CN104587609B - 放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 - Google Patents
放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104587609B CN104587609B CN201510056060.XA CN201510056060A CN104587609B CN 104587609 B CN104587609 B CN 104587609B CN 201510056060 A CN201510056060 A CN 201510056060A CN 104587609 B CN104587609 B CN 104587609B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- arm
- slur
- image
- target area
- systems
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法,治疗机器人具有操作手臂,紧凑型直线电子加速器安装于治疗机器人的操作手臂端部,二级准直器安装于紧凑型直线电子加速器的端部;机器人治疗床设置于双影像C臂系统相对应位置处,双影像C臂系统内侧设置有C臂滑轨激光定位器,在双影像C臂系统外部对应位置处设有C臂安装空间左侧定位器。本发明配备两组X光影像系统,可以实现双目成像;当C臂滑轨自转,同时只启用一组X光影像系统时,可以实现CBCT成像;本摆位方法中,对于静态靶区和动态靶区采取不同的成像方式,充分挥发双目成像快速性、实时性和CBCT成像高质量、高清晰度,影像配准便易等特点。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备及其摆位方法领域,尤其涉及一种放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法。
背景技术
放射治疗是进行肿瘤治疗的重要手段之一,对于改善人类健康和增益人类寿命有十分重大的意义。世界卫生组织(WHO)提供的统计数据表明,在可治愈癌症中,手术治愈率为22%,放疗与手术结合的治愈率为6%,放疗治愈率12%,化疗仅为5%。可见,放射治疗是癌症治愈的重要技术手段。世界卫生组织第18届国际抗癌症联盟大会上发表的一项研究报告称,全球癌症状况日益严重,今后20年新患者人数将由目前的每年1000万增加到1500万,因癌症而死亡的人数也将由每年600万增至1000万。癌症已成为新世纪人类的第一杀手,并将成为全球最大的公共卫生问题。
在现有医学发展进程中,精确放疗已经是放射治疗技术发展追求的最重要目标,所谓精确放疗必须做到精确诊断、精确设计、精确摆位定位和精确治疗。而精确摆位定位是精确治疗的最重要要素之一。实际情况中,肿瘤会因为人体器官的运动、呼吸、人体微小的移动等众多因素发生位置改变,必须采用先进的放射治疗摆位定位装置进行精确的摆位与定位,同时能够实时地进行位置跟踪与校正,才能达到精确放疗的目的。而一些传统的放疗设备中,对于肿瘤患者的定位方式较为落后,通常会采用固定架、框架等,给患者造成一定心里压力和约束力。
现有技术中,采用的摆位定位方式多为二维方式,采用三维、四维的锥形束CB进行患者摆位定位是精确放疗设备的发展趋势之一。国内的一些放疗系统中,一种摆位方式为采用CT模拟机在患者体部预先标定照射野,在实际治疗时采用激光等去重复标记预先标定的照射野,以复现CT模拟时的体位。这种精度受到经验和误操作与误判断的影响较大,不适用于集成度高、先进性高的自动化精确放疗系统中。
还有一些设备,采用患者体表放置红外反射标志,红外激光照射、摄像机拍照,与初次摆位时的标记位置对比的方式进行患者摆位定位,该种摆位方式较前述方式有所改进,但相对摆位时间较慢,对于动态靶区只能获取患者体表运动信息,不能直接得知体内靶区运动特征,机器利用率不高、不能快速、自动地进行摆位定位。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种放射治疗摆位定位装置及其摆位方法,该放射治疗摆位定位装置配备两组X光影像系统,可以实现二维交叉成像;当C臂滑轨自转,(我下来查了一下,两个X光影像系统也可以CBCT成像,此处就不用强调是一个),可以实现CBCT成像,由于C臂具有摆转自由度,本摆位定位装置还可以实现C臂安装空间的多方位二维交叉成像或CBCT成像,成像范围大、成像方式多,CBCT成像清晰,二维成像速度较快,将两者结合于一体,提高了双影像C臂的成像精度和使用范围。
本发明的目的通过下述技术方案实现:
一种摆位定位装置,包括双影像C臂系统和机器人治疗床,所述机器人治疗床设置于双影像C臂系统相对应位置处,所述双影像C臂系统内侧设置有C臂滑轨激光灯,在双影像C臂系统外部对应位置处设有C臂安装空间左侧激光灯和右侧激光灯,在C臂安装空间上方安装有呼吸追踪器。
