CN102697565A

CN102697565A - 基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法

Info

Publication number: CN102697565A
Application number: CN2012102262029A
Authority: CN
Inventors: 刘洪英; 皮喜田; 郑小林; 刘洋; 师小荃
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2012-07-03
Filing date: 2012-07-03
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明公开了一种基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法。在人体腹部特定部位贴附锝［^99mTc］标记点，并使其吞服含锝［^99mTc］溶液的遥控释药胶囊，通过核医学设备采集人体腹部正、侧面放射性标记图像组，运用图像处理器进行图像格式转换，对转换后的图像组进行编号并保存至图像工作站，安装于图像工作站的定位软件读取图像组，获取标记点和遥控释药胶囊点的二维坐标，计算出各点相应的三维坐标，并建立三维坐标系，描计出遥控释药胶囊在消化道中的空间相对位置，连接各空间位置点构成遥控释药胶囊的消化道空间轨迹图。本发明获得了遥控释药胶囊在消化道的三维轨迹，提高了定位与跟踪的准确性。

Description

基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法

技术领域

本发明涉及的是医学领域中微型诊疗胶囊在人体消化道中的定位方法，尤其涉及一种基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法。

背景技术

遥控释药胶囊是一种基于微机械电子技术的微型药物释放装置，可以装载一定量的药物，经口服后进入消化道，随消化道蠕动前行，当到达人（或者动物）消化道的指定部位时，由位于体外的触发装置给予释药信号使其释放药物。其常用于新药开发中的人（或者动物）的药物消化道局部吸收特性研究。准确定位胶囊在消化道中的具体位置是定点释放药物的前提。

目前，常用于遥控释药胶囊体内定位方法有X线透视和γ闪烁扫描定位。X线透视主要通过X线机获得人（或者动物）的腹部X光图像，然后从图像中直接观察遥控释药胶囊的位置。该方法快速且结果直观，但该方法只能得到二维结果，因肠道在腹部的蜷曲堆叠使其定位的精度不高。同时反复多次的X光透视对实验人员及实验对象均会产生不利影响。

γ闪烁扫描定位是将放射性同位素密封在胶囊内，实验对象在服用胶囊的同时服用少量的放射性核素溶液，然后每隔一段时间利用γ相机，单光子发射断层装置（SPECT）或正电子发射断层装置（PET）获取人（或者动物）腹部图像信息，包括核素溶液勾画出的胃肠道平面轮廓信息和胶囊的位置信息，医生通过获得的二维图像信息和自己的经验做出判断，定出遥控释药胶囊在体内的实际位置。实际应用中为了减少放射性核素对自愿者的伤害，所服用的放射性核素溶液浓度及剂量均很低，致使胃肠道背景图像并不明显，外加小肠在腹部的盘旋重叠，因此很难从平面图像精确的判断遥控释药胶囊在体内的具体位置，致使定位的准确性不高。

发明内容：

本发明的目的在于针对现有方法存在的不足和缺陷，提出了一种基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内定位跟踪方法。本发明将定位软件和闪烁扫描相结合，根据闪烁扫描所得的二维图像，重建出遥控释药胶囊在消化道的三维空间轨迹，以更好的判断遥控释药胶囊在人体消化道内的实际位置，提高定位的准确性和跟踪的精确度。

本发明是通过以下技术方案实现的，具体步骤如下：

第一步，在人体腹部体表贴附［^99mTc］标记点，并使其吞服含有锝［^99mTc］溶液的遥控释药胶囊；

所述的锝［^99mTc］标记点是用吸附有锝［^99mTc］溶液的医用脱脂棉球制作而成，脱脂棉球的直径为3~5mm。用医用注射器将锝［^99mTc］溶液注入到脱脂棉球中，用医用透明胶带将注射有锝［^99mTc］溶液的脱脂棉球粘贴在人体腹部标记点位置。

所述的锝［^99mTc］标记点贴附的具体位置包括：人体腹部的两条水平线和两条垂线相交形成的四个交点，肚脐部位点和麦氏点。其中，幽门平面水平线上的标记点可以帮助观察遥控释药胶囊是否移出胃部，麦氏点处的标记点可以帮助观察遥控释药胶囊是否到达回盲瓣位置。所述的人体腹部的两条水平线分别是幽门平面水平线和结节间平面水平线，两条垂线分别经过双侧腹股沟韧带中点的两条垂线。

第二步，利用核医学影像设备，γ相机，单光子发射断层装置（SPECT）或正电子发射断层装置（PET），观察遥控释药胶囊移出胃部后，开始从人体腹部正面和侧面采集图像，构成图像组，并将图像组传输至图像处理器；

所述的图像组由遥控释药胶囊在人体消化道内同一位置时核医学影像设备采集的腹部正、侧面两幅图像构成。

第三步，图像处理器将图像组的图像格式转换成JPG格式或者BMP格式，并按照图像组采集时间先后编号并保存至图像工作站；

第四步，图像工作站应用定位软件读取图像组，从图像组中获取标记点和遥控释药胶囊点的二维坐标，并计算出标记点和遥控释药胶囊点的三维坐标；

所述的定位软件是基于VB和Matlab的一套定位软件，由Matlab中的ginput函数获得图像中各标记点和遥控释药胶囊点的二维坐标，通过空间投影定位算法程序计算得出标记点和遥控释药胶囊的三维坐标。

第五步，安装于图像工作站的定位软件建立三维坐标系，根据获得的三维坐标描记出遥控释药胶囊在消化道中的空间位置；

第六步，重复步骤二至五，直到遥控释药胶囊的空间位置到达消化道的指定部位（比如：空肠、回肠、升结肠、横结肠、降结肠等）时停止图像采集及定位操作；

与现有技术相比，本发明的技术效果为：利用闪烁扫描原理，获得了具有标记点的遥控释药胶囊消化道图像组，运用定位软件对图像组进行处理，得到了遥控释药胶囊在消化道中的三维空间位置，定位更加准确、可靠。

