CN109464757B - 一种确定目标对象位置的方法、系统、装置及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种确定目标对象位置的方法系统、方法、装置及存储介质。所述方法可以包括以下至少一种操作。可以获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据。可以基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。可以利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。可以基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。可以计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。可以基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。本发明将利用毫米波全息成像设备对目标对象进行全息投影，可对目标对象的位置进行精确判定，提高位置准确性。

Description

一种确定目标对象位置的方法、系统、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及目标对象定位技术，更具体的，涉及一种基于毫米波全息投影技术确定目标对象位置的方法、系统、装置及存储介质。
背景技术
现今利用放射线进行医学成像、放射治疗和/或工业材料检测时，需要对待治疗对象进行位置定位，以期望每一次治疗时待治疗对象的体位保持一致。对于放射治疗而言，患者体位的准确性显得尤为重要。为了保证待扫描对象放置在准确的位置，例如，将患者的待治疗区域(例如，肿瘤区域)放置于放射治疗设备的等中心点处，目前常规的方法可以是使用一些放疗定位固定装置将患者固定后在体表或定位装置表面做标记。在后续治疗时利用辅助设备，比如激光灯，基于之前得到的标记放置患者，使其肿瘤区域与放射治疗设备的等中心点重合。但是，上述方法容易受外界因素的干扰，例如放疗定位固定装置的变形、患者体型的改变等，同时，患者在接收放疗时除非将肿瘤部位裸露，不然标记会受到衣物的遮挡，不利于定位。另外，在放疗过程中，不利于发现和纠正患者位置发生的偏移。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种确定目标对象位置的方法、系统、装置及存储介质，利用全息投影技术对目标对象的位置信息进行记录并再现，通过选取目标对象表面的特征点来保证每次进行射线扫描时目标对象位置的正确性。为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明的一方面提供一种确定目标对象位置的方法，所述方法可以包括以下至少一种操作。可以获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据。可以基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。可以利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。可以基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。可以计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。可以基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
在一些实施例中，所述全息投影设备为毫米波全息投影设备，所述利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据可以包括以下操作。可以利用毫米波对所述目标对象进行扫描，并根据扫描结果对所述目标对象进行再现得到所述目标对象的第二三维表面数据。
在一些实施例中，所述多个特征点至少包括用于代表感兴趣区域的表面标记点。
在一些实施例中，所述位置差可以包括所述第一位置与对应的第二位置之间的第一空间距离。所述基于所述位置差判断目标对象的当前位置是否准确可以包括以下至少一种操作。可以确定所述第一空间距离是否小于预设阈值。响应于所述第一空间距离小于所述预设阈值，可以判定所述目标对象的位置准确。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括以下至少一种操作。响应于所述空间距离大于或等于所述预设阈值，可以确定所述第一位置与所述第二位置之间的第一相对方位。可以基于所述第一相对方位，调整所述目标对象的位置，直至所述第一位置与所述第二位置之间的空间距离小于所述预设阈值。
在一些实施例中，所述方法可以进一步包括以下至少一种操作。可以每隔预设时间段对所述目标扫描投影成像，获取所述目标对象的第三三维表面数据。可以基于所述第三三维表面数据，确定所述多个特征点的第三位置。可以根据所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差，实时监控所述目标对象的位置。
本发明的另一方面提供一种确定目标对象位置的系统，所述系统可以包括获取模块、确定模块和判断模块。所述获取模块可以用于获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据，以及用于利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。。所述确定模块可以用于基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置，以及，可以用于基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置，以及用于，计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。所述判断模块可以用于基于所述位置差判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
在一些实施例中，所述获取模块用于在放射治疗前利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。
本发明的另一方面提供一种定目标对象位置的装置，所述装置包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储指令，其特征在于，所述指令被所述处理器执行时，导致所述装置实现如下至少一种操作。可以获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据。可以基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。可以利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。可以基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。可以计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。可以基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
本发明的另一方面提供一种计算机可读存储介质。所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行如下至少一种操作。可以获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据。可以基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。可以利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。可以基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。可以计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。可以基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
