【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机医学影像处理及医疗辅助，尤其涉及一种肺部粒子植入辅助诊疗方法。
技术介绍
1、多针粒子植入治疗技术是治疗恶性肿瘤的重要方法之一，目前在手术的诊疗临床上，放射性粒子的布源以及穿刺针的位置主要依靠医生的经验来判断，同时手术前需要花费大量的时间通过二维的ct图像来进行规划，这就需要医生具备娴熟的手术技能和较强的专业知识水平以及丰富的临床经验，但是由于医生能力水平存在差异，会导致手术方案的正确性和准确性得不到保证，为了表达出更直观的人体三维组织，以及更快速的进行术前的手术规划，可以使用目前的计算机技术对ct数据进行三维可视化，同时对肿瘤区域进行重建，并使用计算机自动规划来辅助医生的经验判断。
2、体绘制是一种显示离散三维采样数据集的二维投影技术，可以在平面上观察整个三维空间的全貌和特征，其中三维数据集一般是由ct或者磁共振成像采集的二维切面图像组成。其主要应用领域是医学成像领域，能够方便的将二维数据集转换为三维的可视化模型，有助于医生对疾病进行诊断。其中光线投射算法为其最常用的实现方法。
3、在三维区域重建方面，立方体行进算法(mc)是一种效果好且较为常用的方法，mc算法的核心是构建等值面，把三维数据中每相邻的八个像素点作为顶点构成一个独立的立方体，称为一个体元(cell)，以体元为单位来通过设置等值面阈值来寻找三维数据中的等值面。将等值面的阈值与像素点的值进行比较，则同时具有大于阈值的顶点和小于阈值的顶点的体元就处于物体的边界中，通过体元中八个点构造三角片去逼近这个边界。由于体元具有8个点，
4、放射性粒子布源参考医学tg43u1报告中给出的放射性粒子辐射量计算模型，采用计算机模拟迭代的方式进行。
5、临床上，粒子植入治疗实施是借助徒手穿刺、共面模板和3d非共面模板完成。徒手穿刺定位不精确，使得肿瘤内的粒子分布情况很难完全符合术前规划的粒子分布；共面模板借助一个带有多排等间距平行孔的模板辅助穿刺针导向定位，并依照术前规划的结果布置放射性粒子；但模板孔的方向和孔的间距固定，面对多病灶、大肿瘤和骨骼或重要器官遮挡情况，其剂量规划方法很难使得剂量分布满足临床要求。3d非共面模板是利用3d打印技术，打印出术前规划的针刺针道，在实施过程中根据3d非共面模板进行穿刺，从而避开骨骼、重要器官的遮挡。
6、中国专利“cn108607164a一种用于超声引导粒子植入布源分布状况检测方法”中提出了一种用于超声引导粒子植入布源分布状况检测方法，该方法提供了一种全新的、无二次辐射的、便捷的、经济的用于超声引导粒子植入布源分布状况评价方法，替代目前常规的ct布源成像方法，既能够监测浅表组织恶性肿瘤治疗效果，又能方便开辟新的可植入粒子。该方法利用便携式碲锌镉探测器对布源粒子进行快速成像，监测植入粒子的分布状况，评价粒子布源优劣，进而可以修正或改进粒子布源，能够对粒子分布情况进行观察与检测，方便对治疗恶性肿瘤的时效性进行评价且方便开辟新的可植入粒子。该方法利用超声成像技术，分辨率受限，在密集布源情况下无法完全准确地检测和定位微小的粒子植入布源，超声波在组织中的传播受到深度限制，无法有效地检测深部或深藏的粒子布源，导致局部遗漏或误判，其他因素也会影响超声成像的清晰度和准确性，使得粒子植入布源的检测受到干扰。
7、中国专利“cn103977498b一种放射性粒子锥形布源的三维构建方法”中提出了一种放射性粒子锥形布源的三维构建方法，通过在三维空间中定义穿刺起点及穿刺终点，可在选定的感兴趣肿瘤区域内按照给定的参数对放射性粒子进行锥形布放，从而使tpsb系统可以使用与临床实际穿刺类似的方式在三维空间进行布源，进而提高实际穿刺过程中的穿刺效率及布源精度。该方法使用锥形布源的三维构建方法，需要复杂的计算和模拟过程，增加了时间和精力的消耗，实施的技术难度和成本大，在粒子布源的复杂结构和布局情况下，可能耗时较长，在可视化方面需要额外的可视化技术和工具来展示数据。
8、中国专利“cn114832244a一种放射性粒子单通道布源方法及三维构建方法”中公开了一种放射性粒子单通道布源方法及三维构建方法，布源方法通过一条穿刺路径来完成所有粒子的植入，减轻手术过程中对人体的创伤。首先选择合适的穿刺点，通过影像引导，将中空的角度引导针鞘穿刺到目标肿瘤病灶表面，建立粒子植入通道；在角度引导针鞘中插入粒子植入针到达肿瘤病灶处，并通过粒子植入枪按一定间距均匀植入粒子；旋转角度并引导针鞘到某个角度，重复操作，从而在肿瘤中按照布源线植入多排粒子。该方法使用单通道布源，会限制粒子的辐射范围和均匀性，无法实现多通道布源的灵活性和精准性，导致辐射剂量分布不均匀，造成局部过剂量或欠剂量，影响治疗效果和安全性，而且单通道布源方法可能难以根据患者的具体情况和治疗需求进行灵活调节，限制了治疗方案的个性化和精准度。
