一种实时图像引导的方法与流程

一种实时图像引导的方法
1.本发明是发明名称为“一种实时图像引导的技术方法”的分案申请，其中，母案的申请号为201910089230.2，申请日为2019.01.30。
技术领域
2.本发明涉及实时图像引导技术领域，特别是涉及一种实时图像引导的方法。


背景技术：

3.放射治疗(简称放疗)是肿瘤治疗方法中重要的一种，精准放疗是放疗领域的重要发展方向。根据临床需要，在放疗执行过程中，为了保证射线准确地照射到肿瘤靶区上，通常需要使用图像引导(image guided radiation therapy，igrt)。图像引导是通过x射线等成像装置在治疗前和治疗过程中对患者靶区位置进行定位和跟踪，以保证射线始终精准地照射在肿瘤靶区上，使得肿瘤周围正常器官接受尽可能低的照射。
4.目前放疗行业中使用的图像引导主要有核磁图像引导、光学图像引导、x射线图像引导等几种技术。核磁图像引导具有软组织分辨率高、放射治疗过程中可同步实时成像等优点，但是成本极高，目前尚未大规模推广。光学图像引导具有价格相对较低、放射治疗过程中可同步实时成像等优点，但是只能追踪患者体表的运动位移，无法检测和跟踪患者体内肿瘤靶区的真正运动位移。x射线图像引导具有空间定位准确、成像质量高、价格相对较低等优点，但是由于放射治疗所用的射线通常为mv级x射线，x射线图像引导系统通常使用的是kv级x射线。放射治疗的mv级射线所产生的散射线对kv级x射线图像引导系统的信号采集和成像会产生较大的影响，所以kv级x射线图像引导系统在放射治疗过程中实现同步实时成像的技术难度较大。
5.因此，亟需一种实时图像引导的方法，基于现有的x射线图像引导系统，在进行放射治疗过程中实现同步实时x射线图像引导，提高治疗的精准度。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种实时图像引导的方法，在进行放射治疗过程中实现同步实时x射线图像引导，提高治疗的精准度。
7.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
8.一种实时图像引导的方法，包括：
9.通过x射线图像引导系统的射线发生器向探测板发射第一射线，得到第一图像；所述第一射线为kv级x射线，且所述第一射线的脉冲间隔t大于所述探测板成像的时间；
10.对所述第一图像进行滤波和去噪，得到第三图像；
11.获取第二图像；所述第二图像为所述第一射线的脉冲间隔t内，所述探测板采集的图像；
12.对所述第二图像进行滤波和去噪，得到第四图像；
13.对所述第三图像和所述第四图像进行相减，得到第五图像。
14.可选地，所述第一射线的脉冲间隔t由控制软件进行设置。
15.可选地，所述射线发生器为脉冲式射线发生器。
16.可选地，所述实时图像引导的方法，还包括：
17.对所述第五图像进行滤波和去噪操作。
18.为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：
19.一种实时图像引导的方法，包括：
20.第一步，在kv级x射线图像引导系统中选择脉冲式射线发生器，并通过控制软件设置生成的kv级x射线的脉冲间隔为t；所述kv级x射线的脉冲间隔t大于探测板成像所需的时间；
21.第二步，在mv级x射线照射治疗过程中，所述kv级x射线图像引导系统中的脉冲式射线发生器向所述探测板发射kv级x射线，生成第一图像；所述第一图像为由所述kv级x射线图像引导系统中的脉冲式射线发生器产生的kv级x射线与所述mv级x射线照射治疗过程中的mv级射线产生的散射线共同作用而成；
22.第三步，在所述kv级x射线图像引导系统的脉冲间隔t内，所述控制软件控制所述探测板正常工作，生成第二图像；所述第二图像是由所述mv级x射线照射治疗过程中的mv级射线所产生的散射线作用而成的；
23.第四步，对第二步中得到的所述第一图像和第三步中得到的所述第二图像进行相减操作，得到第六图像；所述第六图像是由所述kv级x射线图像引导系统中的脉冲式射线发生器产生的kv级x射线作用而成的，所述第六图像用于进行放射治疗的图像引导操作。
24.可选地，在第二步、第三步和第四步中分别增加滤波和去噪操作。
25.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