本发明的另一方面提供一种放射治疗系统，所述系统可以包括辐射组件、病床、全息投影设备和控制所述放射治疗系统的处理器。所述辐射组件用于发出辐射束。所述病床用于支撑目标对象。所述全息投影设备，用于对目标区域进行扫描，所述目标区域包含所述目标对象的至少部分区域。所述处理器可以存储供所述处理器执行的机器可执行指令，当执行所述机器可执行指令时，所述处理器可以控制所述全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象的三维表面数据。
在一些实施例中，当执行所述机器可执行指令时，所述处理器可以基于所述三维表面数据，确定所述目标对象的位置。
在一些实施例中，当执行所述机器可执行指令时，所述处理器可以控制所述全息投影设备显示所述目标对象的第一三维表面数据，所述第一三维表面数据为所述目标对象在预设位置下由所述全息投影设备采集得到。所述处理器还可以比较所述显示的第一三维表面数据和位于当前位置的目标对象，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
在一些实施例中，当执行所述机器可执行指令时，所述处理器可以控制所述全息投影设备对所述目标区域进行扫描，所述目标区域包括所述目标对象的至少部分区域以及所述辐射组件的移动区域。所述处理器还可以根据所述全息投影设备的扫描数据得到所述目标对象的至少部分区域以及所述辐射组件的三维模型。所述处理器还可以基于所述三维模型以及所述辐射组件的移动轨迹，判断所述目标对象和所述辐射组件是否会发生碰撞。
在一些实施例中，当执行所述机器可执行指令时，所述处理器可以基于所述三维表面数据控制所述辐射组件的出束。
附加的特征将在下面的描述中部分地阐述，并且对于本领域技术人员来说，通过查阅以下内容和附图将变得显而易见，或者可以通过实例的产生或操作来了解。本发明的特征可以通过实践或使用以下详细实例中阐述的方法、工具和组合的各个方面来实现和获得。
附图说明
根据示例性实施例可以进一步描述本申请。参考附图可以详细描述所述示例性实施例。所述实施例并非限制性的示例性实施例，其中相同的附图标记代表附图的几个视图中相似的结构，并且其中：
图1是根据本发明的一些实施例所示的一个示例性放射治疗系统100的示意图；
图2是根据本发明的一些实施例所示的一个示例性处理设备的框图；
图3是根据本发明的一些实施例所示的确定目标对象的位置的示例性流程图；
图4是根据本发明的一些实施例所示的实时监控目标对象的位置的示例性流程图；
图5是根据本发明的一些实施例所示的一个示例性放射治疗系统500的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请的实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其他类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
虽然本申请对根据本申请的实施例的系统中的某些模块做出了各种引用，然而，任何数量的不同模块可以被使用并运行在车辆客户端和/或服务器上。所述模块仅是说明性的，并且所述系统和方法的不同方面可以使用不同模块。
本申请中使用了流程图用来说明根据本申请的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或下面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各种步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。
本申请中提到的确定目标对象的位置是否准确的方法、系统、装置和存储介质，可应用于医疗或工业应用，例如用于疾病治疗(比如放射治疗)、疾病诊断(比如医疗成像)、物质检测(比如工业扫描)等。在一些实施例中，本申请披露的技术方案可应用于放射治疗(RT) 系统、计算机断层扫描(CT)系统、超声波检查系统、X射线摄影系统等中的一种或多种的组合。参照RT系统提供以下描述出于说明的目的，并不旨在限制本发明的范围。
在一个方面，本发明涉及确定目标对象位置的方法、系统、装置和存储介质。可以利用毫米波全息投影设备获取目标对象(例如，患者、体模、工业材料等)的位置信息，辅助对目标对象的定位。
图1是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性放射治疗系统的示意图。如图1所示，放射治疗系统100可以包括放射治疗设备110、网络120、一个或一个以上终端130、处理设备140、存储设备150和影像设备160。放射治疗系统100中的各个部件可以以多种方式相连接。例如，放射治疗设备110、终端130、存储设备150和/或影像设备160可以与处理设备140通过网络120连接，也可以与处理设备140直接连接(如图1中点状虚线箭头所示的双向连接)。
放射治疗设备110可以将放射线，例如，X射线、γ射线、电子线、质子束等，照射目标对象(例如，患者、体模或工业材料等)。在一些实施例中，放射治疗设备110可以包括一个加速器(包括直线加速器或回旋加速器)111。直线加速器111可以产生并发射治疗射线 (例如，X射线束)照射在目标对象112上，比如，患者，用于杀伤癌细胞达到治疗恶性肿瘤的效果。直线加速器111可以与机架113一同旋转，例如，围绕机架轴线顺时针或逆时针旋转，以实现360度射线照射的目的。放射治疗设备110还包括治疗床115，用于在发生治疗期间或计划定位期间支撑患者。在一些实施例中，治疗床115可以是六维床，能够沿x、y、 z三个方向直线运动和绕x、y、z三个方向旋转运动，可以精确快速地将其支撑的患者的治疗靶区移动到直线加速器111的等中心点处，从而在放疗过程中保证治疗射线入射至治疗靶区且对正常细胞和/或组织产生的损伤较小。
网络120可以促进信息和/或数据的交换。在一些实施例中，放射治疗系统100中的一个或多个部件(例如，放射治疗设备110、终端130、处理设备140、存储设备150和影像设备160等)可以通过网络120向放射治疗系统100中的其他部件发送信息和/或数据。例如，处理设备140可以通过网络120从影像设备160处获取数据(例如，三维体表数据)。在一些实施例中，网络120可以包括公共网络(如互联网)、私人网络(例如，局域网(LAN)、广域网(WAN))等)、有线网络(如以太网)、无线网络(例如，802.11网络、无线Wi-Fi网络等)、蜂窝网络(例如，长期演进(LTE)网络)、帧中继网络、虚拟专用网络(VPN)、卫星网络、电话网络、路由器、集线器、服务器计算机等其中一种或几种组合。例如，网络120 可以包括有线网络、光纤网络、电信网络、局域网、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)，公用电话交换网(PSTN)、蓝牙TM网络，ZigBeeTM网络、近场通信(NFC)网络等其中一种或几种的组合。在一些实施例中，网络120可以包括一个或多个网络接入点。例如，网络120 可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或因特网交换点，通过所述接入点，放射治疗系统100的一个或多个组件可以连接网络120以交换数据和/或信息
终端130可以包括一个或一个以上带有数据通信功能的设备，例如，智能移动设备120-1、平板电脑120-2、笔记本电脑120-3等。在一些实施例中，智能移动设备120-1可以包括但不限于智能手机、个人数码助理(Personal Digital Assistance，PDA)、掌上游戏机、智能眼镜、智能手表、可穿戴设备、虚拟显示设备、显示增强设备等或其任意组合。在一些实施例中，终端130可以是处理设备140的一部分。在一些实施例中，终端130可以是放射治疗设备110的控制台，用户(例如，医生)可以通过终端130向放射治疗设备110发出控制指令，例如，放射剂量、扫描时间、治疗床移动方向等。
处理设备140可以处理从放射治疗设备110、终端130、存储设备150和/或影像设备160处获得的数据和/或信息。例如，处理设备140可以获取目标对象的三维体表数据，例如，从影像设备110处。在一些实施例中，处理设备140可以获取目标对象在准确的位置下的三维体表数据。在一些实施例中，处理设备140可以至少基于所述三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。在一些实施例中，处理设备140可以获取所述目标对象在当前位置下的多个特征点的第二位置，计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。在一些实施例中，处理设备140可以基于所述位置差，判断目标对象的当前位置是否准确。在一些实施例中，处理设备140可以是一个单个的服务器或者一个服务器群组。所述服务器群可以是集中式的或分布式的(例如，处理设备140可以是一个分布式的系统)。在一些实施例中，处理设备140可以是本地的或远程的。在一些实施例中，处理设备140可以通过网络 120从放射治疗设备110、终端130、存储设备150和/或影像设备160处获取信息和/或数据。处理设备140可以直接连接放射治疗设备110、存储设备150和/或影像设备160以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备140可以在一个云平台上实现。仅仅举个例子，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、云之间、多重云等或上述举例的任意组合。