为了更好地实现本摆位定位装置,所述双影像C臂系统包括C臂滑轨、支撑座和两组X光影像系统,所述C臂滑轨呈“C”字形形状,支撑座上具有定位滑槽,C臂滑轨安装于支撑座的定位滑槽中,可以沿着滑槽滑动,实现C臂滑轨绕自身轴线的自转自由度,定位滑槽通过轴承安装于支撑座上,定位滑槽可相对支撑座旋转,实现双影像C臂绕支撑座轴线的摆转自由度;两组X光影像系统分别位于所述C臂滑轨内侧两端,两组X光影像系统对应设置,所述C臂滑轨内侧中间位置处设有C臂滑轨激光灯。
本发明优选的X光影像系统结构技术方案是所述X光影像系统包括X光球管和X光数字探测板,所述X光球管位于C臂滑轨的端部,X光数字探测板位于C臂滑轨上。所述X光数字探测板用于接收X光,两组X光影像系统配置于C臂滑轨臂上,两组X光影像系统之间的夹角为45-135°。
为了实现双影像C臂系统在摆转90度后可以进行放射治疗患者摆位,优选地在双影像C臂系统外部对应位置处的前后端设有C臂安装空间前端激光灯和后端激光灯。
一种放射治疗摆位方法,其步骤方法如下:
a、激光灯初摆位:双影像C臂系统处于竖立自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;打开双影像C臂系统安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的左侧激光灯或右侧激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;调整机器人治疗床,使十字线中心与标记点重合,完成初摆位;
b、影像引导摆位:可采用三维CBCT影像引导摆位方式或/和二维交叉成像影像引导摆位方式;
三维CBCT影像引导摆位:获取患者治疗前肿瘤靶区或标志点的计划影像;启动双影像C臂系统上的X光影像系统,C臂滑轨自转,围绕患者肿瘤靶区或标志点所在部位旋转进行CBCT成像;将CBCT影像与治疗前肿瘤靶区或标志点的计划影像配准,精确计算出位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制机器人治疗床移动,修正位置偏差;
二维交叉成像引导摆位:启动双影像C臂系统上两组交叉X线影像系统,获得患者肿瘤靶区或标志点两个不同角度的DR图像;将上述两个DR图像与计划影像生成的DRR图像配准,计算位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差;
本发明所述放射治疗摆位方法除实现上述摆位方法后,在治疗静态靶区患者时,还优选可以接着实现静态靶区的定位方法,其步骤在摆位方法之后添加步骤c,具体如下:
c、影像引导定位:在治疗过程中,双影像C臂系统间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者静态肿瘤靶区的两幅交叉X光影像,并将其与步骤b中的计划影像或最新CBCT影像生成的DRR影像进行配准,获得两个2D偏移矩阵,聚合计算出肿瘤靶区的偏移量,即肿瘤靶区的位置偏差;若此位置偏差在精确放疗设置的阈值内,则治疗过程继续;若此偏差超出阈值范围,则同步将偏差反馈给控制系统,控制系统自动调整治疗头进行位置补偿,更新和修正照射方向继续治疗。
本发明所述放射治疗摆位方法除实现上述摆位方法后,在治疗受呼吸运动影响的动态靶区的患者时,还优选可以接着实现动态肿瘤靶区的定位方法,其步骤在摆位方法之后添加步骤d和步骤e,具体如下:
d、建立呼吸运动模型:可采用基于X射线呼吸建模方式或采用基于4DCBCT呼吸建模方式;
基于X射线呼吸建模:获取双影像C臂系统对动态肿瘤靶区或标志点连续拍摄的X光片,与呼吸追踪器采集的呼吸特征关联,建立动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
基于4DCBCT呼吸建模:双影像C臂系统进行4DCBCT成像,并与计划影像配准,映射计算出动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
e、影像引导追踪:在治疗过程中,双影像C臂间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者动态肿瘤靶区或标志点的两幅DR影像,计算出动态肿瘤靶区或标志点的当前位置;将在线获取的DR影像与运动相关性模型中对应时刻的计划影像生成的DRR影像配准,得到动态肿瘤靶区或标志点当前位置与根据运动相关性模型预测位置的位置偏差,若此位置偏差小于治疗初设的阈值δ,控制系统将自动调整治疗头进行运动补偿,更新和修正照射方向;若此位置偏差大于初设阈值δ,将暂时中断治疗,重复步骤d,更新与建立呼吸运动模型,再重复步骤e进行影像引导追踪,进行治疗。
本发明较现有技术相比,具有以下优点及有益效果:
(1)本发明的双影像C臂系统配备两组X光影像系统,当固定角度启用两组X光影像系统时,可以实现二维交叉成像;当C臂滑轨自转时,可以实现三维CBCT成像,当于呼吸追踪器关联信号时,可以实现思维CBCT成像;当双影像C臂系统绕支撑座轴线摆转0-90°时,可以实现C臂安装空间的多方位交叉成像或CBCT成像,成像范围大、成像方式多,CBCT成像清晰,交叉成像速度快,将两者结合于一体,提高了双影像C臂的使用范围和成像效率。
(2)本摆位定位装置可以以CBCT为三维影像的参考影像,在摆位与定位时,可以形成的CBCT影像或X光DR影像直接与CBCT影像或DRR影像配准,因其都是由双影像C臂系统获取的C臂影像,C臂影像之间配准,系统误差小,配准精度较高,避免了C臂影像与其他设备影像配准时存在基准偏差等。
