CN101072540B - 腔内ct定位标记激光器 - Google Patents

Abstract

一种诊断成像系统，包含限定容纳对象的腔(26)的固定台架(20)。第一和第二激光器(66、68)牢固安装在固定台架(20)上。矢形激光器(48)安装在头顶，用于在平行于轴向(Z)的竖直平面(60)内在对象的上部投射纵轴线(58)。床(36)将对象移动进入腔(26)以产生关心区域的图像，移出腔进行标记。使用者分割图像以绘出至少一个器官的轮廓。确定所分割器官的等效中心(94)。在调整床(36)的同时，对矢形、第一和第二激光器(48、66、68)中的至少一个进行调整从而由矢形、第一和第二激光器(48、66、68)投射的激光线(58、76、78)相交于所确定的等效中心(94)。矢形、第一和第二激光器(48、66、68)进行激光标记对象。

Description

腔内CT定位标记激光器

技术领域

本发明涉及诊断成像领域。它在与肿瘤研究结合的领域有特别的应用，并且将特别参考该领域进行描述。然而应当理解，本发明适用于诊断成像的广泛范围以及基于多种原因的对多种器官的研究。

背景技术

在肿瘤学计划中，肿瘤学家通常生成待治疗区域的CT图像或者大量x射线、投影图像。肿瘤学过程中一个优先考量因素是将x射线光子束和体内肿瘤进行准确并且具有可靠的可重复性的对准。如果所选轨线没有被准确定位，x射线束将处理肿瘤的大部分，但是将留下一部分未被照射同时损害健康的组织。相反，某些组织易于被辐射损害，例如骨头的稠密组织吸收大部分辐射从而改变了剂量。可以选择轨线来避免这些组织，但常常需要接近它们以在指定的边缘达到目标。如果轨线出现轻微偏移，这些组织可能被损害或者剂量无意中被改变。

关键是将患者相对于辐射装置进行定位，从而待照射区域的中心与辐射装置的等角点一致。飞利浦的医疗系统的CT模拟器通常使用患者绝对标记。在绝对标记中，完成CT扫描并且在患者保持在床上的情况下确定治疗区域的中心。移动床以便将腔外的肿瘤定位于三个激光器的交点，这些激光器也位于腔外。矢形激光射线从顶部投射，十字准线激光射线从病床的两侧投射。十字准线的位置以及侧部和顶部激光在患者上的交点被标记以确定肿瘤的位置。

因为医生需要接近患者，三个激光器安装在离开台架前端的规定距离处。通过这种方式，侧部激光器、横向激光和冠状激光共面，并典型地通过支柱安装在地面上或者是墙上。矢形部件安装到天花板或者与患者支撑物的底端相对的墙上。

然而由于室内的障碍物，在台架前面安装标记激光器常常难于相对于台架准确安放。此外，侧部激光器安装在距离扫描平面固定的500-700mm距离处。由于患者支撑物的变化(标记平面和扫描平面之间的不同下垂)引起的标记准确性作为扫描平面和标记平面之间距离的函数而发生改变。安装在台架前面的侧部激光器常常被患者推车和轮椅撞击，这可能导致激光器的未对准以及校正的延迟。

本申请期望一种新的方法和装置，其能够克服上面提到的以及其它的问题。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种诊断成像系统。该诊断成像系统包括固定的台架、在固定台架中限定的对象容纳腔、在腔的中心限定的成像等角点、安装在固定台架上的第一和第二激光器、覆盖固定台架和激光器的掩盖罩，掩盖罩限定的窗口，来自激光器的光穿过该窗口进入腔，以及用于将对象的关心区域移动到腔内的床。

根据本发明的另一个方面，公开了一种诊断成像方法。提供一个固定台架。在固定台架内限定对象容纳腔。成像等角点限定位于腔的中心。将第一和第二激光器安装到固定台架上。使用掩盖罩覆盖固定台架和激光器。掩盖罩中限定有窗口，来自激光器的光穿过该窗口进入腔。将对象的关心区域移动进入腔内。

