一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位系统及方法与流程

本发明涉及放射治疗领域，尤其涉及一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位系统及方法。

背景技术：

1、在放疗过程中追踪肿瘤位置变化是指在进行放射治疗时，使用特定的技术来监测和跟踪肿瘤的位置，通过实时监测肿瘤位置并相应调整照射束，可以确保肿瘤接受到准确的放射剂量，减少因肿瘤移动导致的剂量不确定性，提高治疗效果，随着医疗技术的不断进步，放疗已成为治疗恶性肿瘤的重要手段，然而，在放疗过程中，由于人体内部环境的复杂性和动态性，肿瘤的位置往往会发生一定的变化，为了提高放疗的精确性和安全性，肿瘤位置追踪技术应运而生。

2、传统技术中，主要采用外部标记物和固定患者体位的方法，对放疗过程中的肿瘤位置变化进行追踪，该方法通过在患者体表设置明显的标记物，如金属标记，并限制患者在放疗时的固定体位，从而间接推断出肿瘤的位置，但该方法仅依靠体表标记物可能无法精确反映肿瘤内部的实际位置变化，导致放射线未能准确覆盖肿瘤区域，影响放疗的整体效率和效果。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位系统及方法，可以精准追踪肿瘤在放疗过程中的位置变化，提高放疗的整体效率和效果。

2、第一方面，本发明提供了一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位方法，包括：

3、获取待跟踪的肿瘤患者及其对应的肿瘤位置，识别所述肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势，计算所述呼吸模式与所述肿瘤位置之间的关联系数，基于所述关联系数和所述位置变化趋势，监测所述肿瘤患者的实时呼吸状态；

4、识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化，基于所述体位变化，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏，识别所述体位变化对所述呼吸节奏的影响程度，根据所述影响程度，对所述肿瘤患者的身体部位进行固定，得到固定体位，基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，识别所述肿瘤位置的移动规律；

5、基于所述移动规律，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点，根据所述位置平衡点，识别所述实时呼吸状态的呼吸相位，基于所述呼吸相位和所述位置平衡点，设置所述肿瘤位置的放射束；

6、实时跟踪所述肿瘤位置的动态坐标，基于所述实时呼吸状态和所述动态坐标，确定所述放射束的放射时机，并分析所述肿瘤位置的运动轨迹，根据所述放射时机，识别所述放射束的放射角度，并构建所述运动轨迹与所述放射角度的关联模式，基于所述关联模式，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制；

7、基于所述多角度追踪机制，对所述肿瘤位置在放疗过程中的变化情况进行追踪，得到追踪结果。

8、在第一方面的一种可能实现方式中，所述识别所述肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，包括：

9、采集所述肿瘤患者的呼吸信号；

10、提取所述呼吸信号的关键特征；

11、基于所述关键特征，识别所述肿瘤患者的呼吸阶段；

12、根据所述关键特征和所述呼吸阶段，分析所述肿瘤患者的呼吸模式。

13、在第一方面的一种可能实现方式中，所述分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势，包括：

14、采集所述肿瘤位置对应的位置数据和所述呼吸模式对应的呼吸数据；

15、提取出所述呼吸数据中的呼吸阶段；

16、识别所述位置数据与所述呼吸数据的同步时间戳；

17、基于所述同步时间戳，分析所述肿瘤位置在所述呼吸阶段的异步变化；

18、基于所述异步变化和所述同步时间戳，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势。

19、在第一方面的一种可能实现方式中，所述识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化，包括：

20、采集所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的初始体位数据；

21、识别所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位稳定时间段；

22、分析所述体位稳定时间段的影响条件；

23、根据所述影响条件，计算所述初始体位数据的异变程度；

24、结合所述体位稳定时间段和所述异变程度，识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化。

25、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述体位变化，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏，包括：

26、基于所述体位变化，实时监测所述肿瘤患者的呼吸参数；

27、根据所述呼吸参数，计算所述肿瘤患者的吸呼比，并分析所述肿瘤患者的呼吸频率；

28、对所述吸呼比进行稳定性评估，得到稳定性评估结果；

29、计算所述呼吸频率在所述不同呼吸状态下的离散程度；

30、结合所述稳定性评估结果和所述离散程度，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏。

31、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，识别所述肿瘤位置的移动规律，包括：

32、基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，提取所述肿瘤位置的时间序列数据；

33、识别所述时间序列数据中的肿瘤特征；

34、根据所述肿瘤特征，识别所述肿瘤位置的肿瘤类型；

35、分析所述肿瘤类型对应的影响器官，并分析所述影响器官的运动模式；

36、结合所述肿瘤类型、所述影响器官和所述运动模式，识别所述肿瘤位置的移动规律。

37、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述移动规律，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点，包括：

38、基于所述移动规律，提取所述肿瘤位置在所述呼吸模式变化下的特征参数；

39、根据所述特征参数，识别所述肿瘤位置对应的呼气相位和吸气相位；

40、计算所述呼气相位和所述吸气相位对应的最小位置变化点；

41、根据所述最小位置变化点，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点。

42、在第一方面的一种可能实现方式中，所述根据所述放射时机，识别所述放射束的放射角度，包括：

43、根据所述放射时机，定位所述放射束的靶区；

44、识别出所述靶区对应的危及器官；

45、分析所述靶区在所述放射束下的体素剂量，并分析所述危及器官在所述放射束下的剂量限值；

46、基于所述体素剂量和所述剂量限值，计算所述放射束的目标剂量偏差；

47、根据所述目标剂量偏差，识别所述放射束的放射角度。

48、在第一方面的一种可能实现方式中，所述基于所述关联模式，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制，包括：