(3)本摆位方法中,对于静态靶区和动态靶区定位可采取不同的成像方式,充分挥发二维交叉成像快速性、实时性和CBCT成像高质量、高清晰度,影像配准便易等特点,为精确放疗提供了精确的影像引导摆位、定位方法和装置。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明双影像C臂系统的结构示意图;
图3为本发明的一种对患者进行激光灯初摆位的流程图;
图4为本发明进行三维CBCT影像引导摆位方法的流程图;
图5为本发明进行二维交叉影像引导摆位方法的流程图;
图6为本发明的双影像C臂系统对于静态肿瘤靶区患者进行肿瘤靶区实时摆位方法的流程图;
图7为本发明的双影像C臂系统对于动态肿瘤靶区患者进行肿瘤靶区摆位及定位跟踪方法的流程图。
其中,附图中的附图标记所对应的名称为:
1-C臂滑轨,2-支撑座,3-X光球管,4-X光数字探测板,5-A-C臂滑轨激光灯,5-B-C臂安装空间左侧激光灯,5-C—C臂安装控件右侧激光灯,6-患者,7-机器人治疗床,8-紧凑型直线电子加速器,9-二级准直器,10-治疗机器人。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明:
实施例
如图1~图2所示,一种放射治疗摆位定位装置,包括双影像C臂系统、机器人治疗床7、紧凑型直线电子加速器8、二级准直器9和治疗机器人10,治疗机器人10与双影像C臂系统位置相对应,治疗机器人10具有操作手臂,紧凑型直线电子加速器8安装于治疗机器人10的操作手臂端部,二级准直器9安装于紧凑型直线电子加速器8的端部;机器人治疗床7设置于双影像C臂系统相对应位置处,双影像C臂系统内侧设置有C臂滑轨激光灯5-A,在双影像C臂系统外部对应位置处设有C臂安装空间左侧激光灯(5-B)和右侧激光灯,在C臂安装空间上方安装有呼吸追踪器。
双影像C臂系统包括C臂滑轨1、支撑座2和两组X光影像系统,C臂滑轨1呈“C”字形形状,支撑座2上具有定位滑槽,C臂滑轨1安装于支撑座2的定位滑槽中,可以沿着滑槽滑动,实现C臂滑轨绕自身轴线的自转自由度,定位滑槽通过轴承安装于支撑座上,定位滑槽可相对支撑座旋转,实现双影像C臂绕支撑座轴线的摆转自由度;两组X光影像系统分别位于C臂滑轨1内侧两端,两组X光影像系统对应设置,C臂滑轨1内侧中间位置处设有C臂滑轨激光灯5-A。
根据本发明的一个实施例,X光影像系统包括X光球管3和X光数字探测板4,X光球管3、X光数字探测板4均位于C臂滑轨1的端部。所述X光数字探测板4用于接收X光,两组X光影像系统配置于C臂滑轨臂1上,两组X光影像系统之间的夹角为45-135°,双影像C臂系统被配置为至少具有C臂滑轨1绕滑轨中心轴线旋转的自转自由度,和C臂滑轨绕支撑座轴线旋转的摆转自由度,即本发明优选的双影像C臂系统的C臂滑轨1可以绕滑轨中心轴线旋转并具有自转自由度;C臂滑轨1还可以绕绕支撑座轴线旋转并具有摆转自由度。
根据本发明的一个实施例,二级准直器9为独立准直器、可变野准直器、固定光圈准直器或多叶准直器的一种或多种组合。
本发明的双影像C臂系统对患者6进行激光灯初摆位的工作原理和方法如下:
(1)根据参考影像获得的靶区信息,标记患者靶区位置,患者支撑系统自动将患者送至双影像C臂系统内某一部位治疗位;
(2)双影像C臂系统处于竖立状态,即自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨1内壁中部安装的激光定位灯,为患者6提供身体一侧激光十字线;
(3)打开双影像C臂系统安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的一组激光灯,为患者6提供身体另一侧的激光十字线;
(4)找出患者两侧激光十字线与靶区位置标记的偏差值,并反馈给控制系统,控制系统控制机器人治疗床自动动作,将患者两侧激光十字线与靶区位置标记对准;
本发明的双影像C臂系统用于患者6三维影像引导摆位的工作原理和方法如下:
(1)获取患者治疗前的计划影像信息;
(2)启动X光影像系统,C臂滑轨自转,对患者6进行CBCT成像,获得患者肿瘤靶区的三维CBCT影像;
(3)将CBCT影像作为新参考影像,生成DRR图像,解算出肿瘤靶区/肿瘤靶区标记点空间坐标,或将CBCT影像与治疗前计划影像配准,获得肿瘤靶区/肿瘤靶区标记点的空间坐标偏差;
(4)将肿瘤靶区/肿瘤靶区标记点的空间坐标或坐标偏差反馈于控制系统;
(5)控制系统控制机器人治疗床动作将肿瘤靶区移至等中心位置;
本发明的双影像C臂系统用于患者摆位定位的工作原理和方法如下:
(1)根据CBCT参考影像获得的靶区信息,标记患者靶区位置,患者支撑系统自动将患者6送至C臂滑轨1内某一部位治疗位;
(2)C臂(C臂滑轨整体)处于竖立,自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;
(3)打开C臂安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的一组激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;
