CN109350866A - 一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，包括移动小车、相机组、结构光源模块、系统服务器和显示器，所述系统服务器安装于移动小车上，移动小车上设置有第一支杆，显示器滑动设置于第一支杆上，第一支杆顶端转动连接第二支杆，第二支杆铰接第三支杆，第三支杆的端部固定连接支架，支架绕第二支杆的顶端左右摆动,结构光源模块固定在支架中心，所述相机组以结构光源模块为中心对称固定在支架上，所述相机组和结构光源模块通过电缆与系统服务器连接。本发明用光学定位技术，无辐射剂量，采用亚毫米级空间精度的工业相机和深度相机，并结合特有匹配算法，可同时实现高速和高精度定位，易于维护，成本低。
Description
技术领域
本发明属于放射治疗设备技术领域，特别是涉及一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统。
背景技术
放射治疗（简称放疗）是肿瘤治疗方法中重要的一种，精准放疗是放疗领域的重要发展方向。根据临床需要，在放疗执行过程中必须精确确定患者的当前实时体表位置，才能实现准确的患者摆位，以获得良好的治疗效果。在临床治疗中，会由于患者摆位的不准确、患者在治疗中的无意识运动，以及患者的自然呼吸运动，使射线不能精确地照射在患者的肿瘤位置上，从而降低治疗的有效性，增加并发症的发生概率。因此，如何在治疗执行过程中能实时精确地取得患者三维体表信息是实施精确放疗的关键点之一，当前获得患者三维体表信息的主流技术是使用红外探测，X射线成像，kV级锥形束CT（CBCT）或者核磁共振（MRI）成像技术来获取患者位置，其缺点是空间定位精度较差（红外探测）；给正常组织带来不必要的辐射剂量，增加并发症的可能（X射线，CBCT）；或者成本极高（MRI）。
因此，如何解决上述问题成为本领域人员研究的重点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，能完全解决上述现有技术的不足之处。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：
一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，包括移动小车、相机组、结构光源模块、系统服务器和显示器，所述系统服务器安装于移动小车上，移动小车上竖直设置有第一支杆，所述第一支杆顶端转动连接第二支杆，所述第二支杆远离第一支杆的一端铰接有第三支杆，所述第三支杆远离第二支杆的一端固定连接有支架，支架绕第二支杆的顶端左右摆动，支架的中心上安装有结构光源模块，所述相机组包括一个亚毫米级空间精度的工业相机和一个深度相机，且所述两个相机以结构光源模块为中心左右对称固定在支架上，所述相机组和结构光源模块通过电缆与系统服务器连接。
作为优选，所述两个相机相距400mm固定在支架上。
作为优选，所述支架中心设置有结构光源模块安装架，支架上以结构光源模块安装架为中心左右对称设置有用于安装相机组的相机安装云台。
作为优选，所述结构光源模块安装架包括上安装架和下安装架，所述上安装架和下安装架的一侧铰接，另一侧通过插销活动连接。
作为优选，所述系统服务器连接报警系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1）本发明结构简单，设计合理，采用光学定位技术，无辐射剂量；
2）采用亚毫米级空间精度的工业相机和深度相机，并结合特有匹配算法，可同时实现高速和高精度定位；
3）治疗过程中本系统可以同步运行，与现有放疗系统互不干扰；
4）机械结构简单，易于维护，成本低；
5）采用移动小车，方便本系统的移动。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中A处放大图；
图3是显示器安装架的正视图；
图4是显示器安装架的侧视图；
图5是第二支杆的正视图；
图6是第二支杆的俯视图；
图7是第三支杆的正视图。
附图标记：1-移动小车， 2-相机组，3-结构光源模块，4-系统服务器，5-显示器，6-第一支杆，7-第二支杆，8-第三支杆，9-支架，10-结构光源模块安装架，101-上安装架，102-下安装架，11-相机安装云台，12-显示器安装架，1201-显示器安装槽，1202-圆柱轴套，1203-锁紧螺钉，13-轴承，14-锁紧螺帽。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例一
如图1至图7所示，一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，包括移动小车1、相机组2、结构光源模块3、系统服务器4和显示器5，系统服务器4固定安装于移动小车1上，移动小车1上表面位于服务器的背面正中心位置处竖直焊接有第一支杆6，显示器5通过显示器安装架12滑动安装在第一支杆6上，具体的显示器安装架12包括显示器安装槽1201，显示器安装架12的背面一体成型有圆柱轴套1202，显示器5安装于显示器安装槽1201内，圆柱轴套1202套接于第一支杆6上，并通过锁紧螺钉1203固定，第一支杆6的顶端表面开设有轴承孔，轴承孔内安装有轴承13，第一支杆6的顶端外侧壁开设有外螺纹，外螺纹上螺接有锁紧螺帽14，第二支杆7的底端插置于轴承13的轴承内圈，这样第二支杆7可实现360度旋转，第二支杆7的底端外壁开设有外螺纹，通过往上旋转锁紧螺帽14，实现第一支杆6和第二支杆7的锁紧固定，第二支杆7的顶端铰接第三支杆8，第三支杆8远离第二支杆7的一端焊接支架9，支架9可绕第二支柱7的顶端左右摆动，支架9中心设置有结构光源模块安装架10，具体的结构光源模块安装架10包括上安装架101和下安装架102，下安装架102底部焊接与支架9上，上安装架101和下安装架102的一侧铰接，另一侧通过插销活动连接，结构光源模块3安装于上安装架101和下安装架102之间，支架9上以结构光源模块安装架10为中心左右对称螺接固定有相机安装云台11，两个相机安装云台11间距400mm，相机组2包括一个亚毫米级空间精度的工业相机和一个深度相机，相机安装云台11上各安装一个相机，相机组2和结构光源模块3通过网络与系统服务器4连接。
