CN107684669B - 用于校正对准设备的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于校正对准设备的方法，包括：获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合。所述方法进一步包括：基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗系统相关。所述方法进一步包括：基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。所述方法进一步包括：基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。因此，通过本发明可以实现快速精确的校准。

Description

用于校正对准设备的系统和方法
技术领域
本发明涉及用于校正对准设备的系统和方法，更具体地，涉及使用模体来校正对准设备的系统和方法。
背景技术
放射治疗技术是通过将一束电离辐射投到肿瘤组织来治疗肿瘤的一项技术，该技术变得越来越重要。为了确保将放射线传递到患者目标组织的准确性，患者的目标组织应在激光器的帮助下定位在医疗系统的放射等中心。通常，可以调整一组激光器，使得由该组激光器发射的激光束在医疗系统的放射等中心处相交。因此，需要提供一种准确而有效的方法以用于校正激光束。
发明内容
本发明的目的在于提供一种校正对准设备的方法和系统，通过使用模体对校准设备进行校正，减少了操作时间，提高了对准精度。
为达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
根据本申请的一个方面，披露了一种用于校正对准设备的系统，该系统包括至少一个存储设备，用于存储一组指令集。该系统还包括至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述至少一个存储设备通信，其中，在执行所述指令集时，所述至少一个处理器被配置为使得所述系统获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合。所述至少一个处理器进一步被配置为引起所述系统基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关。所述至少一个处理器进一步被配置为引起所述系统基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。所述至少一个处理器进一步被配置为引起所述系统基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
根据本申请的另一个方面，披露了一种校正对准设备的方法。所述方法由计算机设备执行，所述计算机设备包括至少一个处理器和至少一个存储设备,所述方法包括获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像。所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合。所述方法进一步包括基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关。所述方法还包括基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。所述方法进一步包括基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
根据本申请的另一个方面，披露了一种非暂时计算机可读存储媒介。所述非暂时计算机存储媒介包括可执行指令，当由至少一个处理器执行所述可执行指令时，所述可执行指令使所述至少一个处理器实现一种方法，所述方法包括获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合；基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关；基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。所述可执行指令使所述至少一个处理器实现所述方法进一步包括基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
在本发明中，所述至少一个处理器使得所述系统在获取所述投影图像之前，调整所述模体，使得所述模体的所述校正点粗略对准所述医疗设备的放射源。
在本发明中，所述校正点包括所述模体的中心或者所述模体上距离所述模体的所述中心一段距离的点。
在本发明中，所述模体包括至少一个标记物。基于所述投影图像，为了确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差，所述至少一个处理器进一步被配置为使得所述系统：确定所述标记物在所述投影图像中的至少一个特征，所述特征包括所述标记物在所述投影图像中的形状、尺寸和/或者位置；以及基于所述标记物的所述特征，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。
在本发明中，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差包括：第一偏差，用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的所述原点的位移，或者第二偏差，用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。
在本发明中，所述系统通过可移动的支撑物来调整所述模体。
在本发明中，所述可移动的支撑物是至少4D可移动的支撑物。
在本发明中，所述对准设备包括至少一个激光器，所述激光器用于发射激光束。
在本发明中，所述激光器发射的激光束具有相互垂直的两个平面。
在本发明中，所述激光器发射的激光束具有一个平面。
因为采用了以上的技术方案，本发明具备以下技术效果：
一、本发明操作性强，单人即可完成操作，无需多人配合操作；
二、与几何校正结合使用，无需额外的校准设备；
三、本发明直接使用CBCT得到机器等中心，减少了光射野一致性等误差传递，具有更高精度。
附加特征将在下面的描述中部分地阐述，通过研究以下附图，对于本领域的技术人员而言所述附加特征是显而易见的，或者可以通过实施例的生产或操作来了解所述附加特征。本发明中的特征可以通过实践或使用下面详细描述的方法、手段或其组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
在此所述的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。各图中相同的标号表示相同的部件，其中：
图1和图2是根据本发明的一些实施例所示的示例性医疗系统的示意图；
图3是根据本发明的一些实施例所示的示例性计算设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图4是根据本发明的一些实施例所示的示例性移动设备的示例性硬件和/或软件组件的示意图；
图5是根据本发明的一些实施例所示的示例性处理器的示意图；
图6是根据本发明的一些实施例所示的用于校正对准设备的示例性过程的流程图；
图7是根据本发明的一些实施例所示的示例性偏差确定模块的示意图；
图8是根据本发明的一些实施例所示的确定第一坐标系和第二坐标系的偏差的示例性过程的流程图；
图9和图11是根据本发明的一些实施例所示的模体处于不同状态下的示例性场景；
图10和图12是根据本发明的一些实施例所示的示例性模体的投影图像；
图13和图14是根据本发明的一些实施例所示的第一坐标系和第二坐标系的示例性偏差；
图15和图16是根据本发明的一些实施例所示的激光器与对应的表面指示符对准的示意图；以及
图17和图18是根据本发明的一些实施例的示例性激光束的投影。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，通过示例阐述了许多具体细节，以便提供对相关发明的全面理解。然而，本领域的技术人员应清楚，即使没有这类具体细节也可实施本发明。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本发明的主要方面，已经以相对较高的层次描述了众所周知的方法、程序、系统、组件和/或电路。对于本领域技术人员而言，对该发明的实施例进行的各种修改都将是显而易见的，并且在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明所定义的普遍原则可以应用于其他实施例和应用场景。因此，本发明并不旨在受限于所示的实施例，而是要符合与权利要求书相一致的最大范围。