(4)找出患者6两侧激光十字线与靶区位置标记的偏差值,并反馈给控制系统,控制系统控制机器人治疗床自动动作,将患者两侧激光十字线与靶区位置标记对准;
(5)启动两组X光影像系统,获得患者靶区两个不同角度的DR图像;
(6)将上述两个DR图像与CBCT参考影像生成的基准DRR图像配准,验证激光灯摆位精度,是否肿瘤靶区位于C臂内治疗位位置点,即位置偏差在允许阈值范围内;
(7)若配准得到的位置偏差在允许阈值范围内,则摆位定位完成,若超出阈值范围,则将偏差反馈于控制系统,控制系统控制机器人治疗床自动实现偏差补偿。
本发明为了能够实现更灵活和更大范围的摆位定位,在所述双影像C臂系统安装空间的前后方向各配置一组激光定位灯,当双影像C臂绕支撑座轴线旋转摆转90°时,也可以实现上述方法对患者的摆位定位。
本发明的双影像C臂系统,在治疗头颈部、脊柱等静态肿瘤靶区的过程中,用于患者肿瘤靶区实时定位的工作原理和方法如下:
(1)在治疗过程中,间隔T1时间,双影像C臂系统启动两组X光影像系统,获取患者靶区两个不同角度的DR图像;
(2)将两个DR图像与获得的CBCT基准影像生成的DRR图像进行配准,得到两个偏移变换矩阵;
(3)由偏移矩阵聚合出肿瘤靶区偏移量,即位置偏差;
(4)若位置偏差在允许阈值范围内,则定位完成,若超出阈值范围,则将偏差反馈给控制系统,自动调整治疗头进行运动补偿,修正更新照射方向。
上述方案中,所述间隔时间T1在10~90s范围内。
本发明的双影像C臂系统,在治疗肺部、肝脏等动态肿瘤靶区时,用于患者肿瘤靶区实时定位跟踪的工作原理和方法如下:
(1)建立动态肿瘤靶区运动模型的肿瘤靶区标记点;
(2)启动X光影像系统,C臂滑轨1自转,对患者6进行CBCT成像;
(3)与计划影像配准,提取标记点运动特征,建立动态肿瘤靶区运动相关性模型;
(4)定时时间间隔T2,双影像C臂系统启动两组X光影像系统,获取靶区标记点两个不同角度的DR图像,并计算出靶区标记点当前位置坐标;
(5)将两个DR图像与运动相关性模型对应时刻的DRR影像进行配准,得到肿瘤靶区标记点的当前位置与运动相关性模型中预测靶区位置的位置偏差;
(6)影像系统对位置偏差进行判断:
若位置偏差小于初设阈值δ,则将偏差反馈给控制系统,自动调整治疗头进行运动补偿,修正照射方向;
若位置偏差大于初设阈值δ,中断治疗,将重复上述(2)(3)步骤,进行靶区运动相关性模型更新;
(7)重复步骤(4)至(7),进行动态肿瘤靶区实时定位追踪。
上述方案中,所述肿瘤靶区标记点可以为体内标记点:如植入金标、显性肿瘤、骨性组织等,也可为体外标记点:如红外小球、皮肤标记、体表LED灯等。
如图3~图7所示,一种静态靶区摆位及定位方法,其步骤方法如下:
a、激光灯初摆位:C臂处于竖立自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;打开C臂安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;调整机器人治疗床,使得十字线中心与标记点重合,静态肿瘤靶区部位位于等中心附近,完成初摆位;
b、影像引导摆位:可采用三维CBCT影像引导摆位方式或/和二维交叉成像影像引导摆位方式;
三维CBCT影像引导摆位:获取患者治疗前静态肿瘤靶区或标志点的计划影像;启动C臂上X光影像系统,C臂滑轨自转,围绕患者静态肿瘤靶区或标志点所在部位旋转进行CBCT成像;将CBCT影像与治疗前静态肿瘤靶区或标志点的计划影像配准,精确计算出位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制机器人治疗床移动,修正位置偏差;
二维交叉成像摆位:启动C臂上两组交叉X线影像系统,获得患者静态肿瘤靶区或标志点两个不同角度的DR图像;将上述两个DR图像与计划影像生成的DRR图像配准,计算位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差;
c、影像引导定位:在治疗过程中,双影像C臂系统间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者静态肿瘤靶区的两幅交叉X光影像,并将其与步骤b中的计划影像或最新CBCT影像生成的DRR影像进行配准,获得两个2D偏移矩阵,聚合计算出肿瘤靶区的偏移量,即肿瘤靶区的位置偏差;若此位置偏差非常小,在精确放疗设置的阈值内,则治疗过程继续;若此偏差超出阈值范围,则同步将偏差反馈给控制系统,控制系统自动调整治疗头进行位置补偿,更新和修正照射方向继续治疗。
一种动态肿瘤靶区摆位及定位方法,其步骤方法如下:
a、激光灯初摆位:C臂处于竖立自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;打开C臂安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的左侧激光灯或右侧激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;调整机器人治疗床,使十字线中心与标记点重合,使得动态肿瘤靶区部位位于等中心附近,完成初摆位;
b、影像引导摆位:可采用三维CBCT影像引导摆位方式或/和二维交叉成像影像引导摆位方式;