技术实现思路
1、在多针粒子植入手术的术前规划方法中，穿刺位置以及粒子布源位置依赖医生以往的经验，且基于二维ct图像进行术前规划，观察不够直观清晰，在肺部组织的观察和判断中缺乏有效的三维空间信息，导致粒子植入手术规划耗时长，难度大。同时在放射性粒子布源的过程中，医生需要根据ct扫描的图像采用人工的方式一帧一帧进行布置，无法直观的观察到布源结果。目前，国内尚未出现一种对人体可视化真实程度高、且能自动进行三维空间粒子布源的计算机辅助诊疗方法。
2、本专利技术的技术方案如下：一种肺部粒子植入辅助诊疗方法，包括步骤如下：
3、步骤1、ct图像序列读取；
4、步骤2、渲染可视化；通过改进的体绘制方法对ct图像进行真实感可视化、可视化结果基于unity平台和steamvr的支持在vr眼睛中实时显示；
5、步骤3、靶区表面重建；对ct图像中分割出的重点区域进行三维重建，得到重点区域的表面网格模型，用于后续的碰撞体计算；
6、步骤4、迭代粒子布源位置；以放射性粒子空间剂量模型作为辐射计算模型，在重点区域中进行放射性粒子位置的自动计算和布源辐射计量的计算；具体计算迭代过程如下：
7、(1)建立迭代评估指标；综合考虑靶区和所在位置的剂量覆盖情况，根据位置的重要程度为每种组织位置设置相应的权重因子，定义如下：
8、f＝ω1∑(dj-dp)2
9、其中ω1为权重值，dj为靶区内某一点的空间剂量值，dp为处方剂量值；
10、(2)在靶区内的空间点随机生成初始粒子分布，初始粒子数量由靶区的长、宽、高计算得到，粒子之间限制其最小距离；
11、(3)对当前的粒子分布位置添加一个随机扰动，随机扰动的方向由粒子距离重点区域边界的距离、以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述改进的体绘制方法通过基于物理的体绘制渲染模块实现；
3.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述GGX法线分布函数其表达为，
4.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述菲涅尔近似项采用Schlick近似，公式如下：
5.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述几何函数的表达形式为：
6.根据权利要求3-5任一所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述基于物理的体绘制渲染模块的具体实现主要在unity平台上完成，采用C#脚本、fo-dicom医学影像处理插件库结合Shader的方式，具体步骤如下：
7.根据权利要求6所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述靶区表面重建通过区域重建模块及辐射区域三维重建模块实现；
8.根据权利要求7所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述辐射区域三维重建
9.根据权利要求8所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述放射性粒子位置的自动计算和布源辐射计量的计算通过粒子自动布源计算模块实现；具体步骤如下，
...【技术特征摘要】
1.一种肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，包括步骤如下：
2.根据权利要求1所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述改进的体绘制方法通过基于物理的体绘制渲染模块实现；
3.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述ggx法线分布函数其表达为，
4.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述菲涅尔近似项采用schlick近似，公式如下：
5.根据权利要求2所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特征在于，所述几何函数的表达形式为：
6.根据权利要求3-5任一所述的肺部粒子植入辅助诊疗方法，其特...
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