，張曉麗，
申請(專利權(quán))人：邁勝醫(yī)療設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。