三维CBCT影像引导摆位:获取患者治疗前动态肿瘤靶区或标志点的计划影像;启动C臂上X光影像系统,C臂滑轨自转,围绕患者动态肿瘤靶区或标志点所在部位旋转进行CBCT成像;将CBCT影像与治疗前动态肿瘤靶区或标志点的计划影像配准,精确计算出位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差;
二维交叉成像影像引导摆位:启动C臂上两组交叉X线影像系统,获得患者动态肿瘤靶区或标志点两个不同角度的DR图像;将上述两个DR图像与计划影像生成的DRR图像配准,计算位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差;
c、建立呼吸运动模型:可采用基于X线呼吸建模方式或采用基于4DCBCT呼吸建模方式;
基于X线呼吸建模:获取C臂对动态肿瘤靶区或标志点连续拍摄的X光片,与呼吸追踪器采集的呼吸特征关联,建立动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
基于4DCBCT呼吸建模:C臂进行4DCBCT成像,并与计划影像配准,映射计算出动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
d、影像引导跟踪:在治疗过程中,双影像C臂间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者动态肿瘤靶区或标志点的两幅DR影像,计算出动态靶区或标志点的当前位置,并DR影像与运动相关性模型中,对应时刻的参考DRR影像配准,得到动态肿瘤靶区或标志点位置与根据运动相关性模型预测位置的位置偏差,若该偏差小于治疗初设的阈值δ,控制系统将自动调整治疗头进行运动补偿,更新和修正照射方向;若位置偏差大于初设阈值δ,将暂时中断治疗,重新更新与建立呼吸运动模型,然后重复上述进行影像引导跟踪与治疗。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种放射治疗摆位定位装置,其特征在于:包括双影像C臂系统和机器人治疗床(7),所述机器人治疗床(7)设置于双影像C臂系统相对应位置处,所述双影像C臂系统内侧设置有C臂滑轨激光灯(5-A),在双影像C臂系统外部对应位置处设有C臂安装空间左侧激光灯和右侧激光灯,在C臂安装空间上方安装有呼吸追踪器;所述双影像C臂系统包括C臂滑轨(1)、支撑座(2)和两组X光影像系统,所述C臂滑轨(1)呈“C”字形形状,支撑座(2)上具有定位滑槽,C臂滑轨(1)安装于支撑座(2)的定位滑槽中,可以沿着定位滑槽滑动,实现C臂滑轨(1)绕自身轴线的自转自由度;定位滑槽通过轴承安装于支撑座(2)上,定位滑槽可相对支撑座旋转,实现双影像C臂绕支撑座(2)轴线的摆转自由度;两组X光影像系统分别位于所述C臂滑轨(1)内侧两端,两组X光影像系统对应设置,所述C臂滑轨(1)内侧中间位置处设有C臂滑轨激光灯(5-A);所述X光影像系统包括X光球管(3)和X光数字探测板(4),所述X光球管(3)位于C臂滑轨(1)的端部、X光数字探测板(4)位于C臂滑轨(1)上,两组X光影像系统之间的夹角为45-135°。
2.按照权利要求1所述的放射治疗摆位定位装置,其特征在于:在双影像C臂系统外部对应位置处的前后端设有C臂安装空间前端激光灯和后端激光灯。
3.一种静态靶区摆位方法,其特征在于:其步骤方法如下:
a、激光灯初摆位:双影像C臂系统处于竖立自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;打开双影像C臂系统安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的左侧激光灯或右侧激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;调整机器人治疗床,使十字线中心与标记点重合,完成初摆位;
b、影像引导摆位:可采用三维CBCT影像引导摆位方式或/和二维交叉成像影像引导摆位方式;
三维CBCT影像引导摆位:获取患者治疗前肿瘤靶区或标志点的计划影像;启动双影像C臂系统上的X光影像系统,C臂滑轨自转,围绕患者静态肿瘤靶区或标志点所在部位旋转进行CBCT成像;将CBCT影像与治疗前静态肿瘤靶区或标志点的计划影像配准,精确计算出位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制机器人治疗床移动,修正位置偏差;
二维交叉成像引导摆位:启动双影像C臂系统上两组交叉X光影像系统,获得患者静态肿瘤靶区或标志点两个不同角度的DR图像;将上述两个DR图像与计划影像生成的DRR图像配准,计算位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差。
4.按照权利要求3所述的静态靶区摆位方法,其特征在于:在步骤b之后还包括步骤c,