本发明所用的术语仅用于描述特定示例性实施例，并不旨在对其进行限制。除非上下文明确提示例外情形，否则本发明所用的“一”、“一个”、“一种”和“该”等词并非特指单数，也可包括复数。可以进一步理解的是，说明书中所用的术语“包括”与“包含”是指存在多个列出的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除呈现或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件，和/或它们的组合。
可以理解的是，本发明中所用的“系统”、“模块”、“单元”和/或“子单元”等术语是用于区分不同结构之间的层级关系的一种方法。然而，如果能达到相同目的，这些术语可以被其他表达代替。
通常，本发明中所用的“模块”、“单元”和/或“子单元”指的是存储在硬件或固件中的逻辑或一组软件指令。本发明所述的“模块”、“单元”和/或“子单元”能够通过软件和/或硬件模块执行，也可以被存储于任何一种非暂时计算机可读存储媒介或其他存储设备中。在一些实施例中，一个软件模块可以被编译并连接到一个可执行的程序中。这里的软件模块可以对自身或其他模块传递的信息作出响应，并且/或者可以在检测到某些事件或中断时作出响应。可以在一个计算机可读存储媒介上提供一个被配置为可以在计算设备上(例如，图3所示的处理器210)执行操作的软件模块/单元/子单元，这里的计算机可读存储媒介可以是光盘、数字光盘、闪存盘、磁盘或任何其他种类的有形媒介；也可以通过数字下载的模式获取软件模块(这里的数字下载也包括存储在压缩包或安装包内的数据，在执行之前需要经过解压或解码操作)。这里的软件代码可以被部分的或全部的储存在执行操作的计算设备的存储设备中，并应用在计算设备的操作之中。软件指令可以被植入在固件中，例如可擦可编程只读存储器(erasable programmable read only memory(EPROM))。还应理解的是，硬件模块/单元/子单元可以包含连接在一起的逻辑单元，例如门、触发器，以及/或者包含可编程的单元，例如可编程的门阵列或处理器。这里所述的模块/单元/子单元或计算设备的功能优选通过软件模块/单元/子单元执行，但是也可以被表示在硬件或固件中。一般情况下，这里所说的模块/单元/子单元是逻辑模块，不受其具体的物理形态或存储器的限制。一个模块、单元和/或子单元能够与其他的模块、单元和/或子单元组合在一起，或被分隔成为一系列子模块和/或子单元。
除非另有明确指示，应当理解的是，当单元、引擎、模块或子单元“位于”、“连接到”或“耦合到”另一单元、引擎、模块或子单元时，所述单元、引擎、模块或子单元可以直接位于、连接到或耦合到或连通到另一单元、引擎、模块或子单元，或者可以存在中间单元、引擎、模块或子单元。本发明所用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列术语的任何和所有组合。
考虑参照附图的下列详细说明，本发明的这些和其它特征和特点、结构的有关元件的操作方法和功能，以及部件的结合和制造的经济性将变得更加显而易见，并且所有这些都作为本发明的一部分。然而，应当清楚地理解的是，附图仅仅用于说明和描述目的，而并非意在限制本发明的范围。应当理解，所有附图不是按比例绘制的。
本发明的一方面涉及用于校正医疗系统用对准设备的系统和方法。所述对准设备包括至少一个激光器，所述激光器用于发射激光束。在一些实施例中，可以根据模体校正对准设备。在一些实施例中，可以采用几何校正方法，确定所述模体的第一坐标系和所述医疗设备的第二坐标系之间的偏差。基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态。在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。通过将所述激光器发射的激光束对准所述更新状态下的模体上的对应的表面指示符，校正所述对准设备。
所述术语“放射等中心”是指医疗系统的机架、准直仪或治疗床旋转角度相对于3D参考坐标系的放射束交叉点。例如，所述医疗系统的放射等中心可以是从不同机架角度发射的放射束相交的点。
本发明中的术语“医疗系统”可以指医疗领域中的系统，包括计算机断层扫描(CT)系统、锥状射束电脑断层扫描(CBCT)系统、磁共振成像(MRI)系统、正电子发射断层扫描(PET)系统、单光子发射计算机断层扫描(SPECT)系统、超声波扫描系统、直线加速器(LINAC)等，或其任何组合。
在一些实施例中，本发明中的模体可以指用于校正对准设备的物体。所述模体可以是圆柱形、立方形、球形，或者是支架形的模体，或者是其他形式的模体。所述模体可以包括嵌入模体中的至少一个标记物(例如滚珠、杆、环)。所述标记物可以用于确定第一坐标系和第二坐标系之间的偏差。基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的所述偏差，可以调整所述模体到更新状态。此外，所述模体可以包括至少一个表面指示符。表面指示符的数量可以是任何合理的值。在一些实施例中，所述表面指示符可以是十字线。具体地，所述十字线的一条线可以平行于所述模体的中心轴。
在一些实施例中，所述第一坐标系可以是与所述模体相关的坐标系。例如，所述第一坐标系的原点可以与所述模体的校正点重合。在一些实施例中，所述校正点可以包括所述模体的中心或者所述模体上距离所述模体的中心具有一段距离的点。
所述第一坐标系可以包括三个正交轴。所述三个正交轴可以被称为第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴。所述第一坐标轴(例如，图11中所示的y轴)可以与所述模体的中心轴平行或重合。所述第二坐标轴(例如，图11中所示的z轴)可以与连接其中一个所述表面指示符和所述模体的校正点的直线重合。所述第三坐标轴(例如，图11中所示的x轴)可以垂直于由所述第一坐标轴和所述第二坐标轴确定的平面。
在一些实施例中，所述第二坐标系可以是与所述医疗系统相关的坐标系。例如，所述第二坐标系的原点可以与所述医疗系统的放射等中心重合。所述第二坐标系可以包括三个正交轴。所述三个正交轴可以被称为第一坐标轴、第二坐标轴和第三坐标轴。所述第一坐标轴(例如，图11中所示的yf轴)可以与所述医疗系统的机架的旋转轴重合。所述第二坐标轴(例如，图11中所示的zf轴)和所述第三坐标轴(例如，图11中所示的xf轴)可以位于所述医疗系统的所述机架的旋转平面上。当所述机架处于0°位置时，所述第二坐标轴可以与连接所述放射源和所述放射等中心的直线平行或重合。第三坐标轴可以垂直于由所述第一坐标轴和所述第二坐标轴确定的平面。
对于本领域的普通技术人员而言，在本发明的指导下，可以推导出一定数量的变化、改变和/或修改。这些变化、改变和/或修改不脱离本发明的保护范围。
图1和图2是根据本发明的一些实施例所示的示例性医疗系统100的示意图。所述医疗系统100可以包括放射设备110、网络120、终端130、处理设备140和存储器150。所述医疗系统100中的组件之间的连接是可变的。仅作为示例，如图1所示，所述放射设备110可以通过所述网络120与所述处理设备140连接。作为另一示例，如图2所示，所述放射设备110可以直接与所述处理设备140连接。
所述放射设备110可以包括机架111、探测器112(例如，电子射野影像设备EPID)、放射源113和治疗床114。所述机架111可以支撑所述探测器112和所述放射源113。待扫描的对象可以放置在所述治疗床114上。所述放射源113可以向所述对象发射放射线。在一些实施例中，所述放射源113可以发射适当能量(例如，大于160KeV)的放射线用于治疗。在一些实施例中，所述放射源113可以发射适当能量(例如，一般小于160KeV)的放射线用于成像。所述探测器112可以探测由所述放射源113发射的放射线(例如，X射线)。在一些实施例中，所述探测器112可以包括多个探测单元。所述探测单元可以包括闪烁体探测器(例如，由GOS和碘化铯组成的探测器)或气体探测器。所述探测单元可以是平板探测器。所述探测单元可以是单排探测器或者多排探测器。为了说明的目的，基于右手定则，引入笛卡尔坐标系。如本文所使用的，所述笛卡尔坐标系也可以称为与所述医疗系统100相关的所述第二坐标系。所述第二坐标系的原点of可以是旋转平面与旋转轴的交点，即，所述机架111的放射等中心。在一些实施例中，所述第二坐标系可以是国际电工委员会(IEC)坐标系。所述IEC坐标系可以是三维坐标系。所述IEC坐标系可以包括第一坐标轴(图1和图2中所示的yf轴)、垂直于所述第一坐标轴的第二坐标轴(图1和图2中所示的zf轴)以及垂直于所述第一坐标轴(yf轴)和所述第二坐标轴(zf轴)的第三坐标轴(图1和图2中所示的xf轴)。如图1和图2所示，所述第一坐标轴(yf轴)与所述机架111的旋转轴重合。所述第三坐标轴(xf轴)和所述第二坐标轴(zf轴)可以位于所述机架111的旋转平面上。当所述机架处于0度所在位置时，所述第二坐标轴(zf轴)与连接所述放射源113和所述放射等中心的直线平行或重合。所述第三坐标轴(xf轴)垂直于由所述第一坐标轴(yf轴)和所述第二坐标轴(zf轴)确定的平面。