49、基于所述关联模式，识别所述肿瘤位置的多方位滞留点；

50、配置所述多方位滞留点的实时探测装置，并分析所述实时探测装置的探测结果；

51、分析所述探测结果的偏离程度；

52、根据所述偏离程度，设置所述实时探测装置的动态调整机制；

53、结合所述实时探测装置和所述动态调整机制，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制。

54、第二方面，本发明提出的一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位系统，其特征在于，所述系统包括：

55、呼吸监测模块，用于获取待跟踪的肿瘤患者及其对应的肿瘤位置，识别所述肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势，计算所述呼吸模式与所述肿瘤位置之间的关联系数，基于所述关联系数和所述位置变化趋势，监测所述肿瘤患者的实时呼吸状态；

56、规律识别模块，用于识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化，基于所述体位变化，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏，识别所述体位变化对所述呼吸节奏的影响程度，根据所述影响程度，对所述肿瘤患者的身体部位进行固定，得到固定体位，基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，识别所述肿瘤位置的移动规律；

57、放射分析模块，用于基于所述移动规律，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点，根据所述位置平衡点，识别所述实时呼吸状态的呼吸相位，基于所述呼吸相位和所述位置平衡点，设置所述肿瘤位置的放射束；

58、关联追踪设置模块，用于实时跟踪所述肿瘤位置的动态坐标，基于所述实时呼吸状态和所述动态坐标，确定所述放射束的放射时机，并分析所述肿瘤位置的运动轨迹，根据所述放射时机，识别所述放射束的放射角度，并构建所述运动轨迹与所述放射角度的关联模式，基于所述关联模式，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制；

59、位置追踪模块，用于基于所述多角度追踪机制，对所述肿瘤位置在放疗过程中的变化情况进行追踪，得到追踪结果。

60、与现有技术相比，本方案的技术原理及有益效果在于：

61、本发明实施例通过识别所述肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，可以通过同步患者的呼吸，优化放射束的发射时机，确保放射剂量更准确地送达肿瘤位置，减少对周围正常组织的损伤；进一步地，本发明实施例通过分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势，可以确定肿瘤在治疗过程中可能移动的范围，减少肿瘤运动导致的放射剂量不均的情况，提高放疗的局部控制率；本发明实施例通过识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化，可以帮助医生优化患者的体位固定，减少因呼吸运动导致的肿瘤位置变化，从而减少对周围正常组织的不必要照射，降低副作用的风险；进一步地，本发明实施例基于所述体位变化，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏，可以实现患者与治疗设备同步呼吸，确保在肿瘤处于理想位置时进行治疗；本发明实施例通过基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，识别所述肿瘤位置的移动规律，可以实时追踪肿瘤位置，从而能够更加精确地控制放射剂量的投送，避免对周围健康组织造成不必要的伤害，减少副作用；进一步地，本发明实施例通过基于所述移动规律，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点，可以确定在哪个呼吸相位肿瘤位置最为稳定，从而进行精准的放射治疗；本发明实施例通过基于所述关联模式，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制，可以实现对肿瘤位置的全方位覆盖，减少因肿瘤位置变化而引起的追踪误差，同时能够实现对复杂的肿瘤运动轨迹的准确追踪。因此，本发明实施例提出的一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位方法，可以精准追踪肿瘤在放疗过程中的位置变化，提高放疗的整体效率和效果。

技术特征：

1.一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置变化趋势，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别出所述肿瘤患者在所述实时呼吸状态下的体位变化，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述体位变化，分析所述肿瘤患者在不同呼吸状态下的呼吸节奏，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述固定体位和所述实时呼吸状态，识别所述肿瘤位置的移动规律，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述移动规律，分析所述肿瘤位置在所述呼吸模式下的位置平衡点，包括：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述放射时机，识别所述放射束的放射角度，包括：

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述关联模式，设置所述肿瘤位置的多角度追踪机制，包括：

10.一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位系统，其特征在于，所述系统包括：

技术总结
本发明涉及放射治疗技术领域，揭露一种在放疗过程追踪肿瘤位置变化的定位方法，方法包括：识别肿瘤患者在放疗过程中的呼吸模式，监测肿瘤患者在放疗过程中的实时呼吸状态；识别肿瘤患者在实时呼吸状态下的体位变化，分析体位变化对呼吸节奏的影响程度，识别肿瘤位置的移动规律；根据肿瘤位置在呼吸模式下的位置平衡点，设置肿瘤位置的放射束；实时跟踪肿瘤位置的动态坐标，分析肿瘤位置的运动轨迹，根据放射束的放射角度与运动轨迹之间的关联模式，设置肿瘤位置的多角度追踪机制；基于多角度追踪机制，对肿瘤位置在放疗过程中的变化情况进行追踪，得到追踪结果。本发明可以精准追踪肿瘤在放疗过程中的位置变化，提高放疗的整体效率和效果。

技术研发人员：赵金,李敏,杨怡萍
受保护的技术使用者：陕西省肿瘤医院（陕西省肿瘤防治研究所）（陕西省第三人民医院）
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5