c、影像引导定位:在治疗过程中,双影像C臂系统间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者静态肿瘤靶区的两幅交叉X光影像,并将其与步骤b中的计划影像或最新CBCT影像生成的DRR影像进行配准,获得两个2D偏移矩阵,聚合计算出静态肿瘤靶区的偏移量,即静态肿瘤靶区的位置偏差;若此位置偏差在精确放疗设置的阈值内,则治疗过程继续;若此偏差超出阈值范围,则同步将偏差反馈给控制系统,控制系统自动调整治疗头进行位置补偿,更新和修正照射方向继续治疗。
5.一种动态靶区摆位方法,其特征在于:其步骤方法如下:
a、激光灯初摆位:双影像C臂系统处于竖立自转90°或-90°位,开口呈水平状态,打开C臂滑轨内壁中部安装的C臂滑轨激光灯,为患者提供身体一侧激光十字线;打开双影像C臂系统安装空间的与上一步自转90°或-90°对应的左侧激光灯或右侧激光灯,为患者提供身体另一侧的激光十字线;调整机器人治疗床,使十字线中心与标记点重合,完成初摆位;
b、影像引导摆位:可采用三维CBCT影像引导摆位方式或/和二维交叉成像影像引导摆位方式;
三维CBCT影像引导摆位:获取患者治疗前动态靶区或标志点的计划影像;启动双影像C臂系统上的X光影像系统,C臂滑轨自转,围绕患者动态肿瘤靶区或标志点所在部位旋转进行CBCT成像;将CBCT影像与治疗前动态肿瘤靶区或标志点的计划影像配准,精确计算出位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制机器人治疗床移动,修正位置偏差;
二维交叉成像引导摆位:启动双影像C臂系统上两组交叉X光影像系统,获得患者动态肿瘤靶区或标志点两个不同角度的DR图像;将上述两个DR图像与计划影像生成的DRR图像配准,计算位置偏差;将位置偏差反馈给控制系统,控制系统自动控制治疗床移动,修正位置偏差。
6.按照权利要求5所述的动态靶区摆位方法,其特征在于:在步骤b之后还包括步骤c和步骤d,
c、建立呼吸运动模型:可采用基于X射线呼吸建模方式或采用基于4DCBCT呼吸建模方式;
基于X射线呼吸建模:获取双影像C臂对动态肿瘤靶区或标志点连续拍摄的X光片,与呼吸追踪器采集的呼吸特征关联,建立动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
基于4DCBCT呼吸建模:双影像C臂进行4DCBCT成像,并与计划影像配准,映射计算出动态肿瘤靶区或标志点与呼吸运动的相关性模型;
d、影像引导追踪:在治疗过程中,双影像C臂系统间隔一定时间启动两组X光影像系统,在线获取患者动态肿瘤靶区或标志点的两幅DR影像,计算出动态肿瘤靶区或标志点的当前位置;将在线获取的DR影像与运动相关性模型中对应时刻的计划影像生成的DRR影像配准,得到动态肿瘤靶区或标志点当前位置与根据运动相关性模型预测位置的位置偏差;若此位置偏差小于治疗初设的阈值δ,控制系统将自动调整治疗头进行运动补偿,更新和修正照射方向;若此位置偏差大于初设阈值δ,将暂时中断治疗,重复步骤d,更新与建立呼吸运动模型,再重复步骤e进行影像引导追踪,进行治疗。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510056060.XA CN104587609B (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510056060.XA CN104587609B (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104587609A CN104587609A (zh) | 2015-05-06 |
CN104587609B true CN104587609B (zh) | 2017-05-31 |
Family
ID=53113873
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510056060.XA Active CN104587609B (zh) | 2015-02-03 | 2015-02-03 | 放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104587609B (zh) |
Families Citing this family (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105011957A (zh) * | 2015-06-08 | 2015-11-04 | 瑞地玛医学科技有限公司 | X射线影像设备、靶区成像系统及靶区成像方法 |
CN104888356B (zh) * | 2015-06-30 | 2018-03-02 | 瑞地玛医学科技有限公司 | 影像引导及呼吸运动分析系统 |
CN105082160B (zh) * | 2015-09-07 | 2016-11-30 | 四川大学 | 一种具有防碰撞功能的移动式机器人手术系统 |
CN105167788B (zh) * | 2015-09-09 | 2018-03-16 | 瑞地玛医学科技有限公司 | 双影像c臂系统 |
DE102016211538A1 (de) | 2016-06-27 | 2017-12-28 | Leoni Kabel Gmbh | Roboter und Roboteranordnung zur Patientenpositionierung |