所述网络120可以促进信息和/或数据的交换。在一些实施例中，所述医疗系统100中的至少一个组件(例如，所述放射设备110、所述终端130，所述处理设备140或所述存储器150)可以通过所述网络120向所述医疗系统100中的另一组件发送信息和/或数据。例如，所述处理设备140可以通过所述网络120从所述放射设备110获得图像数据。再例如，所述处理设备140可以通过所述网络120从所述终端130获得用户指令。在一些实施例中，所述网络120可以是任何类型的有线或无线网络，或其组合。仅作为示例，所述网络120可以包括电缆网络、有线网络、光纤网络、电信网络，内联网、因特网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)、公共电话交换网(PSTN)、蓝牙网络、ZigBee网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。在一些实施例中，所述网络120可以包括至少一个网络接入点。例如，所述网络120可以包括有线或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，所述医疗系统100的所述组件可以通过该网络接入点与所述网络120连接，以便交换数据和/或信息。
所述终端130包括移动设备130-1、平板电脑130-2、笔记本电脑130-3等，或其任何组合。在一些实施例中，所述移动设备130-1可以包括智能家庭设备、可穿戴设备、智能移动设备、虚拟现实设备、增强现实设备等，或其任何组合。在一些实施例中，所述智能家庭设备可以包括智能照明设备、智能电器的控制设备、智能监控设备、智能电视、智能摄像机、对讲机等，或其任何组合。在一些实施例中，所述可穿戴设备可以包括智能手链、智能鞋袜、智能眼镜、智能头盔、智能手表、智能服装、智能背包、智能配件等，或其任何组合。在一些实施例中，所述智能移动设备可以包括智能手机、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备等，或其任何组合。在一些实施例中，所述虚拟现实设备可以包括虚拟现实头盔、虚拟现实眼镜、虚拟现实眼罩、增强现实头盔、增强现实眼镜、增强现实眼罩等，或其任何组合。例如，所述虚拟现实设备和/或所述增强现实设备可以包括Google Glass、OculusRift、Hololens、Gear VR等。在一些实施例中，所述终端130可以是所述处理设备140的一部分。在一些实施例中，可以省略所述终端130。
所述处理设备140可以处理从所述放射设备110、所述终端130和/或所述存储器150获得的数据和/或信息。例如，所述处理设备140可以处理图像数据并确定可用于修改所述图像数据的正则项。在一些实施例中，所述处理设备140可以是单个服务器或服务器组。所述服务器组可以是集中式的或者分布式的。在一些实施例中，所述处理设备140可以是本地的或远程的。例如，所述处理设备140可以通过所述网络120访问存储在所述放射设备110、所述终端130和/或所述存储器150中的信息和/或数据。再例如，所述处理设备140可以直接与所述放射设备110、所述终端130和/或所述存储器150连接，以便访问存储在其中的信息和/或数据。在一些实施例中，所述处理设备140可以在云平台上实现。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等，或其任何组合。在一些实施例中，所述处理设备140可以在本发明图3所示的具有至少一个组件的计算设备200上实现。
所述存储器150可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，所述存储器150可以存储从所述终端130和/或所述处理设备140获得的数据。在一些实施例中，所述存储器150可以存储所述处理设备140可以执行或用于执行在本发明中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，所述存储器150可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态驱动器等。示例性的可移动存储器可以包括闪存盘、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性的易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性的RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍数据传输率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)、零电容RAM(Z-RAM)等。示例性的ROM可以包括掩模型ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)、数字通用盘ROM等。在一些实施例中，所述存储器150可以在云平台上实现。仅作为示例，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、跨云、多云等，或其任何组合。
在一些实施例中，所述存储器150可以与所述网络120连接，以便与所述医疗系统100的至少一个组件(例如，所述处理设备140、所述终端130)进行通信。所述医疗系统100的至少一个组件可以通过所述网络120访问存储在所述存储器150中的数据或指令。在一些实施例中，所述存储器150可以直接与所述医疗系统100的至少一个组件(例如，所述处理设备140、所述终端130)连接或通信。在一些实施例中，所述存储器150可以是所述处理设备140的一部分。
图3是根据本发明的一些实施例所示的示例性计算设备200的示例性硬件和/或软件组件的示意图。所述计算设备200可以实现所述处理设备140。如图3所示，所述计算设备200可以包括处理器210、存储器220、输入/输出(I/O)230和通信端口240。
所述处理器210可以根据本文所述的技术执行计算机指令(程序代码)并执行所述处理设备140的功能。所述计算机指令可以包括执行本文所述的特定功能的例程、程序、对象、组件、数据结构、过程、模块与功能。例如，所述处理器210可以处理从放射设备110、终端130、存储器150或医疗系统100的任何其他组件获得的图像数据。在一些实施例中，所述处理器210可以包括微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、中央处理器(CPU)、图形处理器(GPU)、物理处理器(PPU)、单片机、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、先进精简指令集系统(ARM)、可编程逻辑设备(PLD)、能够执行至少一个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。
仅用于说明，在所述计算设备200中仅描述了一个处理器。然而，应当注意的是，本发明的所述计算设备200还可以包括多个处理器。因此，由本发明所述的一个处理器执行的操作和/或方法步骤也可以由多个处理器共同或单独执行。例如，如果在本发明中，所述计算设备200的处理器执行步骤A和B，则应当理解，所述步骤A和B也可以由所述计算设备200的两个不同的处理器共同或单独地执行(例如，第一处理器执行步骤A、第二处理器执行步骤B或者第一和第二处理器共同执行步骤A和B)。