本发明的一个优点存在于，至少横向的和冠状的标记激光与扫描器整体安装。

另一个优点存在于，在系统装运之前装配标记激光器。

另一个优点存在于，减小了标记激光器的安装易损性从而减小了对再校准的需要。

另一个优点存在于，保持标记的精确度。

另一个优点存在于，减小了安装时间，因为侧部激光器于在扫描器中被交付安装并且校准。

再一个优点存在于，改进的激光器屏蔽。

在阅读并理解下面优选实施例的详细描述的基础上，对于本领域技术人员来说，本发明进一步的优点和好处将是显而易见的。

附图说明

本发明可以采取不同的组件和组件的排列，以及不同的步骤和步骤的排列。附图仅用于例示优选实施例的目的，而不应解释为限制本发明。

图1为成像系统的概略说明；

图2为扫描区域的顶视图的概略说明；以及

图3为扫描区域的侧视图的概略说明。

具体实施方式

参考图1，成像系统10的操作由操作员工作台12来控制，工作台包含用于执行所需要的图像处理功能和操作的硬件装置14和软件装置16。通常，成像系统10包括诊断成像器，例如包含非旋转台架20的CT扫描器18。x射线管22安装在旋转台架24上。腔26限定了CT扫描器18的检查区域28。辐射探测器30的阵列布置在旋转台架24上以便从x射线管22接收在x射线横穿检查区域26之后的辐射。作为替代，探测器30的阵列可以被定位在非旋转台架20上。固定和旋转台架20、24和腔26覆盖有装饰性的罩32，其改善外观并且防止对象和技术人员移动部件、电子元件、热部件以及类似物。

通常，成像技术人员使用工作台12执行扫描。例如电动机和驱动器的床移动装置34移动携带对象的床36从而将床放置在检查区域28中，在该区域中获得对象的关心区域的图像。床36包含用于移动床36相对于地面到较高和较低位置的驱动机构(没有示出)。通过重建处理器38将电子数据重建为3D电子图像表示，其存储在诊断图像存储器40中。重建处理器38可以被结合到工作站12、扫描器18中，或者可以是多个扫描器和工作站之间的共用资源。诊断图像存储器40优选地存储对象的被检查区域的三维图像表示。视频处理器42将三维图像表示的所选部分变换为用于在一个或多个视频监视器44上显示的适当格式。操作员通过操作员输入设备46提供输入到工作站12，操作员输入设备例如是鼠标、触摸屏、触摸板、键盘、或其它设备。

继续参考图1并且进一步参考图2和3，第一或者矢形激光器48经由第一装配装置52被安装在墙或者天花板50上。装配装置52横向移动矢形激光器以便定位其垂直射束到对象的所选平面的正上方。编码器54测量矢形激光器48的横向位置。当然，可以设计将矢形激光器48悬挂式地安装在延长臂以及类似物上。在一个实施例中，矢形激光器48’安装在扫描器的固定台架20上，在罩32上限定了横向延伸的窗口56，用于激光光线达到对象。矢形激光器48沿着轴向Z在垂直延伸穿过或平行于Z轴的垂直平面60内产生线58，并且垂直平面60被激光射线62、64周围照射。

第二和第三或者侧部激光器66、68经由相关的第二和第三装配装置70、72稳固地安装在固定台架20上，该第二和第三装配装置在共同的平面内垂直移动激光器66、68。侧部激光器66、68在水平横向平面78和垂直横向平面80内产生激光光线74、76，它们都垂直并且相交于矢形垂直平面60，从而在对象的侧面限定出十字准线。水平横向平面78和垂直、纵向矢形平面60相交于对象的上部表面。罩32对于每个侧部激光器66、68具有垂直窗口82。优选地，侧部激光器66、68布置在紧密邻近台架20的前部84的位置，从而在扫描平面86和由激光器66、68的光线生成的垂直横向平面80之间的距离D大约为50-200mm。因为侧部激光器66、68安置在距扫描平面86的最小距离处，标记精确度在可重复性和精确性方面得以保持，而对患者支撑物的定位的需求较小。

在一个实施例中，侧部激光器66、68安装在靠近腔26的后部88，或者第二组激光器安装在靠近其后部。

继续参考图1，画轮廓装置90将3D图像分割，以描绘在关心区域中的特定解剖目标体，例如肿瘤。目标边界由使用者通过使用输入装置46来调整。等角点确定装置92确定所形成轮廓体的等角点94，例如待处理的肿瘤块的中心，其存储在坐标存储器96中。

在扫描操作完成后，由等角点确定装置92确定出的等角点坐标x、y、z被操作员或者工作站12中的软件程序使用以便将床36和/或激光器48、66、68相应地上下移动和/或进出移动。更特别地，移动装置34对床36进行定位并且侧部激光器66、68根据需要被上下移动，从而侧部激光器66、68投射其十字准线到恰好和肿瘤块94的中心一致的对象的侧面上。激光器装配装置52将矢形激光器48左右移动，从而矢形激光器的线58与块94的中心相交。激光投射提供了三个交叉点：对象的每个侧面上一个，第三个在对象的顶部上的侧部激光器66和68的十字准线与矢形激光器48的纵向线58相交的地方。激光光线根据所确定的肿瘤等角点94投射到对象上，在每一个交叉点上放置小圆点来标记等角点94并且在放射疗法过程中为对象进行相对于x射线源22的等角点的可再现定位。