存储设备150可以存储数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备150可以存储从放射治疗设备110、终端130、处理设备140和影像设备160处获得的数据。在一些实施例中，存储设备150可以存储供处理设备140执行或使用的数据和/或指令，处理设备140可以通过执行或使用所述数据和/或指令以实现本申请描述的示例性方法。在一些实施例中，存储设备 150可以包括大容量存储器、可移动存储器、挥发性读写存储器、只读存储器(ROM)等或上述举例的任意组合。示例性的大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。示例性的可移动存储器可以包括闪存盘、软盘、光盘、记忆卡、压缩硬盘、磁带等。示例性的挥发性只读存储器可以包括随机存储器(RAM)。示例性的随机存储器可以包括动态随机存储器(DRAM)、双数据率同步动态随机存储器(DDRSDRAM)、静态随机存储器(SRAM)、可控硅随机存储器(T-RAM)和零电容存储器(Z-RAM)等。示例性的只读存储器可以包括掩蔽型只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、压缩硬盘只读存储器(CD-ROM)和数字多功能硬盘只读存储器等。在一些实施例中，存储设备150可以在一个云平台上实现。仅仅举个例子，所述云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布云、云之间、多重云等或上述举例的任意组合。
在一些实施例中，存储设备150可以与网络120连接以实现与放射治疗系统100中的一个或多个部件(例如，放射治疗设备110、终端130、处理设备140、影像设备160等)之间的通信。放射治疗系统100的一个或一个以上部件可以通过网络120访问存储在存储设备150中的数据或指令。在一些实施例中，存储设备150可以直接与放射治疗系统100的一个或一个以上部件(例如，放射治疗设备110、处理设备140、影像设备160等)连接或通信。在一些实施例中，存储设备150可以是处理设备140的一部分。
影像设备160可以对目标对象进行体表成像。在一些实施例中，影像设备160可以包括CCD相机(Charge coupled Device Camera)、激光器、光学投影装置、全息投影设备等。影像设备160可以在计划定位期间和/或放射治疗期间获取目标对象(例如，患者)的三维表面数据，并将上述数据通过网络120或直接传输至处理设备140以进行后续操作，例如，确定特征点等。影像设备160可以事先进行标定，因此其扫描的数据包含位置信息。可选的，可以根据该位置信息，判断目标对象的位置是否满足要求、目标对象与放射设备是否有碰撞风险、对放射设备进行控制等。标定技术为本领域的公知技术，在此不进行展开描述。
图2是根据本发明的一些实施例所示的示例性处理设备200的框图。在一些实施例中，处理设备200可用于实现如图1所示的处理设备140。如图4所示，处理设备200可以包括获取模块210、确定模块220、判断模块230以及调整模块240。
获取模块210可以获取数据。在一些实施例中，获取模块210可以获取在预设位置下目标对象的第一三维表面数据。所述目标对象可以包括待治疗的患者、用于校正的体模、需要进行检测的工业材料等。所述预设位置可以指目标对象的待扫描区域与射线放射装置的等中心点重合时，目标对象所处的位置。所述第一三维表面数据可以至少包括所述目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的三维表面图像和所述目标对象的感兴趣区域或和/ 或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置，例如，待扫描的肿瘤靶区。在一些实施例中，所述第一三维表面数据可以通过使用影像设备160对目标对象进行成像后得到。所述影像设备 160可以是全息投影设备。优选地，所述影像设备160可以是毫米波全息投影设备。获取模块210可以与影像设备160进行通信后获取目标对象的第一三维表面数据。在一些实施例中，获取模块210可以从所述目标对象已有的三维表面数据中选取所述第一三维表面数据。例如，从所述目标对象在进行放疗计划定位时，或所述目标对象在进行放射治疗期间，由影像设备 160(例如，毫米波全息投影设备)进行投影扫描后成像再现所确定的三维表面数据中选取。在一些实施例中，获取模块210可以在利用放疗模拟机对目标对象进行定位和/或摆位时，通过全息投影设备(例如，毫米波全息投影设备)进行投影扫描后成像再现所确定的三维表面数据中选取所述第一三维表面数据。
在一些实施例中，获取模块210还可以用于获取当前位置下所述目标对象的第二三维表面数据。所述当前位置可以是再一次进行射线扫描，治疗床115所处某一床位时目标对象的位置。例如，患者在进行计划定位后再次接受放射治疗时，或在放射治疗中时。获取模块 210可以利用影像设备160对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。获取模块210可以利用毫米波对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。所述第二三维表面数据可以与所述第一三维表面数据类似，至少包括所述目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的三维表面图像和所述感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置。可以理解，所述第二三维表面数据中的某一点的位置的表现形式可以与该点在所述第一三维表面数据中的表现形式相同。例如，具有在同一三维坐标系中的坐标，也可以包括该点相对于参考点的第二距离和/或第二方位。所述参考点可以是毫米波发射源或放射治疗设备110的等中心点。
在一些实施例中，获取模块210可以每隔预设时间段对所述目标对象进行全息投影成像，获取所述目标对象的第三三维表面数据。所述预设时间段可以是放射治疗系统100的默认值，例如0.5秒、1秒、2秒等。所述第三三维表面数据可以由影像设备160(例如，毫米波全息投影设备)对目标对象进行扫描后获取。与所述第一/第二三维表面数据相同，所述第三三维表面数据可以是经过数据处理和图像重建后可以得到，至少包括了所述目标对象在监控时刻的位置下，所述目标对象的三维表面图像和所述目标对象的感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置。获取模块210可以与影像设备160进行通信，以获取所述第三三维表面数据。
确定模块220可以至少基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。所述特征点可以是目标对象的表面相较于其他点具有某一不同特质的点，例如，不易发生位移，或处于感兴趣区域边界。仅作为示例，若感兴趣区域为患者的头部，则所述特征点可以是鼻尖点、下颚尖点、眉骨凸起点、颧骨凸起点等。所述特征点还可以是预先被确定的点。例如，在利用影像设备160对目标对象进行全息投影获取所述第一三维表面数据时，可以在目标对象表面放置标记物。标记物的放置点可以被确定为特征点。在一些实施例中，所述特征点可以是目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的任意一点。在一些实施例中，所述特征点可以至少包括用于确定目标对象的待扫描区域(例如，患者的肿瘤靶区)的表面标记点。确定模块220可以直接基于所述第一三维表面数获取多个特征点第一位置。所述第一位置可以包括特征点在三维空间坐标系中的第一坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第一距离和/或第一方位。所述参考点可以是放射治疗设备110的等中心点。