所述存储器220可以存储从所述放射设备110、所述终端130、所述存储器150或所述医疗系统100的任何其他组件获得的数据/信息。在一些实施例中，所述存储器220可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读写存储器、只读存储器(ROM)等，或其任何组合。例如，所述大容量存储器可以包括磁盘、光盘与固态驱动器等。所述可移动存储器可以包括闪存盘、软盘、光盘、存储卡、压缩盘与磁带等。所述易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。所述RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍数据传输率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)与无电容RAM(Z-RAM)等。所述ROM可以包括掩模型ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)与数字通用盘ROM等。在一些实施例中，所述存储器220可以存储至少一个程序和/或指令，以执行在本发明中所述的示例性方法。例如，所述存储器220可以存储用于所述处理设备140确定正则项的程序。
所述输入/输出230可以输入或输出信号、数据或信息。在一些实施例中，所述输入/输出230可以与所述处理设备140进行用户交互。在一些实施例中，所述输入/输出230可以包括输入设备和输出设备。示例性的输入设备可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或其组合。示例性的输出设备可以包括显示设备、扬声器、打印机、投影仪等，或其组合。示例性的显示设备可以包括液晶显示器(LCD)、基于发光二极管(LED)的显示器、平板显示器、曲面屏幕、电视设备、阴极射线管(CRT)等，或其组合。
所述通信端口240可以与网络(例如，网络120)连接以便促进数据通信。所述通信端口240可以在所述处理设备140与所述放射设备110、所述终端130或所述存储器150之间建立连接。所述连接可以是有线连接、无线连接或两者的组合。这些连接方式可以使得数据能够被发送和接收。所述有线连接可以包括电缆、光缆、电话线等，或其任何组合。所述无线连接可以包括蓝牙、Wi-Fi、WiMax、WLAN、ZigBee、移动网络(例如，3G、4G、5G)等，或其组合。在一些实施例中，所述通信端口240可以是诸如RS232和RS485等标准化的通信端口。在一些实施例中，所述通信端口240可以是专门设计的通信端口。例如，所述通信端口240可以根据医学数字成像与通信(DICOM)协议进行设计。
图4是根据本发明的一些实施例所示的示例性移动设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。所述移动设备300可以实现所述终端130。如图4所示，所述移动设备300可以包括通信平台310、显示器320、图形处理器(GPU)330、中央处理器(CPU)340、输入/输出350、内存360和存储器390。在一些实施例中，任何其它合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(图中未示出)，也可以包括在所述移动设备300中。在一些实施例中，移动操作系统370(例如，iOS、Android、Windows Phone)和至少一个应用380可以从所述存储器390加载到所述内存360中，以便由所述中央处理器340执行。所述应用380可以包括浏览器或用于从所述处理设备140接收和呈现与图像处理相关的信息或其他信息的任何其它合适的移动应用。与信息流的用户交互可以通过所述输入/输出350实现，并且通过所述网络120提供给所述处理设备140和/或所述医疗系统100的其他组件。
为了实现在本发明中所述的各种模块、单元及其功能，可以将计算机硬件平台用作本发明中所述的至少一个元件的硬件平台。此类计算机的硬件元件、操作系统和编程语言本质上是常规的，假设本领域技术人员充分熟悉这些技术，使得这些技术适应于本发明中所述的校正对准设备。具有用户界面元件的计算机可以用于实现个人电脑(PC)或其他类型的工作站或终端设备，但如果适当地进行编程，则计算机也可以充当服务器。可以确信，本领域的技术人员熟悉此类计算机设备的结构、编程和一般操作。因此，附图应该是不言自明的。
图5是根据本发明的一些实施例所示的示例性处理器400的示意图。所述处理器400可以由图3所示的计算设备200(例如，处理器210)实现。所述处理器400可以包括图像获取模块410、偏差确定模块420、模体调整模块430和对准设备调整模块440。
图像获取模块410可以被配置为获取模体的至少一个投影图像。在一些实施例中，所述模体可以是圆柱形、立方形、球形或者是支架形的模体。所述模体可以包括至少一个表面指示符。所述表面指示符可以指示与所述模体相关的第一坐标系。所述第一坐标系可以结合图6来进行详细描述。所述第一坐标系的原点可以与所述模体的校正点重合。具体而言，所述校正点可以是与所述表面指示符相关的延长线在所述模体中相交的点(例如，图15和图16中的校正点o830)。在一些实施例中，所述模体的所述校正点可以包括所述模体的中心，或者所述模体上距离所述模体的中心一段距离的点。在一些实施例中，所述表面指示符可以是十字形的。
偏差确定模块420可以被配置为，基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。在一些实施例中，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差可以包括第一偏差。所述第一偏差用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点的位移(即，所述医疗系统的放射等中心相对于所述模体的校正点的位移)。所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差还可以包括第二偏差。所述第二偏差用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。在一些实施例中，所述偏差确定模块420可以采用几何校正方法确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。具体而言，所述偏差确定模块420可以确定所述标记物在所述投影图像中的至少一个特征。所述偏差确定模块420可以基于所述标记物在所述投影图像中的所述特征确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。
模体调整模块430可以被配置为调整所述模体到更新状态。在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。在一些实施例中，所述模体调整模块430可以基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的偏差，调整所述模体到所述更新状态。在一些实施例中，所述模体调整模块430可以先根据所述第一偏差调整所述模体，再根据所述第二偏差调整所述模体到所述更新状态。或者，所述模体调整模块430可以先根据所述第二偏差调整所述模体，再根据所述第一偏差调整所述模体到所述更新状态。
对准设备调整模块440可以被配置为，基于在所述更新状态下的模体上的表面指示符，调整对准设备。所述对准设备包括至少一个激光器。所述激光器可以发射激光束。在一些实施例中，每个所述激光器可以对应于所述模体的一个表面指示符。所述对准设备调整模块440可以调整所述激光器，使得激光束对准模体上对应的表面指示符。从而，所述对准设备发射的激光束可以在所述医疗系统的放射等中心处相交。
应当注意的是，上述对于处理器400的描述是为了说明的目的，而不是旨在限制本发明的保护范围。对于本领域的普通技术人员，可以在本发明的指导下做出多种变化和修改。尽管如此，这些变化和修改并没有脱离本发明的范围。例如，所述偏差确定模块420和所述模体调整模块430可以集成为一个模块，用于确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差，并且调整所述模体到更新状态。再例如，一些模块可以安装在与其他模块分离的不同设备中。仅作为示例，所述对准设备调整模块440可以位于一个设备中，其他模块可以位于另一个设备中。