26.通过x射线图像引导系统的射线发生器向探测板发射第一射线，得到第一图像，其中，第一图像为第一射线与mv级x射线照射治疗过程中的mv级射线产生的散射线共同作用而成的；对第一图像进行滤波和去噪，得到第三图像；获取所述第一射线的脉冲间隔t内，所述探测板生成的图像，即第二图像，其中，第二图像是由mv级x射线照射治疗过程中的mv级射线所产生的散射线作用单独作用而成的；对第二图像进行滤波和去噪，得到第四图像；最后对所述第三图像和所述第四图像进行相减，得到第五图像，第五图像即为第一射线单独作用而成的。本发明是在放射治疗过程中进行实时同步的x射线图像引导，提高了治疗精度，此外，还具有实现难度小，成本低的优点。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的结构示意图。
28.图1为本发明实时图像引导的方法的流程示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.本发明的目的是提供一种实时图像引导的方法，在进行放射治疗过程中实现同步实时x射线图像引导，提高治疗的精准度。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
32.x射线图像引导系统通常由高压模块、射线发生器、探测板三部分组成，工作原理为射线发生器在高压模块的供电作用下，发射出x射线，x射线经过介质被衰减吸收后，被探测板吸收检测。探测板根据检测到的射线能谱和分布，即可生成相应的x射线图像。
33.实施例一
34.如图1所示，本实施例提供一种实时图像引导的方法，包括：
35.步骤100，通过x射线图像引导系统的射线发生器向探测板发射第一射线，得到第一图像；所述第一射线为kv级x射线，且所述第一射线的脉冲间隔t大于所述探测板成像的时间。具体地，所述第一射线的脉冲间隔t由控制软件进行设置，所述射线发生器为脉冲式射线发生器。
36.步骤200，对所述第一图像进行滤波和去噪，得到第三图像。
37.步骤300，获取第二图像；所述第二图像为所述第一射线的脉冲间隔t内，所述探测板采集的图像。
38.步骤400，对所述第二图像进行滤波和去噪，得到第四图像。
39.步骤500，对所述第三图像和所述第四图像进行相减，得到第五图像。
40.在本实施例中，实时图像引导的方法还包括：对所述第五图像进行滤波和去噪操作。
41.实施例二
42.本实施例在实际临床放射治疗中可适用的射线包括电子线、x射线、质子线等多种射线。
43.下面以在mv级x射线放射治疗过程中使用kv级x射线图像引导系统来实现实时图像引导为例，来说明本实施例的技术原理。
44.1，kv级x射线图像引导系统中选择使用脉冲式射线发生器，即生成的x射线为脉冲方式。设生成的x射线的脉冲间隔为t，在控制软件中设置t的大小，使之大于探测板成像所需的时间。
45.2、在x射线照射治疗过程中，x射线图像引导系统的射线发生器正常工作，产生x射线，探测板正常工作，生成第一图像。由成像原理可知，第一图像是由x射线图像引导系统产生的x射线和放射治疗的mv级射线所产生的散射线共同作用而成的。第一图像通常无法显示正常的解剖信息，无法直接使用。
46.3、在x射线图像引导系统的脉冲间隔时间段内，系统控制软件控制探测板正常工作，生成第二图像。由成像原理可知，第二图像是由放射治疗的mv级射线所产生的散射线作用而成的。第二图像通常也无法显示正常的解剖信息，也无法直接使用。
47.4、根据x射线成像具有线性时不变的特性，对步骤2中得到的第一图像和步骤3中
得到的第二图像进行相减操作，得到第六图像。由成像原理可知，第六图像是由x射线图像引导系统产生的x射线作用而成的，放射治疗的mv级射线所产生的散射线作用已被减影消除。第六图像可显示正常的解剖信息，可直接使用，进行放射治疗的图像引导操作。
48.以上步骤为本发明的技术原理，实际操作中可能需要增加滤波、去噪等图像处理操作。相关的滤波、去噪等图像处理操作为常规技术操作，相关专业人员均可实现。
49.相对于现有技术，本发明还具有以下优点：
50.本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种实时图像引导的技术方法，实现难度小，成本低；而且在放射治疗过程中可实现同步实时x射线图像引导，提高治疗的精准度。
51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
52.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。