CN107638634B (zh) * | 2016-07-21 | 2024-03-15 | 瑞地玛医学科技有限公司 | 一种等中心标定装置 |
US20180193668A1 (en) * | 2017-01-06 | 2018-07-12 | Accuray Incorporated | Partial view interfraction treatment target motion management using volumetric imaging |
US10792002B2 (en) * | 2017-04-20 | 2020-10-06 | Siemens Healthcare Gmbh | Method and system for determining the position of a C-arm of an X-ray system |
CN109310878B (zh) * | 2017-06-02 | 2022-05-13 | 西安大医集团股份有限公司 | 放疗设备标定方法、装置及存储介质 |
CN109925605A (zh) * | 2017-12-15 | 2019-06-25 | 瑞地玛医学科技有限公司 | 一种c臂影像装置 |
CN108345307A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-07-31 | 菲尼克斯(南京)智能制造技术工程有限公司 | 视觉引导系统和视觉引导方法 |
JP6996711B2 (ja) * | 2018-03-20 | 2022-01-17 | 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構 | 医用画像処理装置、治療システム、および医用画像処理プログラム |
WO2020029304A1 (zh) | 2018-08-10 | 2020-02-13 | 西安大医集团有限公司 | 一种肿瘤定位方法及装置 |
CN109091162B (zh) * | 2018-11-07 | 2023-11-24 | 深圳市人民医院 | Ct导向下介入诊疗的手臂托盘装置 |
CN111615365B (zh) * | 2018-12-26 | 2021-11-30 | 西安大医集团股份有限公司 | 摆位方法、装置及放射治疗系统 |
CN110063793B (zh) * | 2019-05-31 | 2020-11-06 | 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院 | 达芬奇机器人摆位红外线轨道定位系统 |
CN111275825B (zh) * | 2020-01-14 | 2024-02-27 | 上海联影医疗科技股份有限公司 | 一种基于虚拟智能医疗平台的摆位结果可视化方法及装置 |
US11534627B2 (en) | 2020-02-20 | 2022-12-27 | Shanghai United Imaging Healthcare Co., Ltd. | Systems and methods for treatment positioning |
CN111603689B (zh) * | 2020-05-22 | 2022-05-27 | 柯尼卡美能达再启医疗设备(上海)有限公司 | Dr图像引导定位方法及装置 |
CN112354086A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-02-12 | 北京全域医疗技术集团有限公司 | 一种肿瘤放疗摆位调整方法、装置及计算机设备 |
CN112546459B (zh) * | 2020-12-09 | 2023-07-18 | 成都理工大学 | 一种牙套装置及运用该装置的头部肿瘤靶区定位方法 |
CN113440745B (zh) * | 2021-07-21 | 2022-10-11 | 苏州雷泰医疗科技有限公司 | 一种基于深度学习的自动摆位方法、装置及放射治疗设备 |
CN113491844B (zh) | 2021-07-30 | 2022-04-29 | 北京瑞尔世维医学研究有限公司 | 一种全球面放射治疗系统 |
CN117919607A (zh) * | 2022-10-24 | 2024-04-26 | 中硼(厦门)医疗器械有限公司 | 硼中子捕获治疗系统及其工作方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2910255Y (zh) * | 2006-02-09 | 2007-06-13 | 吴大怡 | 机器人放射治疗系统 |
CN101015723A (zh) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | 吴大怡 | 机器人放射治疗系统 |
CN101416880A (zh) * | 2008-11-20 | 2009-04-29 | 王乔生 | 移动式C-arm三维影像系统及其成像方法 |
-
2015