图6是根据本发明的一些实施例所示的用于校正对准设备的示例性过程500的流程图。所述过程500可以由所述医疗系统100执行。例如，所述过程500可以被实现为存储在所述存储器220中的一组指令(例如，应用)。所述处理器210可以执行该组指令，并且相应地可以指示执行所述过程500。下面给出的对于所述过程的操作是说明性的。在一些实施例中，所述过程可以通过未提及的至少一个附加操作和/或没有讨论的至少一个操作来完成。另外，图6所示的过程的操作顺序并非旨在限制本发明。
在步骤510中，所述图像获取模块410可以获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像。所述表面指示符可以指示与模体相关的第一坐标系。在一些实施例中，所述模体可以是圆柱形、立方形、球形，或者是其他形状的模体。所述第一坐标系的原点可以与所述模体的校正点重合。所述校正点可以是与所述表面指示符相关的延长线在所述模体中相交的点(例如，图15和图16中的校正点o 830)。在一些实施例中，所述模体的所述校正点可以是所述模体的中心。此外，所述模体的所述校正点可以包括所述模体上距离所述模体的中心一段距离的点。
在一些实施例中，所述第一坐标系可以包括三个正交轴。所述第一坐标轴(例如，图15中的y轴)可以与所述模体的中心轴平行或重合。此处所述模体的中心轴是指通过所述模体中心的直线，所述直线可以用于表示所述模体的方向。所述模体可以为任何合适的形状。例如，对于圆柱形模体，所述圆柱形模体的中心轴可以是连接所述圆柱形模体的顶面中心和底面中心的直线。对于立方形模体，所述立方形模体的中心轴可以是连接所述立方形模体任何两个相对面的中心的直线。例如，如果所述校正点位于所述模体的中心，则所述第一坐标轴可以与所述模体的中心轴重合。再例如，如果所述校正点位于所述模体上距离所述模体的中心一段距离的点，则所述第一坐标轴可以与所述模体的中心轴平行。第二坐标轴(例如，图15中的z轴)可以与连接其中一个所述表面指示符和所述模体的校正点的直线重合。第三坐标轴(例如，图15中的x轴)可以垂直于由所述第一坐标轴和所述第二坐标轴确定的平面。
在一些实施例中，所述表面指示符可以是十字形的。在一些实施例中，所述表面指示符可以是其他形状。所述模体上的所述表面指示符的位置可以根据特定条件来确定。例如，对于圆柱形模体，所述表面指示符可以位于所述圆柱形模体的侧壁，或者所述圆柱形模体的顶面或底面。所述表面指示符的数量可以是任何合适的数量，例如两个、三个、四个、五个。
在一些实施例中，所述模体可以包括位于所述模体表面或嵌入所述模体中的至少一个标记物(例如滚珠、杆、环)。所述模体的标记物的位置可以通过所述标记物在所述第一坐标系中的坐标确定。
在步骤520中，所述偏差确定模块420可以基于所述投影图像确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。所述第二坐标系可以与所述医疗系统相关。所述第二坐标系的原点of可以是旋转平面与旋转轴的交点，即，所述医疗系统的放射等中心。基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差以及第一坐标系的原点，可以确定所述医疗系统的放射等中心。相应地，可以确定与所述医疗系统相关的第二坐标系。所述第二坐标系的第一坐标轴(yf轴)可以与所述机架111的旋转轴重合。所述第二坐标系的第二坐标轴(zf轴)和所述第二坐标系的第三坐标轴(xf轴)可以位于所述机架111的旋转平面上。当所述机架111处于0度位置时，所述第二坐标系的第二坐标轴(zf轴)可以与连接所述放射源113和所述放射等中心的直线重合。所述第二坐标系的第三坐标轴(xf轴)可以垂直于第一坐标轴(yf轴)和第二坐标轴(zf轴)。
所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差可以包括第一偏差，用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点的位移(即，所述医疗系统的放射等中心相对于所述模体的校正点的位移)。在一些实施例中，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差还可以包括第二偏差，用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。
在一些实施例中，根据图8所示的示例性过程600，可以基于所述投影图像确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。
在步骤530中，所述模体调整模块430可以基于所述第一坐标系和所述第二坐标之间的偏差调整所述模体到更新状态。在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。所述模体调整模块430可以基于所述确定的偏差，通过可移动的支撑物来调整所述模体到所述更新状态。在一些实施例中，所述可移动的支撑物可以是治疗床114。在一些实施例中，所述可移动的支撑物可以是放置在所述治疗床114上的设备。所述可移动的支撑物可以包括多维可移动的支撑物。例如，所述可移动的支撑物可以是3D可移动的支撑物。所述3D可移动的支撑物可以沿着空间中的三个方向(例如，平行于xf轴的方向、平行于yf轴的方向、平行于zf轴的方向)移动。再例如，所述可移动的支撑物可以是4D可移动的支撑物。所述4D可移动的支撑物可以沿着空间中的三个方向移动，并且可以绕平行于或重合于xf轴、yf轴或zf轴的一个方向旋转。具体地，所述4D可移动的支撑物可以绕平行于或重合于zf轴的方向旋转。又例如，所述可移动的支撑物可以是6D可移动的支撑物，所述6D可移动的支撑物可以沿着空间中的三个方向移动，并且可以绕平行于或重合于xf轴、yf轴或zf轴的任何方向旋转。在一些实施例中，所述模体调整模块430可以先根据所述第一偏差调整所述模体，再根据所述第二偏差调整所述模体到更新状态。或者，所述模体调整模块430可以先根据所述第二偏差调整所述模体，再根据所述第一偏差调整所述模体到更新状态。
在步骤540中，所述对准设备调整模块440可以基于更新状态下的模体的表面指示符调整对准设备。在一些实施例中，所述对准设备包括至少一个激光器。所述激光器可以发射激光束。在一些实施例中，所述激光束可以包括相互垂直的两个平面，并且所述激光束的投影可以是十字线(例如，图17中所示的十字线920a)。在一些实施例中，所述激光束可以仅包括一个平面，并且所述激光束的投影可以是一条线(例如，图18中所示的直线920b)。每个所述激光器可以对应于所述模体的一个表面指示符。所述对准设备调整模块440可以调整所述激光器，使得所述激光束对准在所述更新状态下的模体上对应的表面指示符。在一些实施例中，所述激光器可以安装在至少一个可移动的支撑物上。所述对准设备调整模块440可以通过调整所述可移动的支撑物，将所述激光器发射的激光束对准对应的表面指示符。从而，所述对准设备发射的激光束可以在所述医疗系统的放射等中心处相交。在一些实施例中，所述激光器可以安装在墙壁、治疗床114或任何其他装置上。在一些实施例中，用户可以手动调整所述激光器，使得所述激光器发射的激光束对准在所述更新状态下的模体上对应的表面指示符。
为了说明的目的，图15和图16是激光器与所述模体上对应的表面指示符对准的示意图。在图15和图16中，模体850是示例性圆柱形模体，所述对准设备包括三个激光器810a、810b和810c。应当理解的是，这仅是一示例，并不旨在限制本发明。在图15和图16中，所述模体850已调整到所述更新状态，在所述更新状态下，与所述模体相关的所述第一坐标系重合于与所述医疗系统相关的所述第二坐标系。
如图15所示，所述表面指示符(例如，840a、840b和840c)位于所述模体850的侧壁上。与所述模体相关的所述第一坐标系重合于与所述医疗系统相关的所述第二坐标系。在所述更新状态下，连接所述第一表面指示符840a和所述校正点o 830的直线(所述第一坐标系的z轴)与所述第二坐标系的zf轴重合，连接所述第二表面指示符840b(或第三表面指示符840c)和所述校正点o 830的直线(所述第一坐标系的x轴)与所述第二坐标系的xf轴重合。所述对准设备调整模块440可以基于所述更新状态下的模体上的表面指示符调整所述对准设备。
在图15中，所述对准设备可以包括三个激光器，例如第一激光器810a、第二激光器810b和第三激光器810c。所述第一激光器810a可以对应于所述第一表面指示符840a。所述第二激光器810b可以对应于所述第二表面指示符840b。所述第三激光器810c可以对应于所述第三表面指示符840c。在一些实施例中，所述第一激光器810a可以安装在用于放置所述治疗床114的空间的顶部，所述第二激光器810b和所述第三激光器810c可以分别安装在该空间的两个相对的侧壁上。