对于将第二和第三激光器66、68定位于3和9点钟位置，第二和第三激光器66、68也可以定位于其它角度。

上面参考优选的实施例描述了本发明。在阅读并理解前面的详细描述的基础上可以想到其它的修改和替换。本发明意图理解为包含所有在所附权利要求书或者其等效的范围内的这样的修改和替换。

Claims (19)

1.一种使用X射线成像的诊断成像系统，包括：

固定台架(20)；

在所述固定台架(20)内限定的对象容纳腔(26)；

位于所述腔(26)中心限定的成像等角点；

安装在所述固定台架(20)上的第一和第二激光器(66、68)；

覆盖所述固定台架(20)和激光器(66、68)的掩盖罩(32)，来自所述激光器(66、68)的光穿过该掩盖罩(32)限定的窗口(82)进入所述腔(26)；以及

用于将对象的关心区域移动进入所述腔(26)的床(36)。

2.如权利要求1所述的系统，进一步包括：

用于关于纵轴(Z)旋转x射线源(22)以限定扫描平面(86)的旋转台架(24)。

3.如权利要求2所述的系统，其中所述第一和第二激光器(66、68)安装在距离所述扫描平面(86)50mm至200mm之间的距离(d)处。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一和第二激光器(66、68)整体安装在靠近所述腔(26)的前部入口(84)和后部(88)之一处。

5.如权利要求1所述的系统，进一步包含：

用于分割图像以描绘至少一个器官的轮廓的装置(90)；以及

用于确定所分割器官的等角点(94)的装置(92)；其中所述第一和第二激光器(66、68)基于所确定的等角点(94)对对象进行激光标记。

6.如权利要求5所述的系统，其中所述第一和第二激光器(66、68)的每一个都在垂直于垂直平面(60)的水平平面内投射侧线(76、78)到对象的侧面上。

7.如权利要求6所述的系统，进一步包含：

用于调整对象床(36)的移动装置(34)，其中所述等角点(94)的坐标从存储器(96)装载，以及该移动装置(34)调整所述床以使得侧线(76、78)投射与所分割的器官一致。

8.如权利要求7所述的系统，进一步包含：

用于基于所确定的等角点(94)对对象进行激光标记的矢形激光器(48)，该矢形激光器(48)安装在扫描器(18)的外部并且在平行于轴向方向(Z)的垂直平面(60)内在所述对象的顶部上投射纵线(58)。

9.如权利要求8所述的系统，进一步包含：

激光装配装置(52)，用于在所述移动装置(34)调整床(36)的同时调整所述矢形激光器、第一激光器和第二激光器的至少之一，从而使得由所述矢形激光器、第一激光器和第二激光器(48、66、68)投射的线(58、76、78)相交于所确定的等角点(94)。

10.一种使用X射线成像的诊断成像的方法，包括：

提供固定台架(20)；

在所述固定台架(20)中限定对象容纳腔(26)，

将成像等角点限定为在所述腔(26)的中心；

将第一和第二激光器(66、68)安装到所述固定台架(20)；

用掩盖罩(32)覆盖所述固定台架(20)和激光器(66、68)；

在所述罩(32)中限定窗口(82)，来自所述激光器(66、68)的光穿过该窗口达到所述腔(26)中；以及

将对象的关心区域移动到所述腔(26)内。

11.如权利要求10所述的方法，进一步包含：

关于纵向轴(Z)在旋转台架上旋转x射线源(22)；以及

限定扫描平面(86)。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述安装步骤包含：

安装所述第一和第二激光器到距离扫描平面(86)50mm至200mm之间的距离(d)处。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述安装步骤包含：

靠近扫描器的固定台架的前部入口和后部(88)的至少一个处整体安装所述第一和第二激光器。

14.如权利要求10所述的方法，进一步包含：

分割图像以绘出至少一个器官的轮廓；

确定所分割器官的等角点；以及

基于所确定的等角点对对象进行激光标记。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包含：

使用所述第一和第二激光器在垂直于轴向(Z)的水平平面内在所述对象的侧面投射线。

16.如权利要求15所述的方法，进一步包含：

使用安装在所述对象上方的矢形激光器在平行于轴向(Z)的垂直平面内在所述对象上部投射纵向线。

17.如权利要求16所述的方法，进一步包含：

使用所述矢形激光器对对象进行激光标记。

18.如权利要求17所述的方法，进一步包含：

同时调整所述床和一个或多个激光器，从而使得由所述矢形激光器、第一激光器和第二激光器投射的线相交于所确定的等角点。

19.一种用于执行权利要求10所述方法中步骤的诊断成像系统，进一步包含：

放射疗法计划工作站。

Images