本实施例中，结构光源模块3由一个投影仪和一个相机组成，投影仪的分辨率为1920*1280，结构光源模块3中的相机分辨率大于1920*1280，系统服务器型号为HP Z6workstation，工业相机采用维视智选科技有限公司生产的MV-EM系列千兆网工业相机，深度相机采用Code Labratories公司生产的DUO MLX，2个相机1实时获取病人体表影像数据，通过网络将数据传输至系统服务器进行实时处理，提取特征点，并对其进行三维重建，实时获取患者体表轮廓三维数据，将该三维数据与原始放疗计划中的患者体表三维数据进行比对，计算出在同一个坐标系下的患者体表当前位置与放疗计划中的体表位置的偏差。系统服务器内置软件将该计算所得的偏差值转换为相对应的X，Y，Z轴向位移，并通过治疗设备控制系统，对治疗床实施该轴向位移，即可实现病人的自动摆位。
实施例二
如图1至图7所示，一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，包括移动小车1、相机组2、结构光源模块3、系统服务器4和显示器5，系统服务器4固定安装于移动小车1上，移动小车1上表面位于服务器的背面正中心位置处竖直焊接有第一支杆6，显示器5通过显示器安装架12滑动安装在第一支杆6上，具体的显示器安装架12包括显示器安装槽1201，显示器安装架12的背面一体成型有圆柱轴套1202，显示器5安装于显示器安装槽1201内，圆柱轴套1202套接于第一支杆6上，并通过锁紧螺钉1203固定，第一支杆6的顶端表面开设有轴承孔，轴承孔内安装有轴承13，第一支杆6的顶端外侧壁开设有外螺纹，外螺纹上螺接有锁紧螺帽14，第二支杆7的底端插置于轴承13的轴承内圈，这样第二支杆7可实现306度旋转，第二支杆7的底端外壁开设有外螺纹，通过往上旋转锁紧螺帽14，实现第一支杆6和第二支杆7的锁紧固定，第二支杆7的顶端铰接第三支杆8，第三支杆8远离第二支杆7的一端焊接支架9，支架9中心设置有结构光源模块安装架10，具体的结构光源模块安装架10包括上安装架101和下安装架102，下安装架102底部焊接与支架9上，上安装架101和下安装架102的一侧铰接，另一侧通过插销活动连接，结构光源模块3安装于上安装架101和下安装架102之间，支架9上以结构光源模块安装架10为中心左右对称螺接固定有相机安装云台11，两个相机安装云台11间距400mm，相机组2包括一个亚毫米级空间精度的工业相机和一个深度相机，相机安装云台11上各安装一个相机，相机组2和结构光源模块3通过网络与系统服务器4连接。
本实施例中，系统服务器4连接报警系统，治疗过程中，本系统可实时获取患者体表轮廓三维数据并实时计算在同一坐标系下的患者体表当前位置与放疗计划中的体表位置的偏差，当该位置偏差大于设定值时，系统可执行设定报警操作或终止治疗执行。
以上所述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 (5)
1.一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，其特征在于：包括移动小车（1）、相机组（2）、结构光源模块（3）、系统服务器（4）和显示器（5），所述系统服务器（4）安装于移动小车（1）上，移动小车（1）上竖直设置有第一支杆（6），所述显示器（5）滑动安装于第一支杆（6）上，所述第一支杆（6）顶端转动连接第二支杆（7），所述第二支杆（7）远离第一支杆（6）的一端铰接有第三支杆（8），所述第三支杆（8）远离第二支杆（7）的一端固定连接有支架（9），所述支架（9）绕第二支杆（7）的顶端左右摆动，支架（9）的中心安装有结构光源模块（3），所述相机组（2）包括一个亚毫米级空间精度的工业相机和一个深度相机，且所述两个相机以结构光源模块（3）为中心左右对称固定在支架（9）上，所述相机组（2）和结构光源模块（3）通过电缆与系统服务器（4）连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，其特征在于：所述两个相机相距400mm固定在支架（9）上。
3.根据权利要求1所述的一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，其特征在于：所述支架（9）中心设置有结构光源模块安装架（10），支架（9）上以结构光源模块安装架（10）为中心左右对称设置有用于安装相机组（2）的相机安装云台（11）。
4.根据权利要求3所述的一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，其特征在于：所述结构光源模块安装架（10）包括上安装架（101）和下安装架（102），所述上安装架（101）和下安装架（102）的一侧铰接，另一侧通过插销活动连接。
5.根据权利要求1所述的一种新型移动式三维光学混合成像放疗定位系统，其特征在于：所述系统服务器（4）连接报警系统。
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