所述第一激光器810a可以发射第一激光束820a。所述第二激光器810b可以发射第二激光束820b。所述第三激光器810c可以发射第三激光束820c。在一些实施例中，所述激光束(例如，820a、820b或820c)可以包括相互垂直的两个平面，即，所述激光束的投影是十字线(例如，图17中的十字线920a)。在一些实施例中，所述激光束(例如，820a、820b或820c)可以包括一个平面，即，所述激光束的投影是一条线(例如，图18中的直线920b)。
所述对准设备调整模块440可以调整所述激光器，使得所述激光束对准所述模体上对应的表面指示符。所述激光器可以同时或依次被调整。所述对准设备调整模块440可以调整所述第二激光器810b，使得所述第二激光束820b对准所述第二表面指示符840b。所述第二激光束820b的投影可以与所述第二表面指示符840b的所述十字线重合。
所述对准设备调整模块440可以使用相同的方法调整所述第三激光器810c。由于连接所述第二表面指示符840b和所述第三表面指示符840c的直线重合于与所述医疗系统相关的第二坐标系的xf轴，故连接所述第二激光器810b和所述第三激光器810c的直线可以与第二坐标系的xf轴重合，并且可以平行于水平面且垂直于所述机架111的旋转轴。
所述对准设备调整模块440可以调整所述第一激光器810a，使得所述第一激光束820a对准所述第一表面指示符840a。在一些实施例中，所述第一激光束820a的投影可以与所述第一表面指示符840a的所述十字线重合。连接所述第一激光器810a和所述校正点o830的直线可以与所述第二坐标系的zf轴重合。在一些实施例中，所述第一激光束820a的投影可以与所述第一表面指示符840a的所述十字线的一条线重合。所述第一表面指示符840a的所述十字线中的一条线可以平行于所述第一坐标系的y轴。
在一些实施例中，所述第一激光束820a可以包括相互垂直的两个平面。在一些实施例中，所述第一激光束820a可以包括一个平面，并且所述平面的投影与所述模体850的所述第一坐标系的y轴平行或重合。因此，所述第一激光器810a的位置可以是灵活的，只需要使得所述第一激光束820a的投影与所述第一表面指示符840a的一条线重合。例如，可以调整所述第一激光器810a，使得所述第一激光束820a的投影与所述模体850的第一坐标系的y轴平行或重合。例如，可以将所述第一激光器810a调整到所述治疗床114的端部(例如，面向所述治疗床114的端部的墙壁上)的位置。所述治疗床114的所述端部可以指远离或靠近所述机架111的端部。改变的所述第一激光器810a由810a’表示，810a’发射的激光束由820a’表示。所述激光束820a'的一个平面可以投影在所述模体850的顶面或底面以及所述模体850的侧壁上(如图15所示)。所述对准设备调整模块440可以调整所述激光器810a’，以使所述激光束820’的所述平面在所述模体850侧壁上的投影与所述第一表面指示符840a的一条线重合(例如，平行于所述模体850的第一坐标系的y轴的直线)。从而，三条激光束(820a(或820a’)、820b和820c)在所述校正点o 830处相交。
图16示出了另一示例性模体。如图16所示，所述第一表面指示符(记为840d)位于所述模体850的顶面或底面上，所述第二表面指示符840b和所述第三表面指示符840c位于所述模体850的侧壁上。所述第一坐标系与所述第二坐标系重合。在所述更新状态下，连接所述第一表面指示符840d和所述校正点o830的直线(所述第一坐标系的y轴)与所述第二坐标系的yf轴(所述医疗系统中的所述机架111的旋转轴)重合，连接所述第二表面指示符840b(或第三表面指示符840c)和所述校正点o 830的直线(所述第一坐标系的x轴)与所述第二坐标系的xf轴重合。所述对准设备调整模块440可以基于所述表面指示符调整所述对准设备。
在图16中，所述对准设备可以包括对应于所述三个表面指示符的三个激光器，例如第一激光器810d、第二激光器810b和第三激光器810c。所述第一激光器810d可以对应于所述第一表面指示符840d。所述第二激光器810b可以对应于所述第二表面指示符840b。所述第三激光器810c可以对应于所述第三表面指示符840c。在一些实施例中，所述第一激光器810d可以安装在面向所述治疗床114的端部的墙壁上，所述第二激光器810b和所述第三激光器810c可以分别安装在该空间的两个相对的侧壁上。
所述第一激光器810d可以发射第一激光束820d。所述第二激光器810b可以发射第二激光束820b。所述第三激光器810c可以发射第三激光束820c。所述对准设备调整模块440可以调整所述激光器，使得所述激光束对准模体上对应的表面指示符。所述激光器可以同时或依次被调整。对所述第二激光器810b和所述第三激光器810c的调整与图15中的相关调整方式相同。调整后，连接所述第二激光器810b和所述第三激光器810c的直线与所述第二坐标系的xf轴重合，并且平行于所述水平面和垂直于所述机架111的旋转轴。
所述对准设备调整模块440可以调整所述第一激光器810d，使得所述第一激光束820d对准所述第一表面指示符840d。在一些实施例中，所述第一激光束820d的投影可以与所述第一表面指示符840d的所述十字线重合。连接所述第一激光器810d和所述校正点o830的直线可以与所述第一坐标系的y轴重合。在一些实施例中，所述第一激光束820d的投影可以与所述第一表面指示符840d的所述十字线的一条线重合。
所述第一激光束820d可以包括相互垂直的两个平面。在一些实施例中，所述第一激光束820d可以包括一个平面，并且所述平面在所述模体850的顶面或底面上的投影平行于所述第一坐标系的z轴。所述第一激光器810d的位置可以是灵活的，只要使得所述平面在所述模体850的顶面或底面上的投影平行于所述第一坐标系的z轴。最终，所述三条激光束(820d、820b和820c)在所述校正点o 830处相交。
应当注意的是，上述对于校正所述对准设备的过程500的描述是为了说明的目的，而不是旨在限制本发明的保护范围。对于本领域的普通技术人员，可以在本发明的指导下做出多种变化和修改。尽管如此，这些变化和修改并没有脱离本发明的范围。在一些实施例中，所述过程500可以包括其他步骤。例如，在获取所述投影图像之前，所述过程500可以包括调整所述模体，使得模体的所述校正点与所述医疗设备的放射等中心粗略重合。在一些实施例中，所述医疗系统(例如，放射源)可以包括十字叉丝。在获取所述投影图像之前，可以通过所述可移动的支撑物来调整所述模体，使得当模体放置在所述治疗床114上时，所述医疗系统的所述十字叉丝的投影可以与所述其中一个表面指示符重合。因此，所述放射源可以粗略对准模体的校正点，所述激光器发射的所述激光束在所述系统中的交点可以粗略与所述医疗系统的放射等中心重合。
图7是根据本发明的一些实施例所示的示例性偏差确定模块420的示意图。所述偏差确定模块420可以由图3所示的计算设备200(例如，处理器210)来实现。在一些实施例中，所述偏差确定模块420可以包括图像获取单元610、特征确定单元620和偏差确定单元630。
图像获取单元610可以被配置为获取具有至少一个标记物的模体的至少一个投影图像。在一些实施例中，所述图像获取单元610可以从所述图像获取模块410和/或所述存储器220获取所述模体的所述投影图像。在一些实施例中，所述模体上的所述标记物的衰减系数可以不同于所述模体的衰减系数。例如，所述标记物的衰减系数可以大于或小于所述模体的衰减系数。此外，所述模体上的所述标记物的衰减系数可以相同或者不同。
特征确定单元620可以被配置为在至少一个机架角度下确定所述标记物在所述投影图像中的至少一个特征。所述标记物的所述特征可以包括所述标记物在所述投影图像中的形状、尺寸和/或者位置。在一些实施例中，所述特征可以包括在所述投影图像中的任何两个标记物之间的相对位置。
偏差确定单元630可以被配置为，基于所述标记物的所述特征，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差可以包括第一偏差，用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点的位移。所述第一偏差可以指示所述医疗系统的放射等中心相对于所述模体的校正点的位移。所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差还可以包括第二偏差，用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。在一些实施例中，所述偏差确定单元630可以基于所述标记物在所述投影图像中的位置以及所述标记物在所述第一坐标系中的坐标确定所述偏差。在一些实施例中，所述偏差确定单元630可以基于所述标记物在所述投影图像中的形状、尺寸或位置的变化确定所述偏差。
在一些实施例中，可以根据图8所示的用于确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差的过程600执行所述过程500中的步骤520。所述过程600可以由所述医疗系统100执行。例如，所述过程600可以作为存储在所述存储器220中的一组指令(例如，应用)来实现。所述处理器210可以执行该组指令，并且当执行所述指令时，相应地，所述处理器210可以被指示以执行所述过程600。下面给出的对于所述过程的操作是说明性的。在一些实施例中，所述过程可以通过未提及的至少一个附加操作和/或没有讨论的至少一个操作来完成。另外，图8所示的过程的操作顺序并非旨在限制本发明。
在步骤615中，所述偏差确定模块420(例如，图像获取单元610)可以获取具有至少一个标记物的模体的至少一个投影图像。在一些实施例中，所述图像获取单元610可以从所述图像获取模块410和/或所述存储器220获取所述模体的所述投影图像。所述投影图像可以包括所述模体的多个投影数据和所述模体的标记物的多个投影数据等。在一些实施例中，使用所述医疗系统在至少一个机架角度下扫描所述模体，可以获取所述多个投影数据。所述至少一个机架角度可以包括从0°到360°的任意值。例如，所述机架角度可以是10°、20°、30°、50°等。
在一些实施例中，所述模体可以是圆柱形、立方形、球形或者支架形的模体。所述模体可以包括位于所述模体表面或嵌入所述模体中的至少一个标记物(例如滚珠、杆、环)。所述标记物可以不在同一平面上。例如，所述模体可以是圆柱形模体(或立方形模体)，所述圆柱形模体(或立方形模体)具有以倾斜的螺旋形轨迹嵌入其中的多个滚珠。所述滚珠的数量不少于八个。例如，所述滚珠的数量可以是8、9、13、17等。再例如，所述模体可以是圆柱形模体。所述圆柱形模体具有位于所述圆柱形模体的中心轴上的杆、环绕在所述圆柱形模体上的环，以及两个嵌入所述圆柱形模体中的滚珠。该模体上的所述环所在的平面垂直于所述圆柱形模体的中心轴，所述两个滚珠相对于所述环对称，并且连接所述两个滚珠的直线平行于所述圆柱形模体的中心轴(例如，图9和11中的圆柱形模体710)。
在一些实施例中，所述模体上的所述标记物的衰减系数可以不同于所述模体的衰减系数。例如，所述标记物的衰减系数可以大于或小于所述模体的衰减系数。此外，所述模体上的所述标记物的衰减系数彼此之间可以相同，也可以不同。因此，所述模体的投影图像中可以包含所述标记物的信息，并且可以通过所述偏差确定模块420在所述模体的投影图像中识别出所述标记物信息。如图9和图11所示，所述模体710的主体可以为所述标记物720(或730、或740)提供机械支撑。所述标记物720(或730、或740)可以嵌入或环绕在所述模体710的主体中。与所述标记物720(或730、或740)相比，所述模体710的主体可以响应于扫描仪的光源发射的X射线而不具有或者具有可忽略的或降低的信号，因此，在所述模体710的CT图像中可以将所述标记物720(或730、或740)与所述模体710的主体区分开来。在一些实施例中，所述模体710的主体可以由诸如聚甲醛树酯、聚苯乙烯等低密度材料制成。所述标记物720(或730或740)可以由诸如钨、钢等的高密度材料制成。
在步骤625中，所述偏差确定模块420(例如，特征确定单元620)可以确定所述标记物在所述投影图像中的至少一个特征。所述标记物的所述特征可以包括所述标记物在所述投影图像中的形状、尺寸和/或者位置。在一些实施例中，所述特征可以包括在所述投影图像中的任何两个所述标记物之间的相对位置。
在步骤635中，所述偏差确定模块420(例如，偏差确定单元630)可以基于所述标记物的所述特征确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差可以包括第一偏差，用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点的位移。在一些实施例中，所述第一偏差可以由包括三个元素的向量来表示。表示所述第一偏差的所述向量的第一个元素可以是所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点沿所述第一坐标系的x轴方向的位置偏差。表示所述第一偏差的所述向量的第二个元素可以是所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点沿所述第一坐标系的y轴方向的位置偏差。表示所述第一偏差的所述向量的第三个元素可以是所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的原点沿所述第一坐标系的z轴方向的位置偏差。表示所述第一个偏差的所述向量的三个元素中的任何一个的值可以是合适的值。在一些实施例中，表示所述第一偏差的所述向量的三个元素的其中之一可以为零。所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差还可以包括第二偏差，用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。例如，所述第二偏差可以包括所述第二坐标系的xf轴相对于第一坐标系的x轴的偏转角、所述第二坐标系的yf轴相对于所述第一坐标系的y轴的偏转角，所述第二坐标系的zf轴相对于所述第一坐标系的z轴的偏转角，或其任何组合。
图9和图11示出了模体(例如，圆柱形模体710)处于不同状态下的示例性场景。如图9所示，所述模体的所述第一坐标系与所述医疗系统的所述第二坐标系重合。具体而言，所述模体的所述校正点与所述医疗系统的所述放射等中心重合(即，所述第一偏差为零)。相对于所述模体710在图9中的状态，如图11所示的所述模体处于不同的状态。可以结合图13和图14来表示所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。所述第一偏差可以由图13所示的向量T(t1，t2，t3)来表示。t1表示所述第二坐标系的原点of(即，所述医疗系统的放射等中心)相对于所述第一坐标系的原点o(即，所述校正点)沿所述第一坐标系的x轴方向的位置偏差。t2表示所述第二坐标系的原点of(即，所述医疗系统的放射等中心)相对于所述第一坐标系的原点o(即，所述校正点)沿所述第一坐标系的y轴方向的位置偏差。t3表示所述第二坐标系的原点of(即，所述医疗系统的放射等中心点)相对于所述第一坐标系的原点o(即，所述校正点)沿所述第一坐标系的z轴方向的位置偏差。
图14示出了所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的示例性第二偏差。如图14所示，角度α表示所述第二坐标系的yf轴相对于所述第一坐标系的y轴的偏转角。角度β表示所述第二坐标系的xf轴相对于所述第一坐标系的x轴的偏转角。角度γ表示所述第二坐标系的zf轴相对于所述第一坐标系的z轴的偏转角。基于三个偏转角中的任意两个偏转角，可以确定另一个偏转角。例如，基于所述偏转角α和所述偏转角β，可以确定所述偏转角γ。
在一些实施例中，所述偏差确定单元630可以采用几何校正方法确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。
具有标记物的示例性模体如图9和图11所示。所述模体(所述圆柱形模体710)包括两个相同尺寸的滚珠720、一个杆730和一个环740。所述杆730位于所述圆柱形模体710的坐标轴(即，y轴)上。所述杆730的中心与所述圆柱形模体710的中心轴重合。所述环740环绕所述圆柱形模体710。所述杆730可以垂直于所述环740所在的平面。在一些实施例中，所述环740可以是个整圆，或者是整圆的一部分。连接所述两个滚珠720的直线平行于所述圆柱形模体710的中心轴(即，所述第一坐标系的y轴)。所述两个滚珠720相对于所述环740对称。
为了说明的目的，图10和图12示出了在一特定机架角度(例如，0度)下扫描的模体(例如，圆柱形模体710)的投影图像。如果所述第一偏差和所述第二偏差为0(即，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合)，则所述标记物在所述投影图像中的特征可以在图10中示出。如图10所示，所述两个滚珠720在所述投影图像中是两个相同尺寸的对称点721，所述杆730在所述投影图像中是平行于图9所示的yf轴的线731，所述环740在所述投影图像中是垂直于所述线731的线741。