在一些实施例中，确定模块220可以确定所述目标对象在当前位置下的多个特征点的第二位置，并计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。所述当前位置可以是再一次进行射线扫描时目标对象所处的位置，例如，患者在进行计划定位后再次接受放射治疗时，或在放射治疗中需要改变床位而进行治疗床重新移动时。为获取所述多个特征点的第二位置，确定模块220可以基于目标对象的第二三维表面数据确定。所述第二三维表面数据可以是由获取模块210利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到的。类似于所述第一位置，所述多个特征点的第二位置可以直接从所述第二三维表面数据中获取，包括了特征点在在三维空间坐标系中的第二坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第二距离和/或第二方位。在一些实施例中，所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差可以包括两者之间的空间距离 (本申请中也可被称为第一空间距离)。确定模块220可以根据现有技术中所描述的方法，计算所述第一空间距离。例如，可以根据三维空间中两点之间的距离公式进行计算。在一些实施例中，确定模块220还可以确定所述多个特征点的第三位置。确定模块220可以基于所述第三三维表面数据，确定多个特征点的第三位置。所述第三三维表面数据，可以是在所述目标对象进行放射治疗期间的一个时间点，利用全息投影设备对目标对象进行成像后获取。所述第三三维表面数据至少包括了所述目标对象在监控时刻的位置下，所述目标对象的三维表面图像和所述目标对象的感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置。所述多个特征点的第三位置可以直接从所述第三三维表面数据中获取，包括了特征点在在三维空间坐标系中的第三坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第三距离和/或第三方位。确定模块220 还可以确定所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差(例如，两者之间的空间距离，本申请中也可被称为第二空间距离)，例如，利用空间两点之间的距离公式进行确定。
判断模块230可以基于所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差，判断目标对象的当前位置是否满足要求。判断模块230可以将第二位置与对应的第一位置之间的位置差与预设阈值进行比较以判定目标对象的当前位置是否满足要求。若所述第一空间距离小于所述预设阈值，则可以判定目标对象的当前位置满足要求。否则，则可以判定目标对象的当前位置不满足要求。在一些实施例中，判断模块230可以判断所述第二空间距离是否小于所述预设阈值，以判断目标对象的位置是否满足要求。在一些实施例中，判断模块230还可以基于所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差，判断处于监控期间的目标对象的位置是否满足要求。判定方法可以与上述描述相同和/或类似。
调整模块240可以在目标对象的当前位置不满足要求时调整目标对象的位置。调整模块240可以在确定所述第二位置相对于所述第一位置的第一相对方位后，控制治疗床115按照所述第一方位移动第一空间距离，使得调整后的第一空间距离小于所述预设阈值。在一些实施例中，调整模块240还可以对监控期间不满足要求的目标对象的位置进行调整。同样地，调整模块240可以根据确定第三位置与对应的第一位置之间的第二相对方位，控制治疗床115 按照所述第二方位移动第二空间距离，使得调整后的第二空间距离小于所述预设阈值，以使目标对象的位置满足要求。
在一些实施例中，目标对象的位置的调整可以自动进行，也可以手动的进行。例如，调整模块240可以生成控制指令直接控制治疗床115的移动。又例如，调整模块240可以接收用户(例如，医生)输入的控制指令，以控制治疗床115的移动。再例如，调整模块240 可以输出治疗床115的移动参数，用户可依照移动参数手动操控治疗床115移动。
应当理解，图2所示的系统及其模块可以利用各种方式来实现。例如，在一些实施例中，系统及其模块可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。其中，硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分则可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域技术人员可以理解上述的方法和系统可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本申请的系统及其模块不仅可以有诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用例如由各种类型的处理器所执行的软件实现，还可以由上述硬件电路和软件的结合(例如，固件)来实现。
需要注意的是，以上描述，仅为描述方便，并不能把本申请限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可以在不背离这一原理的情况下，对实施上述方法和系统的应用领域进行形式和细节上的各种修正和改变。然而，这些变化和修改不脱离本申请的范围。
图3是根据本发明的一些实施例所示的确定目标对象的位置的示例性流程图。在一些实施例中，图3所示的用于确定目标对象的位置的流程300的一个或一个以上操作可以由处理设备200执行。如图3所示，流程300可以包括以下操作。
步骤310，获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据。步骤310可以由获取模块210执行。在一些实施例中，所述目标对象可以包括待治疗的患者、用于校正的体模、需要进行检测的工业材料等。所述目标对象被放置于治疗床115上，并具有特定的体位。例如，仰卧、俯卧、侧卧等。所述预设位置可以指目标对象的待扫描区域(例如，肿瘤靶区)与放射治疗设备110的等中心点重合时，目标对象在治疗床115上的位置(即，治疗床115 处于治疗床位时，目标对象在治疗床115上的位置)。以下对确定所述预设位置做简要描述。在将目标对象放置在治疗床115上后，在经过适当固定或不经过固定后，可以对目标对象进行医学成像，例如，CT成像。基于CT影像可以确定待扫描区域(肿瘤靶区)的具体位置。其后，通过激光灯的辅助，可以在目标对象的表面(例如，患者的体表)确定多个表面标记点，比如，三个“+”形标记线。根据三点共面、垂直相交的原理可以确定待扫描区域的治疗等中心。在确定治疗等中心后，可以依据上述多个表面标记点，移动治疗床115，使目标对象的待扫描区域的治疗等中心与放射治疗设备110的等中心点(又称机器等中心)重合。此时治疗床115移动至治疗床位，目标对象的位置可被称为所述预设位置。
在一些实施例中，所述第一三维表面数据可以至少包括所述目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的三维表面图像和所述感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置，例如，待扫描的肿瘤靶区。在一些实施例中，所述第一三维表面数据可以通过使用影像设备160对目标对象进行成像后得到。所述影像设备160可以是全息投影设备。优选地，所述影像设备160可以是毫米波全息投影设备。处理设备200可以控制影像设备160 (即，毫米波全息投影设备)对目标对象进行全息投影。全息投影成像相较于现有的成像技术，得到的画面清晰度和对比度高，色彩鲜明，且不需要佩戴3D眼镜就可以看到3D立体显示效果。同时，全息投影成像不受空间和场地限制，可以支持多角度投影。并且，全息投影成像的展示方式可以有多种，包括180°全息投影、270°全息投影、360°全息投影、幻影成像、全息互动投影、全息镜面、全息橱窗等，可以多方面展示得到的三维图像。全息投影成像技术是利用利用干涉和衍射原理探测记录并再现物体的三维图像技术。而利用毫米波的探测技术具有方向性好，极高的空间分辨力，跟踪精度高等特点。此外，毫米波的穿透能力强，可以穿透烟、灰尘、雾等，可以在各种室内环境中工作。利用毫米波结合全息投影成像技术对目标对象进行全息投影，对目标对象的表面颜色(例如，患者肤色)、表面附作物(例如，表面标记点、衣服等)等的干扰具有很好的分辨能力，所获得的目标对象的三维图像清晰、准确，可以有效地反应目标对象的体表信息。在一些实施例中，影像设备160可以向目标对象发射毫米波，并接收从目标对象处反射回的毫米波。经过数据处理和图像重建后可以得到目标对象的第一三维表面数据。全息投影成像的数据处理和图像重建部分的描述可以参考现有技术，在此不再赘述。在一些实施例中，获取模块210还可以从所述目标对象已有的三维表面数据中选取所述第一三维表面数据。例如，从所述目标对象在进行放疗计划定位时，或所述目标对象在进行放射治疗期间，由影像设备160(例如，毫米波全息投影设备)进行投影扫描后成像再现所确定的三维表面数据中选取，或者，从利用放疗模拟机对目标对象进行定位和/或摆位时，通过全息投影设备(例如，毫米波全息投影设备)进行投影扫描后成像再现所确定的三维表面数据中选取。在一些实施例中，所述目标对象的感兴趣区域或感兴趣区域附近任意一点的位置可以是该点在相机坐标系或三维空间坐标系中的位置。所述相机坐标系可以是以影像设备160的光心为原点，以影像设备160的光轴为z轴，xoy平面平行于图像平面的坐标系。所述三维空间坐标系可以是三维笛卡尔坐标系(直角坐标系)、球极坐标系、圆柱坐标系等。以三维笛卡尔坐标系为例，所述三维空间坐标系可以是以影像设备160的毫米波发射源为原点所建立的三维坐标系。例如，经过以毫米波发射源为原点的水平面上的两条相互垂直的直线可以分别作为x轴和y轴，以经过毫米波发射源且垂直于毫米波发射源所在的水平面的直线建立z轴，可以得到所述三维空间坐标系。所述三维空间坐标系还可以是以放射治疗设备110的等中心点为原点建立的三维坐标系。例如，经过以等中心点为原点的水平面上的两条相互垂直的直线可以分别作为x轴和y轴，以经过等中心点且垂直于等中心点所在的水平面的直线建立z轴，可以得到所述三维空间坐标系。所述三维空间坐标系还可以是放射治疗系统100的应用场景的空间坐标系。本申请不对此进行限制。在一些实施例中，所述目标对象的表面任意一点的位置可以是相对于参考点，例如，毫米波发射源或等中心点，的相对位置，包括与毫米波发射源或等中心点之间的距离和/或方位等。在一些实施例中，获取模块210可以将所获取的第一三维表面数据传输至存储设备进行存储，例如，存储设备150，或处理设备200自带的存储器。
步骤320，基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置。步骤320可以由确定模块220执行。在一些实施例中，所述特征点可以是目标对象的表面相较于其他点具有某一不同特质的点，例如，不易发生位移，或处于感兴趣区域边界。仅作为示例，若感兴趣区域为患者的头部，则所述特征点可以是鼻尖点、下颚尖点、眉骨凸起点、颧骨凸起点等。所述特征点还可以是预先被确定的点。例如，在利用影像设备160对目标对象进行全息投影获取所述第一三维表面数据时，可以在目标对象表面放置标记物。标记物的放置点可以被确定为特征点。在一些实施例中，所述特征点可以是目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的任意一点。在一些实施例中，所述特征点可以至少包括用于确定目标对象的待扫描区域(例如，患者的肿瘤靶区)的表面标记点，例如，步骤310中所提到的三个“+”形标记线。待扫描区域是在整个射线扫描过程中最主要的剂量承受区，在射线扫描时将待扫描区域与射线发生装置(例如，放射治疗设备110)的等中心对准是非常重要的。选择表面标记点作为特征点，在流程的后续操作过程中，可以至少将待扫描区域的位置进行精确确定。在一些实施例中，所述多个特征点的第一位置可以直接基于所述第一三维表面数获取。所述第一位置可以包括特征点在三维空间坐标系中的第一坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第一距离和/或第一方位。所述参考点可以是毫米波发射源或放射治疗设备110 的等中心点。
步骤330，利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。步骤330可以由获取模块210执行。在一些实施例中，所述当前位置可以是再一次进行射线扫描，治疗床115所处某一床位时目标对象的位置。例如，患者在进行计划定位后再次接受放射治疗时，或在放射治疗过程中。仅作为示例，当需要再次进行放射治疗时，患者可以被要求以与在计划定位时(即，步骤310中提到的目标对象处于准确的位置时)相同的体位躺在治疗床115上。治疗床115被移动到一特定床位准备进行治疗时，此时目标对象的位置可以被称为当前位置。在一些实施例中，所述全息投影设备可以是毫米波全息投影设备。获取模块210可以利用毫米波对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。所述第二三维表面数据可以与所述第一三维表面数据类似，至少包括所述目标对象的感兴趣区域或和/或感兴趣区域附近区域的三维表面图像和所述感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置。可以理解，所述第二三维表面数据中的某一点的位置的表现形式可以与该点在所述第一三维表面数据中的表现形式相同。例如，具有在同一三维坐标系中的坐标，也可以包括该点相对于参考点的第二距离和/或第二方位。所述参考点可以是毫米波发射源或放射治疗设备110的等中心点。
步骤340，基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。步骤340可以由确定模块220执行。在一些实施例中，由于特征点已经被确定，确定模块220可以直接基于目标对象的第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置。。类似于所述第一位置，所述多个特征点的第二位置可以包括特征点在三维空间坐标系中的第二坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第二距离和/或第二方位。所述参考点可以是毫米波发射源或放射治疗设备110的等中心点。应当注意的是，所述第二位置和所述第一位置的坐标位于同一三维坐标系中。例如，可以是以影像设备160的毫米波发射源为原点所建立的三维坐标系，也可以是以放射治疗设备110的等中心点为原点建立的三维坐标系。
步骤350，计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差。步骤350可以由确定模块220执行。在一些实施例中，第二位置和其对应的第一位置可以指同一特征点在分别在第二三维表面数据和第一三维表面数据中的位置。所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差可以包括两者之间的空间距离(本申请中也可被称为第一空间距离)。以三维笛卡尔坐标系为例，假定特征点的第一位置的坐标为(x1,y1,z1)，第二位置的坐标为(x2,y2,z2)，则所述第一空间距离可以是
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确定模块220可以根据上述公式，直接得到两者之间的位置差。
步骤360，基于所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差，判断目标对象的当前位置是否满足条件。步骤340可以由判断模块230执行。在一些实施例中，目标对象的当前位置是否满足条件可以是指目标对象的当前位置是否与目标对象的预设位置相重合或两者之间的距离处于可容忍范围内。在放射治疗过程中，放疗位置与待扫描区域之间存在有限度的偏差是被允许的。当超过最大的容忍度时，例如，位置偏差≥10mm，治疗射线将对照射到正常细胞上，对其造成损伤，带来副作用。因此，需要对目标对象的当前位置的准确性进行判定，以便进行后续操作，例如，继续进行放射治疗或进行位置调整。在一些实施例中，判断模块230可以将第二位置与对应的第一位置之间的位置差与预设阈值进行比较以判定目标对象的当前位置是否准确。所述预设阈值可以包括一个空间距离阈值，可以是放射治疗系统100 的默认值，例如，0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等，也可以根据不同的应用场景进行调整，在此不做限制。判断模块230可以将第一空距离与所述预设阈值进行比较，若所述第一空间距离小于所述预设阈值，则可以判定目标对象的当前位置满足条件。此时，可以对目标对象进行射线扫描。若所述第一空间距离大于或等于所述预设阈值，则可以判定目标对象的当前位置不准确，此时，若对目标对象进行射线扫描，会带来不好的效果，比如，损失患者的正常细胞。
在一些实施例中，当判定目标对象的当前位置不满足条件时，处理设备200(例如，调整模块240)可以首先确定所述第二位置与对应的第一位置之间的相对位置(在本申请中，也可以称为所述第二位置相对于所述第一位置的第一相对方位)。所述第一相对方位可以基于所述第二位置和第一位置的在三维空间坐标系中的坐标点计算。以三维笛卡尔坐标系为例，假定特征点的第一位置(赋予标记A)的坐标为(x1,y1,z1)，第二位置(赋予标记B)的坐标为(x2,y2,z2)，若x1<x2，y1>y2，z1>z2，则调整模块240可以确定所述第二位置位于所述第一位置的右后下方。同时，可以确定A、B之间的连线在xoy平面(即，水平面)的投影的长度，为
Figure BDA0001931336520000151
那么，所述第二位置相对于所述第一位置的水平偏转角θ＝arccos|d′|/|d|。此时，调整模块240可以获得所述第一相对方位，即，所述第二位置位于所述第一位置的右后下方θ水平偏转角处。应当注意的是，不同的三维空间坐标系中所述第一相对方位的表述方法可以不同。以上举例仅作为示例，并不限制本发明的保护范围。当确定所述第一相对方位后，调整模块240可以基于所述第一相对方法生成控制指令，并传输至治疗床115，自动控制治疗床115的运动以对目标对象的位置进行调整。继续参考上述示例，调整模块240可以控制治疗床115向右后下方移动，同时移动方向与水平面的夹角为θ，移动距离可以是|d|。在移动过程中，调整模块240可以实时地计算特征点的第一位置和第二位置之间的空间距离。在移动后两者之间的距离小于所述预设阈值时，调整模块240 可以停止治疗床115的移动。此时，目标对象的位置已经符合了射线发射的要求，可以对目标对象进行射线扫描。在一些实施例中，在调整模块240确定还可以接收有用户(例如，医生)输入的控制指令，以控制治疗床115的运动，调整目标对象的位置。在一些实施例中，用户还可以根据调整模块240确定的数据(例如，所述第一相对方位)手动调节治疗床115 的位置。
可以理解，对于目标对象的位置的确认，不仅可以让放疗更顺利的进行，同时也可以确认目标对象和放射治疗设备110、以及放射治疗设备110内部部件之间的相对位置。例如，基于三维表面数据(包括第一三维表面数据第二三维表面数据)可以确定目标对象放射治疗设备110之间的相对位置。这样，可以对放疗计划进行碰撞检测，防止放疗期间由于碰撞导致放疗计划无法实施而影响治疗效果及用户体验。
以上内容描述了本申请和/或一些其他的示例。根据上述内容，本申请还可以做出不同的变形。本申请披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本申请可以被应用于大量的应用程序中。后文权利要求中所要求保护的所有应用、修饰以及改变都属于本申请的范围。
图4是根据本发明的一些实施例所示的实时监控目标对象的位置的示例性流程图。在一些实施例中，图4所示的流程400可以是在目标对象处于射线扫描期间对目标对象的位置进行监测的方法。在目标对象(例如，患者)处于射线扫描期间，患者出现身体不自在或自主移动时，例如，患者的自主呼吸，可能会使肿瘤靶区脱离放疗射线的等中心点，从而导致靶区未得到有效照射而正常区域受到损伤。对目标对象的位置进行实时监控判断，有益于把控扫描期间的出现的风险，例如，实现门控放疗以增加放疗准确度。流程400中的一个或一个以上操作可以由处理设备200执行。如图4所示，流程400可以包括以下操作。
步骤410，每隔预设时间段对所述目标对象进行全息投影成像，获取所述目标对象的第三三维表面数据。步骤410可以有获取模块210执行。在一些实施例中，所述预设时间段可以是放射治疗系统100的默认值，例如，0.5秒、1秒、2秒等，也可以根据不同的应用场景进行调整，在此不做限制。所述第三三维表面数据可以由影像设备160(例如，毫米波全息投影设备)对目标对象进行全息投影后获取。与所述第一/第二三维表面数据相同，所述第三三维表面数据可以是经过数据处理和图像重建后可以得到，至少包括了所述目标对象在监控时刻的位置下，所述目标对象的三维表面图像和所述目标对象的感兴趣区域或感兴趣区域附近区域的任意一点的位置。获取模块210可以与影像设备160进行通信，以获取所述第三三维表面数据。
步骤420，至少基于所述第三三维表面数据，确定多个特征点的第三位置。步骤420可以由确定模块220执行。类似于所述第一/第二位置，所述多个特征点的第三位置可以直接从所述第三三维表面数据中获取，包括了特征点在在三维空间坐标系中的第三坐标，也可以包括特征点相对于参考点的第三距离和/或第三方位。应当注意的是，所述第三位置和所述第一/第二位置的坐标位于同一三维坐标系中。例如，可以是以影像设备160的毫米波发射源为原点所建立的三维坐标系，也可以是以放射治疗设备110的等中心点为原点建立的三维坐标系。
步骤430，根据所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差，实时监控所述目标对象的位置。在一些实施例中，确定模块220可以确定所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差(例如，两者之间的空间距离，本申请中也可被称为第二空间距离)。确定方法可以参考流程300中的步骤330，在此不再赘述。在确定了所述第二空间距离后，判断模块230可以判断所述第二空间距离是否小于所述预设阈值。若所述第二空间距离小于所述预设阈值，则可以判定目标对象的位置正确，或者说，目标对象在射线扫描期间的位置处于误差可接受范围内，此时目标对象可以接受射线扫描而不引起其他问题。若所述第二空间距离小于所述预设阈值，可以认为目标对象的位置已经脱离误差可接受范围，继续对其进行射线扫描可能引起其他问题，例如，若继续对处于非正确位置的患者继续进行放疗，则可能会引起放疗毒副反应，正常细胞可能会受损。在这种情况下，处理设备200可以立即停止射线扫描，同时调整治疗床115的床位使目标对象达到正确的位置。在一些实施例中，调整模块240可以确定第三位置与对应的第一位置之间的相对位置(在本申请中，也可以称为所述第三位置相对于所述第一位置的第二相对方位)。确定第二相对方位的方法可以参考流程300中的步骤340，在此不再赘述。在确定所述第二相对方位后(例如，所述第三位置位于所述第一位置左前下方
Figure BDA0001931336520000171
水平偏转角处)，调整模块240可以按照所述第二相对方位，自动调整治疗床115的床位，例如，调整模块240可以控制治疗床115向左前下方移动，同时移动方向与水平面的夹角为
Figure BDA0001931336520000172
移动距离可以是所述第二空间距离。在一些实施例中，调整操作也可以是手动进行的。例如，由用户输入指令或直接手动操作以移动治疗床115。在检测到目标对象的位置正确时(即，调整后的目标对象的特征点的第三位置与对应的第一位置之间的空间距离小于所述预设阈值)，可以认为调整完毕。目标对象可以继续接受射线扫描。
以上内容描述了本申请和/或一些其他的示例。根据上述内容，本申请还可以做出不同的变形。本申请披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本申请可以被应用于大量的应用程序中。后文权利要求中所要求保护的所有应用、修饰以及改变都属于本申请的范围。
图5是根据本发明的一些实施例所示的一种示例性放射治疗系统500的示意图。如图 5所示，放射治疗系统100可以包括辐射组件510、病床520、全息投影设备530和处理器540。
辐射组件510可以发射辐射束。所述辐射束用于对目标对象，例如，患者，进行照射，以达到杀伤癌细胞治疗恶性肿瘤的效果，可以包括α射线、β射线、γ射线、X射线、电子线、质子束等。辐射组件510可以包括直线加速器、回旋加速器、直线加速器、静电加速器、粒 子加速器、倍压加速器等。辐射组件510还可以进行旋转，例如，围绕机架轴线顺时针或逆时针旋转，以实现360度射线照射的目的。在本实施例中，辐射组件510还可以包括电子射野影像装置(Electronic Portal Imaging Device，简称EPID)，可以采集透过所述目标对象的辐射束，例如对所述目标对象进行成像。
病床520可以支撑目标对象，例如，患者。目标对象在接受放射治疗和/或计划定位期间，可以以特定的体位被放置在病床520之上，例如，仰卧、俯卧、侧卧等。病床520可以是六维床，能够沿x、y、z三个方向直线运动和绕x、y、z三个方向旋转运动，可以精确快速地将其支撑的患者的治疗靶区移动到辐射组件510的等中心点处，从而在放疗过程中保证治疗射线入射至治疗靶区且对正常细胞和/或组织产生的损伤较小。
全息投影设备530可以对目标区域进行扫描。所述目标区域可以包括目标对象的至少部分区域。所述至少部分区域可以对应目标对象的感兴趣区域，例如，肿瘤靶区和靶区周围的危及器官区域。所述至少部分区域可以对应目标对象的感兴趣区域及其附近的区域，例如，肿瘤靶区、靶区周围的危及器官区域和靶区外围的缓冲区域。在一些实施例中，所述目标区域还可以是包括整个目标对象。全息投影设备530可以向目标区域发射毫米波对目标区域进行扫描，以获取扫描数据。所述扫描数据包含了目标区域中任意一点的位置信息，例如，在事先对全息投影设备530进行标定过得到的相机坐标系中的坐标。全息投影设备530还可以基于扫描数据对目标区域进行重现，例如，得到目标区域的三维图像。
处理器540可以控制放射治疗系统500，例如，控制放射治疗系统500的一个或多个部件的运行，包括控制辐射组件510的出束、控制病床520的移动、控制全息投影设备530 的扫描、图像再现等。处理器540可以存储有供自身执行的机器可执行指令。在执行所述机器可执行指令时，处理器540可以依据指令对放射治疗系统500的组件进行控制。在一些实施例中，处理器540可以控制全息投影设备530对目标对象进行扫描，例如，在目标对象进行计划定位、放疗摆位和/或在放射治疗过程中时。在扫描完成后，处理器540可以获取目标对象的三维表面数据(即，上述描述中所提到的扫描数据)。处理器540还可以将所获取的三维表面数据进行存储，例如，存储在自身的存储器中，或存储在外部的存储设备中。
在一些实施例中，处理器540可以基于所述三维表面数据，确定所述目标对象的位置，例如，目标对象在被全息投影设备530进行扫描时所处的位置。所述位置可以是通过三维表面数据中所包含的位置信息(例如，在相机坐标系中的坐标)进行表示，也可以是控制全息投影设备530基于三维表面数据对目标对象进行三维图像重现，以虚拟三维图像的形式显示其在空间中的位置。在一些实施例中，处理器540可以控制全息投影设备530显示所述目标对象的第一三维表面数据。显示三维表面数据可以理解为呈现目标对象的至少部分区域中的任意一点的位置信息(比如，坐标)，也可以理解为基于三维表面数据显示目标对象的至少部分区域中对应的虚拟三维图像，所述虚拟三维图像的显示位置与目标对象被全息投影设备530 进行扫描时所在的位置完全重合。所述第一三维表面数据可以是所述目标对象在预设位置下由全息投影设备采集得到。所述预设位置可以是所述目标对象的感兴趣区域的治疗等中心与辐射组件510的等中心点(又称机器等中心)重合时目标对象在病床520上所处的位置。所述第一三维表面数据还可以是目标对象已有的三维表面数据。例如，目标在之前进行治疗摆位时由全息投影设备530获取的三维表面数据。在一些实施例中，处理器540可以比较所述显示的第一三维表面数据和位于当前位置的目标对象，判断所述目标对象的位置是否满足要求。所述目标对象的当前位置可以是目标对象准备放射治疗时的位置(例如，患者准备接受放射治疗时在病床520上的位置)，或者目标对象处于放射治疗期间的位置。所述目标对象的当前位置也可以利用三维表面数据进行表示。处理器540可以对目标对象在不同位置(预设位置和当前位置)获取的三维表面数据中，同一点的位置信息进行比较，例如，坐标的比较。当两个坐标之间的距离小于预设阈值时，例如，0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等，处理器540 可以确定目标对象的当前位置满足要求，反之，则可以确定目标对象的当前位置不满足要求。在对目标对象的当前位置进行判定前，处理器540可以控制全息投影设备530显示所述目标对象的第一三维表面数据，例如，显示虚拟三维图像。用户(例如，医生)可以根据显示的虚拟三维图像，调整目标对象(例如，患者)的位置。例如，医生可以根据在病床520上显示的虚拟三维图像，指导患者移动以使患者的位置和虚拟三维图像尽可能的重合。
在一些实施例中，所述目标区域可以包括所述目标对象的至少部分区域，以及辐射组件510的移动区域。由于辐射组件510可以进行运动以便对目标对象进行更精确的射线照射，为防止辐射组件510和目标对象发生碰撞，可以事先进行检测。处理器540可以控制全息投影设备530对上述目标区域进行扫描，获取扫描数据，并根据所获取的扫描数据得到所述目标对象的至少部分区域以及辐射组件510的三维模型。所述三维模型可以基于所获取的扫描数据(例如，三维表面数据)进行图像重建后以虚拟三维图像的形式显示。在获取所述三维模型后，处理器540可以获取辐射组件510的移动轨迹。所述移动轨迹可以从放射治疗计划系统(Therapy Planning System，TPS)中获取。所述移动轨迹可以包括在辐射组件510在放射治疗期间任意时间点的任意位置。处理器540可以利用辐射组件510的移动轨迹的位置数据，替换在扫描时获得的辐射组件510的位置数据，以获取在整个移动过程中，辐射组件510和目标对象之间的位置关系，例如，某一具体时间点辐射组件510和目标对象的三维模型。当辐射组件510和目标对象有重合时，可以判断辐射组件510和目标对象将发生碰撞。在一些实施例中，处理器540可以计算辐射组件510的射线发射点和目标对象之间的距离，例如，基于射线发射点的坐标与目标对象的坐标进行计算。当发现在辐射组件510的移动过程中，射线发射点和目标对象之间的距离小于一定阈值时，例如，5cm、10cm、15cm、20cm等，处理器540可以发出报警信息，例如，通过蜂鸣对用户进行报警。在一些实施例中，可以利用全息投影设备530实施采集在放射治疗过程中的辐射组件510和目标对象的三维数据，根据所述三维数据实时判断所述辐射组件510和所述目标对象是否发生碰撞。
在一些实施例中，处理器540可以控制全息投影设备520在目标对象处于放射治疗期间，实时对目标对象进行扫描并获取目标对象的三维表面数据。处理器540基于所获取的三维表面数据检测到目标对象出现位置变化时，例如，目标对象的感兴趣区域脱离等中心点，处理器540可以控制辐射组件510停止出束，以防止照射到正常细胞导致损失。同时，处理器540可以控制病床520以对目标对象进行位置自动调整，或提醒用户对目标对象进行位置手动调整。当目标对象重新处于正确的位置时，处理器540可以控制辐射组件510继续出束，对目标对象重新进行放射治疗。
在一些实施例中，肿瘤靶区可能受生理运动的影响，其位置发生周期性的变化。例如，受呼吸运动的影响患者的胸腹部发生周期性的起伏运动。为了精确地治疗运动靶区，处理器 540可以基于所获取的三维表面数据控制出束时间。例如，事先采集患者因呼吸运动导致的胸腹部表面的周期性图像，根据该周期性图像设定出束节点。在治疗过程中，利用毫米波实时采集患者的三维表面数据，并与所述周期性图像进行比较判断是否出束，从而将治疗束更精准的输送至靶区，减少对周围危机器官的损伤，提高治疗精度。
与现有技术相比，本申请以上各实施例可能带来的有益效果包括但不限于：
(1)、利用毫米波全息投影设备对目标对象进行全息投影，可利用毫米波方向性好、空间分辨力极高、跟踪精度高的特点，极大保证目标对象的位置的准确性。
(2)、自动地对目标对象的位置进行匹配和偏移校正，极大地降低了医疗技术人员人为因素带来的误差，保证射线扫描的精确度。
(3)、显著降低了重复扫描时目标对象位置的差异，有助于提高扫描质量。
(4)、射线扫描过程可实时监控，可自动对过程中发生的位置偏移进行调整校准。
需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
以上内容描述了本申请和/或一些其他的示例。根据上述内容，本申请还可以做出不同的变形。本申请披露的主题能够以不同的形式和例子所实现，并且本申请可以被应用于大量的应用程序中。后文权利要求中所要求保护的所有应用、修饰以及改变都属于本申请的范围。
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。
本领域技术人员能够理解，本申请所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如，以上所描述的不同系统组件都是通过硬件设备所实现的，但是也可能只通过软件的解决方案得以实现。例如：在现有的服务器上安装系统。此外，这里所披露的位置信息的提供可能是通过一个固件、固件/软件的组合、固件/硬件的组合或硬件/固件/软件的组合得以实现。
所有软件或其中的一部分有时可能会通过网络进行通信，如互联网或其他通信网络。此类通信能够将软件从一个计算机设备或处理器加载到另一个。例如：从放射治疗系统的一个管理服务器或主机计算机加载至一个计算机环境的硬件平台，或其他实现系统的计算机环境，或与提供确定轮椅目标结构参数所需要的信息相关的类似功能的系统。因此，另一种能够传递软件元素的介质也可以被用作局部设备之间的物理连接，例如光波、电波、电磁波等，通过电缆、光缆或者空气实现传播。用来载波的物理介质如电缆、无线连接或光缆等类似设备，也可以被认为是承载软件的介质。在这里的用法除非限制了有形的“储存”介质，其他表示计算机或机器“可读介质”的术语都表示在处理器执行任何指令的过程中参与的介质。
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，例如，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”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±20％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。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档、物件等，特将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
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，本申请的实施例不限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (15)

1.一种确定目标对象位置的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据；
基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置，其中所述多个特征点位于所述第一三维表面；
利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据；
基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置，其中所述多个特征点位于所述第二三维表面；
计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差；
基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述全息投影设备为毫米波全息投影设备，所述利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据，包括：
利用毫米波对所述目标对象进行扫描，并根据扫描结果对所述目标对象进行再现得到所述目标对象的第二三维表面数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个特征点至少包括用于代表感兴趣区域的表面标记点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置差包括所述第一位置与对应的第二位置之间的第一空间距离，所述基于所述位置差，判断目标对象的当前位置是否准确，包括：
确定所述第一空间距离是否小于预设阈值；
响应于所述第一空间距离小于所述预设阈值，判定所述目标对象的位置准确。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
响应于所述空间距离大于或等于所述预设阈值，确定所述第一位置与所述第二位置之间的第一相对方位；
基于所述第一相对方位，调整所述目标对象的位置，直至所述第一位置与所述第二位置之间的空间距离小于所述预设阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
每隔预设时间段对所述目标对象进行扫描，获取所述目标对象的第三三维表面数据；
基于所述第三三维表面数据，确定所述多个特征点的第三位置；
根据所述第三位置与对应的第一位置之间的位置差，实时监控所述目标对象的位置。
7.一种用于在放射治疗中确定目标对象位置的系统，其特征在于，所述系统包括获取模块、确定模块和判断模块，
所述获取模块，用于获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据，以及
用于利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据；
所述确定模块，用于基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置，其中所述多个特征点位于所述第一三维表面，
用于基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置，其中所述多个特征点位于所述第二三维表面，以及
用于计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差；
所述判断模块，用于基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述获取模块用于在放射治疗前利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据。
9.一种确定目标对象位置的装置，所述装置包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储指令，其特征在于，所述指令被所述处理器执行时，导致所述装置实现如下操作：
获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据；
基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置，其中所述多个特征点位于所述第一三维表面；
利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据；
基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置，其中所述多个特征点位于所述第二三维表面；
计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差；
基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机运行如下操作：
获取所述目标对象在预设位置下的第一三维表面数据；
基于所述第一三维表面数据，确定所述目标对象的多个特征点的第一位置，其中所述多个特征点位于所述第一三维表面；
利用全息投影设备对所述目标对象进行扫描并得到所述目标对象在当前位置下的第二三维表面数据；
基于所述第二三维表面数据，确定所述多个特征点的第二位置，其中所述多个特征点位于所述第二三维表面；
计算所述第二位置与对应的第一位置之间的位置差；
基于所述位置差，判断所述目标对象的当前位置是否满足条件。
11.一种放射治疗系统，包括：
辐射组件，用于发出辐射束；
病床，用于支撑目标对象；
全息投影设备，用于对目标区域进行扫描，所述目标区域包含所述目标对象的至少部分区域；
控制所述放射治疗系统的处理器，存储供所述处理器执行的机器可执行指令；其中，执行所述指令使所述处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的方法。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，执行所述指令还使所述处理器：基于所述三维表面数据，确定所述目标对象的位置。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，执行所述指令还使所述处理器：控制所述全息投影设备显示所述目标对象的第一三维表面数据，所述第一三维表面数据为所述目标对象在预设位置下由所述全息投影设备采集得到；
比较所述显示的第一三维表面数据和位于当前位置的目标对象，判断所述目标对象的当前位置是否满足要求。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，执行所述指令还使所述处理器：
控制所述全息投影设备对所述目标区域进行扫描，所述目标区域包括所述目标对象的至少部分区域以及所述辐射组件的移动区域；
根据所述全息投影设备的扫描数据得到所述目标对象的至少部分区域以及所述辐射组件的三维模型；
基于所述三维模型以及所述辐射组件的移动轨迹，判断所述目标对象和所述辐射组件是否会发生碰撞。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，执行所述指令还使所述处理器：
基于所述三维表面数据控制所述辐射组件的出束。
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