附图说明：

图1是本发明的系统框图

图2是本发明的定位软件流程示意图

具体实施方式：

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

1.本实施例用到以下实验材料及工具：

锝［^99mTc］溶液0.2ml（放射性活度2mCi），遥控释药胶囊XDZ-B（重庆大学维多生物工程研究所研制的XDZ-B型遥控释药胶囊），医用快干胶，医用无菌手套，一次性注射器（1ml），卷尺，医用透明胶带，单光子发射断层装置SPECT（西南医院核医学科SPECT检查室）。

2. 本实施例的准备工作：

a) 制作含锝遥控释药胶囊和标记点。用一次性注射器抽取0.15ml锝［^99mTc］溶液，注入遥控释药胶囊中，用医用快干胶粘贴密封。

b) 用脱脂棉制作6个直径3~5mm棉球，置于医用透明胶带的粘贴面，用一次性注射器在棉球上注射0.05ml锝［^99mTc］溶液。

3.本实施例的具体实施步骤：

a) 将棉球分别贴附在志愿者的肚脐处、麦氏点处、幽门平面水平线和结节间平面水平线与经过双侧腹股沟韧带中点的两条垂线交叉形成的四个交点处，并测量四点之间的距离。

b) 志愿者吞服含锝遥控释药胶囊。与此同时医生用SPECT进行观察，确定遥控释药胶囊进入胃部。

c) 志愿者开始自由活动以促进消化道蠕动，帮助遥控释药胶囊从胃中排空进入肠道。期间每隔20~30分钟通过SPECT观察判断遥控释药胶囊是否从胃中排空进入肠道。

d) 当观察发现遥控释药胶囊进入志愿者小肠后，开始采集志愿者腹部正面、侧面图像，构成图像组。每组图像组采集间隔时间为5分钟，每副图像的采集时间为5秒钟。

e) 将SPECT采集到的DICOM格式图像组传输至专用的图像处理器，经图像处理器将DICOM格式图像转换成BMP格式图像，并将图像组进行编号，再通过USB接口将编号的图像组保存至图像工作站。

f) 图像工作站的定位软件对图像组进行实时读取，运用Matlab中的ginput函数确定图像组中标记点和遥控释药胶囊的二维坐标，通过空间投影定位算法程序计算标记点和遥控释药胶囊的三维坐标，定位软件运行过程如图2所示。

g) 依照步骤f中的标记点的三维坐标建立三维坐标系，在三维坐标系中描记出遥控释药胶囊点相对于标记点的一个空间位置。

h) 重复所述步骤d-g，逐个描记遥控释药胶囊的空间位置。三个半小时后，遥控释药胶囊运动到回盲瓣部位，停止图像组采集。

i) 将得到的空间位置点依次连接，形成遥控释药胶囊的消化道空间轨迹图。

本实施例通过将实验对象人体的胃肠道各段起点对应的体表进行标记，将胃、小肠、大肠段区分开来，同时通过核医学设备获得遥控释药胶囊和标记点的二维平面图像组，根据图像组的二维坐标数据重建出三维轨迹图，有效的避免了肠道堆叠在平面图上无法区分的缺点，提高了定位的准确度。

Claims

1.基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法，其特征在于，具体步骤为：

第一步，在人体腹部体表贴附锝［^99mTc］标记点，并使其吞服含有锝［^99mTc］溶液的遥控释药胶囊；

第二步，利用核医学影像设备，γ相机，单光子发射断层装置（SPECT）或正电子发射断层装置（PET），分别从人体腹部正面和侧面采集图像，构成图像组，并将图像组传输至图像处理器；

第三步，图像处理器将图像组的图像格式转换成JPG格式或者BMP格式，并按照图像组采集的时间先后进行编号，将所有图像组保存至图像工作站；

第四步，运用安装在图像工作站的定位软件对编号的图像组进行读取，从各图像组中获取标记点和遥控释药胶囊的二维坐标，并计算标记点和遥控释药胶囊的三维坐标；

第五步，利用安装在图像工作站的定位软件建立三维坐标系，并根据获得的三维坐标描记出遥控释药胶囊在消化道中的空间位置；

第六步，重复步骤二至五步，至三维坐标描记出遥控释药胶囊的空间位置到达消化道的指定部位（比如：空肠、回肠、升结肠、横结肠、降结肠等）时停止图像采集及定位操作。

2.根据权利要求书1所述的基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法，其特征在于：第一步所述的锝［^99mTc］标记点是用吸附有锝［^99mTc］溶液的医用脱脂棉球制作，脱脂棉球的直径为3~5mm，用医用透明胶带贴在人体腹部表面。

3.根据权利要求书1所述的基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法，其特征在于：第一步所述的锝［^99mTc］标记点贴附的具体位置包括：人体腹部体表幽门平面水平线和结节间平面水平线的两条水平线与经过双侧腹股沟韧带中点的两条垂线交叉形成的四个交点、肚脐部位点和麦氏点。

4.根据权利要求书1所述的基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法，其特征在于：第二步所述的图像组由遥控释药胶囊在人体消化道内同一位置时核医学影像设备采集的腹部正、侧面两幅图像构成。

5.根据权利要求书1所述的基于闪烁扫描的遥控释药胶囊体内跟踪定位方法，其特征在于：第四步所述的定位软件是基于VB和Matlab的一套定位软件，由Matlab中的ginput函数获得图像中各标记点和遥控释药胶囊点的二维坐标，通过空间投影定位算法程序计算得出标记点和遥控释药胶囊的三维坐标。