图12示出了包括与图11中的情景相对应的模体的示例性投影图像。如图12所示，所述两个滚珠720在所述投影图像中是两个不同尺寸的非对称点721’。所述杆730在所述投影图像中是相对于图11所示的yf轴具有偏转角的线731’。所述环740在所述投影图像中是椭圆741’(或者椭圆的一部分)。此外，所述两个滚珠720、所述杆730和所述环740在所述投影图像中的相对位置相对于图10中的相对位置发生了变化。应当理解的是，图10和图12中的情况是说明性的而不是限制性的。在一些实施例中，所述偏差确定模块420可以采用其他几何校正方法确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。例如，对于具有多个滚珠(例如，八个滚珠)的圆柱形模体，所述偏差确定模块420可以基于不同机架角度下所述多个滚珠在所述投影图像中的位置确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。在一些实施例中，对于具有至少一个标记物(例如，八个滚珠)的圆柱形模体，所述偏差确定模块420可以确定不同机架角度下所述标记物在所述投影图像中的位置。所述偏差确定模块420也可以获取所述标记物在所述第一坐标系中的坐标。从而，所述偏差确定模块420可以确定所述标记物在所述投影图像中的位置和所述标记物在所述第一坐标系中的坐标之间的关系。标记物所述偏差确定模块420可以基于所述标记物在所述投影图像中的位置和所述标记物在所述第一坐标系中的坐标之间的所述关系确定所述偏差。应当注意的是，以上关于确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间偏差的描述仅是一示例，而非旨在限制。在一些实施例中，也可以使用其他几何校正技术来确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的偏差。所有这些均在本发明的范围内。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述发明披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机可读信号介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等等、或合适的组合形式。计算机可读信号介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机可读信号介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、RF、或类似介质、或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET、Python等，常规程序化编程语言如C语言、Visual Basic、Fortran 2003、Perl、COBOL 2002、PHP、ABAP，动态编程语言如Python、Ruby和Groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”等来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±明所述的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (12)

1.一种用于校正对准设备的系统，其特征在于，包括：
至少一个存储设备，用于存储一组指令集；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述至少一个存储设备通信，其中，在执行所述指令集时，所述至少一个处理器被配置为使得所述系统：
获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合；
基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关；
基于所述第一坐标系和所述第二坐标系 之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合；以及
基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
2.根据权利要求1所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述至少一个处理器使得所述系统：
在获取所述投影图像之前，调整所述模体，使得所述模体的所述校正点粗略对准所述医疗设备的放射源。
3.根据权利要求1所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述校正点包括所述模体的中心或者所述模体上距离所述模体的所述中心一段距离的点。
4.根据权利要求1所述的校正对准设备的系统，其特征在于，
所述模体包括至少一个标记物，以及
基于所述投影图像，为了确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差，所述至少一个处理器进一步被配置为使得所述系统：
确定所述标记物在所述投影图像中的至少一个特征，所述特征包括所述标记物在所述投影图像中的形状、尺寸和/或者位置，以及
基于所述标记物的所述特征，确定所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差。
5.根据权利要求1所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差包括：
第一偏差，用于指示所述第二坐标系的原点相对于所述第一坐标系的所述原点的位移，或者
第二偏差，用于指示所述第二坐标系的至少一个坐标轴相对于所述第一坐标系的对应坐标轴的至少一个偏转角。
6.根据权利要求1所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述系统通过可移动的支撑物来调整所述模体。
7.根据权利要求6所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述可移动的支撑物是至少4D可移动的支撑物。
8.根据权利要求1所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述对准设备包括至少一个激光器，所述激光器用于发射激光束。
9.根据权利要求8所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述激光器发射的激光束具有相互垂直的两个平面。
10.根据权利要求8所述的用于校正对准设备的系统，其特征在于，所述激光器发射的激光束具有一个平面。
11.一种校正对准设备的方法，所述方法由计算机设备执行，所述计算机设备包括至少一个处理器和至少一个存储设备，其特征在于，所述方法包括：
获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合；
基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关；
基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合；以及基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
12.一种非暂时计算机可读存储媒介，所述非暂时计算机可读存储媒介包括可执行指令，当由至少一个处理器执行所述可执行指令时，所述可执行指令使所述至少一个处理器实现一种方法，其特征在于，所述方法包括：
获取具有至少一个表面指示符的模体的至少一个投影图像，所述表面指示符指示与所述模体相关的第一坐标系，所述第一坐标系的原点与所述模体的校正点重合；
基于所述投影图像，确定所述第一坐标系和第二坐标系之间的偏差，所述第二坐标系与医疗设备相关；
基于所述第一坐标系和所述第二坐标系之间的所述偏差，调整所述模体到更新状态，在所述更新状态下，所述第一坐标系与所述第二坐标系重合；以及基于在所述更新状态下的所述表面指示符，调整对准设备。
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