- 2015-02-03 CN CN201510056060.XA patent/CN104587609B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2910255Y (zh) * | 2006-02-09 | 2007-06-13 | 吴大怡 | 机器人放射治疗系统 |
CN101015723A (zh) * | 2006-02-09 | 2007-08-15 | 吴大怡 | 机器人放射治疗系统 |
CN101416880A (zh) * | 2008-11-20 | 2009-04-29 | 王乔生 | 移动式C-arm三维影像系统及其成像方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104587609A (zh) | 2015-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104587609B (zh) | 放射治疗摆位定位装置及静态、动态靶区摆位方法 | |
CA2726668C (en) | Methods and systems for guiding radiotherapy setups | |
EP1778351B1 (en) | Verifying lesion characteristics using beam shapes | |
Deutschmann et al. | First clinical release of an online, adaptive, aperture-based image-guided radiotherapy strategy in intensity-modulated radiotherapy to correct for inter-and intrafractional rotations of the prostate | |
JP6886565B2 (ja) | 表面の動きを追跡する方法及び装置 | |
CN101015723B (zh) | 机器人放射治疗系统 | |
US9451928B2 (en) | Incorporating internal anatomy in clinical radiotherapy setups | |
CN103143124A (zh) | 机器人无创放射治疗系统 | |
US20100228116A1 (en) | System and method of optimizing a heterogeneous radiation dose to be delivered to a patient | |
CN104548375B (zh) | 分象限放射治疗装置及由此治疗肿瘤靶区分象限放射方法 | |
CN2910255Y (zh) | 机器人放射治疗系统 | |
CN111870825B (zh) | 基于虚拟智能医疗平台的放射治疗精确逐野摆位方法 | |
CN105167788B (zh) | 双影像c臂系统 | |
CN203220692U (zh) | 实时影像自动追踪系统 | |
CN107158582A (zh) | 精准定位放疗病灶靶区的方法 | |
JP4159227B2 (ja) | 患者位置ずれ計測装置、及び、これを用いた患者位置決め装置、並びに放射線治療装置 | |
CN204582331U (zh) | 放射治疗装置 | |
CN114306956B (zh) | 基于虚拟智能医疗平台的螺旋断层放射治疗系统 | |
Velázquez et al. | An emerging method of faster stereotactic body radiation therapy through stereotactic multidampening | |
Zhou et al. | Initial clinical experience of surface guided stereotactic radiation therapy with open-face mask immobilization for improving setup accuracy: a retrospective study | |
CN104117150A (zh) | 一种基于射波刀的肿瘤治疗系统 | |
Bui et al. | ADAPTIVE RADIOTHERAPY WITH SURFACEGUIDED BREATHING FOR BREAST CANCER PATIENTS IN VIETNAM | |
Favrel et al. | OC-0095 Intrafraction motion management in VMAT breast radiotherapy with AlignRT system: comparison of ROIs | |
CN114306956A (zh) | 基于虚拟智能医疗平台的螺旋断层放射治疗系统 | |
Korreman | Imaging for Motion Management in Radiotherapy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |