CN109496327A - 用于诊断和治疗的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种方法可以包括获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备上的治疗床的第一标记；确定所述第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于治疗床的第一工作位置；根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第一空间位置；确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第二空间位置。在一些实施例中，所述方法还可以包括根据所述受试者的至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。

Description

用于诊断和治疗的系统和方法
技术领域
本申请一般涉及医疗诊断和治疗系统，更具体地，涉及用于在医疗过程中定位受试者的至少一个部位的方法和系统。
背景技术
各种成像技术已广泛用于医学诊断、放射治疗计划、手术计划和其他医疗过程，例如X射线摄影、磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描(CT)、正电子发射断层扫描(PET)等。通常，治疗床可用于支撑和/或将待检查的受试者转移到成像设备和/或治疗设备的扫描区域。在一些实施例中，承载有受试者(例如，患者)的治疗床可能在医疗过程中下降或偏转。例如，在多模态成像中，当治疗床沿着床的纵向方向移动到多模态成像设备的扫描区域时，治疗床可能会下降，导致图像质量较差和融合图像不精确。又例如，在诊断和治疗过程中，当治疗床从成像设备移动到治疗设备时，治疗床可能会下降，导致目标点(例如，解剖点)的定位不准确。另外，当使用传统的扇形束CT进行IGRT时，治疗床需要在治疗位置和CT成像位置之间移动。与在治疗位置进行摄像的原位CBCT相比，这是一个固有的缺点。治疗床从一个位置移动到另一个位置过程中产生的任何误差都将成为其他所有成像误差里的额外误差。因此，本申请希望提供图像坐标系到治疗坐标系的映射系统，以便能够精确地确定医疗过程中受试者的至少一个部位的空间位置。
发明内容
根据本申请的一方面，提供了一种用于确定医疗过程中受试者的至少一个部位的空间位置的方法。所述方法可以在至少一台机器上实现，每台机器包括至少一个处理器和存储器。所述方法可以包括获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备上的治疗床的第一标记；确定所述第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于治疗床的第一工作位置；根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第一空间位置；确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第二空间位置；以及根据受试者的至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
在一些实施例中，所述第一标记可以包括放射学检测标记或放射学光学检测标记中的至少一种。
在一些实施例中，所述第一标记可以被光电传感器、激光干涉仪或摄像机中的至少一个检测。
在一些实施例中，所述第一标记可以设置在所述治疗床内。
在一些实施例中，所述根据第一图像确定受试者的至少一个部位的第一空间位置还可以包括：确定与第一坐标系和第二坐标系相关的第一变换数据，所述第一坐标系应用于所述第一图像，和所述第二坐标系应用于所述医疗设备；根据所述第一标记的第一空间位置和第一变换数据，确定所述受试者的至少一个部位的第一空间位置。
在一些实施例中，所述确定第一标记的第二空间位置还可以包括：当所述医疗设备的治疗床从所述第一工作位置移动到所述第二工作位置时，根据激光三角测量算法确定第一标记的第一位移；以及根据所述第一标记的第一位移，确定所述第一标记的第二空间位置。
在一些实施例中，所述确定第一标记的第二空间位置可以进一步包括：确定第二标记的第一空间位置，所述第二标记设置在与所述第一标记相关的医疗设备的治疗床上；确定第二标记的第二空间位置；根据所述第一标记的第一空间位置、所述第二标记的第一空间位置和所述第二标记的第二空间位置，确定所述第一标记的第二空间位置。
在一些实施例中，所述确定第二标记的第二空间位置还可以包括：获取第二图像，所述第二图像包括第二参考点，所述第二参考点对应于第二标记；以及根据所述第二图像确定所述第二标记的第二空间位置。
在一些实施例中，所述根据第二图像确定所述第二标记的第二空间位置可以进一步包括：确定与第三坐标系和所述第二坐标系相关的第二变换数据，所述第三坐标系应用于所述第二图像，所述第二坐标系应用于所述医疗设备；以及根据所述第二变换数据确定所述第二标记的第二空间位置。
在一些实施例中，所述确定第二标记的第二空间位置可以包括：当所述医疗设备的治疗床从所述第一工作位置移动到所述第二工作位置时，根据激光三角测量算法确定第二标记的第二位移；以及根据所述第二标记的第二位移和所述第二标记的第一空间位置，确定所述第二标记的第二空间位置。
在一些实施例中，所述第二标记可以包括所述治疗床的至少一部分。
在一些实施例中，所述第二标记可以被光电传感器、激光干涉仪或摄像机中的至少一个检测。
在一些实施例中，所述第二标记可以包括光学检测标记。
在一些实施例中，所述第二标记可以设置在所述治疗床的底部。
根据本申请的一方面，提供一种用于确定医疗过程中受试者的至少一个部位的空间位置的系统。所述系统可以包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储可执行指令；以及至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述计算机可读存储介质通信。当执行所述可执行指令时，所述可执行指令指示所述系统执行方法。所述方法可以包括：获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备的治疗床上的第一标记；确定第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于治疗床的第一工作位置；根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第一空间位置；确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第二空间位置；以及根据所述受试者的至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
根据本申请的另一方面，提供一种非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以包括可执行的指令。当所述指令由至少一个处理器执行时，所述指令指示所述至少一个处理器执行一种方法。所述方法可以包括：获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在医疗设备的治疗床上的第一标记；确定所述第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于所述治疗床的第一工作位置；根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定所述受试者的至少一个部位的第一空间位置；确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定受试者的至少一个部位的第二空间位置；以及根据所述受试者的至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
本申请的一部分附加特性可以在下面的描述中进行说明。通过对以下描述及相应附图的检查或者对实施例的生产或操作的了解，本申请的一部分附加特性对于本领域技术人员是显而易见的。本申请的特征可以通过对以下描述的具体实施例的各种方面的方法、手段及组合的实践或使用得以实现和达到。
附图说明
本申请将结合示例性实施例进一步进行描述。这些示例性实施例将结合附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的符号表示相同的结构，其中：
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性诊断和治疗系统的示意图；
图2是根据本申请的一些实施例所示的示例性RT-CT设备和相关组件的侧视图；
图3是根据本申请的一些实施例所示的在其上实施处理引擎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是根据本申请的一些实施例所示的在其上实施终端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是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理引擎的框图；
图6是根据本申请的一些实施例所示的用于确定治疗位置处的受试者的至少一个部位的空间位置的示例性过程的流程图；
图7是根据本申请的一些实施例所示的用于确定成像位置处的受试者的至少一个部位的空间位置的示例性过程的流程图；以及
图8是根据本申请的一些实施例所示的用于确定治疗位置处的标记的空间位置的示例性过程的流程图。
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。然而，对于本领域技术人员应该明白，可以在没有这些细节的情况下实施本申请。在其他情况下，为了避免不必要地模糊本申请的一些方面，本申请以较高程度概略地描述了公知的方法、程序、系统、组件及/或电路。对于本领域的普通技术人员来讲，对本申请披露的实施例进行的各种修改是显而易见的，并且本文中定义的通则在不背离本申请的精神及范围的情况下，可以适用于其他实施例及应用。因此，本申请不限于所示的实施例，而是符合与本申请专利范围一致的最广泛范围。
本文中所使用的术语仅用于描述特定示例性实施例，并不限制本申请的范围。如本文使用的单数形式“一”、“一个”及“该”可以同样包括复数形式，除非上下文明确提示例外情形。还应当理解，如在本说明书中，术语“包含”，“包括”及/或“包含”仅提示存在所述特征、整体、步骤、操作、组件及/或部件，但并不排除存在或添加一个及以上其他特征、整体、步骤、操作、组件、部件及/或其组合的情况。
应当理解，这里使用的术语“系统”、“引擎”、“单元”、“模块”和/或“块”是按照升序区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或组件的一种方法。但是，如果其他表达可以达到这样术语同样的目的，则这些术语也可以被其他表达所替换。
通常，这里使用的词语“模块”、“单元”或“块”是指体现在硬件或固件中的逻辑，或者是软件指令的集合。这里描述的模块、单元或块可以作为软件和/或硬件来实现，并且可以存储在任何类型的非暂时性计算机可读介质或其他存储设备中。在一些实施例中，可以编译软件模块/单元/块并将其链接到可执行程序中。应当理解，软件模块可以从其他模块/单元/块或从它们自身调用，和/或当响应检测到的事件或中断时进行调用。用于在计算设备(例如，图3中所示的处理器310)上执行的软件模块/单元/块可以被提供在计算机可读介质上，诸如光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁性光盘、或任何其他有形介质、或作为数字下载(并且最初可以以压缩或可安装的格式存储，在执行之前需要安装，解压缩或解密)。这里的软件代码可以被部分或全部储存在用于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。软件指令可以嵌入固件中，例如EPROM。还应当理解，硬件模块/单元/块可以包括在连接的逻辑组件中，例如门和触发器，和/或包括可编程单元，例如可编程门阵列或处理器。这里描述的模块/单元/块或计算设备功能可以作为软件模块/单元/块来实现，但是也可以以硬件或固件来呈现。通常，这里描述的模块/单元/块指的是无需考虑它们的物理组织或存储，也可以与其他模块/单元/块组合的逻辑模块/单元/块，或者被拆分成子模块/子单元/子块的逻辑模块/单元/块。以上描述可以适用于系统、引擎或其部分。
应当理解，当单元、引擎、模块或块被称为“接通”、“连接到”或“耦合到”另一个单元、引擎、模块或块时，它可以直接接通，除非上下文另有明确说明，否则可以存在连接或耦合到其他单元、引擎、模块或块、或与其间隔、或者与中间单元、引擎、模块或块通信。在本申请中，术语“和/或”可以包括任何一个或以上相关所列条目或其组合。
根据以下对附图的描述，本申请的这些及其他的特征、特点、以及结构的相关元件的功能及操作方法，以及部件组合及制造经济更加显而易见，这些都构成说明书的一部分。然而，应当理解，附图仅仅是为了说明及描述的目的，并不旨在限制本申请的范围。应当理解的是附图并不是按比例的。
本文提供了用于医学诊断和/或治疗的系统和组件。在一些实施例中，医疗系统可以包括诊断系统。诊断系统可以包括多模态成像系统。多模态成像系统可以包括，例如，计算机断层扫描-正电子发射断层扫描(CT-PET)系统、计算机断层扫描-正电子发射断层扫描-磁共振成像(CT-MRI)系统、X射线成像-磁共振成像(X-ray-MRI)系统、正电子发射断层扫描-X射线成像(PET-X-ray)系统、单光子发射计算机断层扫描-磁共振成像(SPECT-MRI)系统、数字减影血管造影-磁共振成像(DSA-MRI)系统等，或其组合。在一些实施例中，医疗系统可以包括诊断和治疗系统。诊断和治疗系统可以包括治疗计划系统(TPS)、影像引导放射治疗(IGRT)系统等。仅作为示例，影像引导放射治疗(IGRT)系统可以包括CT引导放射治疗系统、MRI引导放射治疗系统等。
本申请涉及用于确定放射治疗程序中待治疗受试者的至少一个部位的空间位置的系统和方法。待治疗受试者的至少一个部位的空间位置可以根据设置在支撑待治疗受试者的治疗床上的标记的空间位置来确定。根据本申请，可以通过使用一个或以上标记来获得图像坐标系到治疗坐标系的映射。一个或以上标记可以设置在治疗床和/或待治疗的受试者上。例如，当治疗床位于成像设备位置时，可以确定所述标记的第一空间位置。可以根据从成像设备获取的放射图像来确定待治疗受试者的至少一个部位的第一空间位置。当治疗床从成像设备位置移动到治疗设备位置时，可以确定所述标记的第二空间位置。然后，可以根据第一标记的第二空间位置、第一标记的第一空间位置和待治疗的受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定待治疗受试者的至少一个部位的第二空间位置。
应当注意，下面描述的诊断和治疗系统100仅用于说明目的，而不旨在限制本申请的范围。对于本领域普通技术人员来说，可以在本申请的指导下进行一定量的变化、改变和/或修改。这些变化、改变和/或修改不脱离本申请的范围。
图1是根据本申请的一些实施例所示的示例性诊断和治疗系统100的示意图。如图所示，诊断和治疗系统100可以包括影像引导放射治疗(IGRT)设备110、处理设备120、存储器130、一个或以上终端140和网络150。在一些实施例中，IGRT设备110、处理设备120、存储器130和/或终端140可以经由无线连接(例如，网络150)、有线连接、或其组合彼此连接和/或通信。诊断和治疗系统100中的组件之间的连接可以改变。仅作为示例，如图1所示，IGRT设备110可以通过网络150连接到处理设备120。又例如，IGRT设备110可以直接连接到处理设备120。又例如，如图1所示，存储器130可以通过网络150连接到处理设备120，或者直接连接到处理设备120。又例如，如图1所示，终端140可以通过网络150连接到处理设备120，或者直接连接到处理设备120。
IGRT设备110可以是多模态(例如，双模态)设备，以获取与受试者的至少一个部位相关的医学影像，并对受试者的至少一个部位执行放射治疗。医学影像可以是计算机断层摄影(CT)图像、磁共振成像(MRI)图像、超声波图像等，或其组合。在一些实施例中，医学影像可以是二维(2D)图像、三维(3D)图像、四维(4D)图像等，或其组合。受试者可以是生物的或非生物的。例如，受试者可以包括患者、人造物体等。又例如，受试者可以包括患者的特定部位、器官和/或组织。例如，受试者可以包括头部、颈部、胸部、心脏、胃、血管、软组织、肿瘤、结节等，或其组合。
在一些实施例中，IGRT设备110可以包括成像设备112、治疗设备114和治疗床116。成像设备112可以被配置为提供用于确定受试者的至少一个部位(例如，解剖学点)的医学影像。示例性成像设备可以包括例如CT设备、锥形束CT设备、PET设备、体积CT设备、MRI设备等，或其组合。治疗设备114可以被配置为根据医学影像和其他信息对受试者的至少一个部位执行放射治疗。示例性治疗设备可以包括直线加速器、X射线治疗设备等。治疗床116可以被配置为用于支撑和/或将受试者的至少一个部位移动到例如成像设备112和/或治疗设备114的扫描区域。例如，治疗床116可以移动以便将受试者的至少一个部位从成像设备112转移到治疗设备114。在一些实施例中，治疗床116可以配置有至少一个标记。所述至少一个标记可以被光学、放射学或其组合检测。所述至少一个标记可以被配置为用于确定所述受试者的至少一个部位在图像和/或空间中的位置。在一些实施例中，成像设备112和治疗设备114可以在影像引导放射治疗(IGRT)过程中共享所述治疗床116。
在一些实施例中，成像设备112和治疗设备114可以彼此分开。在一些实施例中，成像设备112可以与治疗设备114耦合。成像设备112和治疗设备114可以共用相同的孔腔，所述孔腔用于容纳待成像和/或待治疗的受试者。治疗床116可以被配置为用于将待成像和/或待治疗的受试者转移到孔腔中的检测区域。治疗床116可以包括被配置用于沿各个方向移动治疗床116的运动组件。例如，所述运动组件可以将治疗床116在纵向进行移动。又例如，运动组件可以在垂直方向上升高治疗床116。关于IGRT设备110的至少一部分(例如，成像设备112、治疗设备114、治疗床116)的更多描述可以在标题为“RADIATION THERAPYPOSITIONING SYSTEM”的公开号为20170189719的美国申请、标题为“RADIATION THERAPYSYSTEM”的公开号为20170189720的美国申请、和/或标题为“RADIATION THERAPY SYSTEM”的公开号为20170189724的美国申请中找到，其内容通过引用结合于此。在一些实施例中，IGRT设备110还可以包括定位设备。定位设备可以被配置为用于确定IGRT设备110的至少一个部件的位置，例如，设置在治疗床116或治疗床116中的标记的位置。
处理设备120可以处理从IGRT设备110、存储器130和/或终端140获得的数据和/或信息。例如，处理设备120可以根据由IGRT设备110(例如，成像设备112)采集的投影数据来重建与受试者的至少一个部位(例如，肿瘤)相关的图像。又例如，处理设备120可以根据与受试者的至少一个部位相关的图像来确定受试者的至少一个部位(例如，肿瘤)的空间位置。再例如，处理设备120可以根据受试者的至少一个部位(例如，肿瘤)的空间位置来确定治疗计划。在一些实施例中，处理设备120可以是单个服务器或服务器组。服务器组可以是集中式的或分布式的。在一些实施例中，处理设备120可以是本地的或远程的。例如，处理设备120可以经由网络150从IGRT设备110、存储器130，和/或终端140访问信息和/或数据。又例如，处理设备120可以直接连接到IGRT设备110、终端140、和/或存储器130以访问信息和/或数据。在一些实施例中，处理设备120可以在云平台上实现。例如，云平台可以包括私有云、公共云、混合云、社区云、分布式云、云间云，多云等，或其组合。在一些实施例中，处理设备120可以在图2所述的一个或以上组件的计算设备200上实施。
存储器130可以存储数据、指令，和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储器130可以存储从IGRT设备110、处理设备120，和/或终端140获得的数据。在一些实施例中，存储器130可以存储处理设备120用于执行本申请中示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备130可以包括大容量存储设备、可移动存储设备、易失性读写内存、只读存储设备(ROM)等或其任意组合。示例性的大容量储存器可以包括磁盘、光盘、固态磁盘等。示例性可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘、磁带等。示例性易失性读写存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。示例性RAM可以包括动态随机存取存储器(DRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDR SDRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、晶闸管随机存取存储器(T-RAM)及零电容随机存取存储器(Z-RAM)等。示例性只读存储器可以包括掩模型只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(PEROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、光盘只读存储器(CD-ROM)及数字多功能磁盘只读存储器等。在一些实施例中，存储器130可以在诸如本申请中其他地方所描述的云平台上实施。
在一些实施例中，存储器130可以连接到网络150以与所述诊断和治疗系统100中的一个或以上其他组件(例如，处理设备120、终端140等)进行通信。所述诊断和治疗系统100中的一个或以上组件可以经由网络150访问存储在存储器130中的数据或指令。在一些实施例中，存储器130可以是处理设备120的一部分。
终端140可以连接到和/或与IGRT设备110、处理设备120、和/或存储器130进行通信。例如，终端140可以从处理设备120获得处理后的图像。又例如，终端140可以获得从IGRT设备110获取的图像数据，并将图像数据发送到处理引擎120进行处理。在一些实施例中，终端140可以包括移动设备140-1、平板计算机140-2、膝上型计算机140-N等，或其任何组合。例如，移动设备140-1可以包括移动电话、个人数字助理(PDA)、游戏设备、导航设备、销售点(POS)设备、膝上型电脑、平板电脑、台式机等，或其任何组合。在一些实施例中，终端140可以包括输入设备、输出设备等。输入设备可以包括能够通过键盘、触摸屏(例如，具有触觉或触觉反馈)、语音输入、眼睛跟踪输入、大脑监视系统或任何其他类似输入机制来输入字母数字和其他的键。通过输入设备接收的输入信息可以经由例如总线发送到处理设备120，以进行进一步处理。输入设备的其他类型可以包括光标控制设备，例如鼠标、轨迹球或光标方向键等。输出设备可以包括显示器、扬声器、打印机等，或其组合。在一些实施例中，终端140可以是处理设备120的一部分。
网络150可以包括能够促进诊断和治疗系统100的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，诊断和治疗系统100的一个或以上组件(例如，IGRT设备110、处理设备120、存储器130、终端140等)可以通过网络150与诊断和治疗系统100的一个或以上其他组件通信信息和/或数据。例如，处理设备120可以经由网络150从IGRT设备110获得图像数据。又例如，处理设备120可以通过网络150从终端140获得用户指令。网络150可以是和/或包括公共网络(例如，因特网)、专用网络(例如，局部区域网络(LAN)、广域网(WAN)等)，有线网络(例如，以太网网络)、无线网络(例如，802.11网络，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、服务计算机，和/或其任何组合。例如，网络150可以包括光纤网络、有线网络、光纤网络、电信网络、内联网、无线局部区域网络(WLAN)、城域网(MAN)、公共电话交换机网络(PSTN)、蓝牙TM网络、紫蜂TM网络、近场通信(NFC)网络等，或其任何组合。在一些实施例中，网络150可以包括一个或以上网络接入点。例如，网络150可以包括有线和/或无线网络接入点，例如基站和/或互联网交换点，诊断和治疗系统100的一个或以上组件可以通过它们连接到网络150以交换数据和/或信息。
所述描述旨在说明，并不限制本申请的范围。许多替代、修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合以获得另外的和/或替代的示例性实施例。例如，存储器130可以是包括例如公共云、私有云、社区和混合云等云计算平台的数据存储器。然而，那些改变与修改不会脱离本申请的范围。
图2是根据本申请的一些实施例的示例性RT-CT设备200和相关组件的侧视图。RT-CT设备200可以是如图1所示的示例性IGRT设备110。RT-CT设备200可以包括CT设备220、RT设备240、治疗床260，和定位设备280。
CT设备220可以通过扫描受试者的至少一个部位来获取与受试者的至少一个部位相关的CT图像。在一些实施例中，CT设备220可以包括放射源、探测器等。所述放射源，例如，球管可以发射放射束。探测器可以检测从放射源发射的放射束，并产生信号(例如，电子信号、数字信号等)。可以根据信号(例如，电子信号、数字信号等)生成CT图像。在一些实施例中，CT图像可用于识别受试者的至少一个部位，对受试者的至少一个部位进行分类，诊断受试者的至少一个部位，确定受试者的至少一个部位的空间位置。例如，可以根据所述受试者的至少一个部位在CT图像中的位置来确定所述受试者的至少一个部位的空间位置。在一些实施例中，受试者的至少一个部位在CT图像中的位置可以与CT设备220的一个或以上成像参数(也称为映射参数)有关。在这里所使用的，CT设备220的成像参数可以用于将CT图像中的点的坐标(例如，对应于受试者的至少一个部位的目标点)转换为空间坐标。CT设备220的成像参数可以包括从CT设备220的放射源到探测器的距离、探测器的像素点尺寸、探测器上放射源的投影位置等。
RT设备240可以用于治疗，例如，根据CT图像，对确定的受试者的至少一个部位执行放射治疗。RT设备240可以包括回旋加速器、感应加速器、直线加速器(LINAC)等。在一些实施例中，CT设备220和RT设备240可以彼此相背或相邻设置，如图2所示。CT设备220和RT设备240可以具有相同的旋转轴。具体地，CT设备220可以连接到RT设备240。在一些实施例中，CT设备220和RT设备240可以彼此分开设置。在一些实施例中，CT设备220和RT设备240可以安装和/或固定在地面上。在一些实施例中，CT设备220和/或RT设备240可以是可移动的。例如，可以通过使用安装在CT设备220和/或RT设备240上的可移动设备(例如，手推车或轮子)来移动CT设备220和/或RT设备240。
治疗床260可以被配置为用于支撑和/或移动受试者的至少一个部位。治疗床260可以从第一位置移动到第二位置。例如，可以通过移动治疗床260将受试者的至少一个部位从CT设备220所在的位置转移到RT设备240所在的位置。在一些实施例中，可以通过使用安装在治疗床260上的可移动设备(例如，手推车或轮子)移动治疗床260。
治疗床260可以包括台面261、支撑组件263等，或其组合。支撑组件263可以支撑台面261。在一些实施例中，台面261可以沿着治疗床260的纵向方向移动，使得受试者的至少一个部位可以被转移到例如CT设备220的扫描区域和/或RT设备240的治疗位置。
治疗床260还可以包括标记。所述标记可以包括放射学检测标记、光学检测的标记、或放射学且光学检测的标记。在这里所使用的，放射学检测标记指可以被放射线(例如，X射线、γ射线等)穿透和/或检测的标记。光学检测标记指可以反射光线的标记。放射学且光学检测标记指可以通过放射线(例如，X射线、γ射线等)穿透和/或检测，和反射光线的标记。在一些实施例中，治疗床260可以包括一个或以上的标记组(例如，包括第一标记262-1、第一标记262-2、…、第一标记262-N的第一组标记，和/或包括第二标记264-1、第二标记264-2、…、第二标记264-N的第二组标记)。在一些实施例中，第一组中的标记可以是放射学检测标记，其可以通过放射线(例如，X射线、γ射线等)来检测。第二组标记中的标记可以是能够被可见光检测的光学检测标记。在一些实施方案中，所述治疗床的至少一部分可以被指定为光学检测标记。例如，治疗床的至少一部分可以由例如特定符号(例如，圆形)记为所述标记。
所述标记可以包括由一个或以上参数定义的规格，包括形状、尺寸、颜色、材料等，或其组合。形状可以包括球形、椭圆形、立方体、线或其他形状。材料可以包括金属材料、树脂材料、陶瓷材料等。在一些实施方案中，材料的密度可以大于水。在一些实施例中，第一组或第二组中的标记可以是不同的规格，使得第一组或第二组中的标记的每一个标记可以彼此区分。例如，第一标记262-1和第一标记262-2可以分别具有球形和立方体的形状，使得第一标记262-1可以区分第一标记262-2。
标记可以设置在治疗床260的合适位置。在一些实施例中，第一组标记和第二组标记可以设置在台面261内。第一组和/或第二组中的标记可以在治疗床260的纵向上多行排列在台面261内。所述多行标记中的每一行可以包括至少一个标记。在一些实施例中，第一组中的一行标记和第二组中的一行标记可以彼此相邻地排列。在一些实施例中，第一组标记可以设置在台面26内。第二组标记可以设置在台面261的底部、台面261的一侧、或者治疗床260的任何其他位置(例如，治疗床260的基部)，所述位置能够由例如定位设备280检测到。
定位设备280可以被配置为用于通过采集与部件(例如，标记、治疗床260等)的移动和/或位置相关的数据，来定位RT-CT设备200的部件(例如，标记、治疗床260等)。与所述RT-CT设备200中的部件的移动和/或位置相关的数据可以用于估计RT-CT设备200中的部件的空间位置。与所述RT-CT设备200中的部件(例如，标记、治疗床260等)的移动和/或位置相关的数据可以包括移动数据(例如，速度、位移、加速度等)、图像数据(例如，图像)、或与所述RT-CT设备200的部件(例如，标记，治疗床260等)的位置相关的其他数据。
定位设备280可以包括传感器、摄像机、测距仪等，或其组合。示例性传感器可以包括速度传感器、加速度传感器、位移传感器等，或其组合。示例性测距仪可以包括激光测距仪、超声波测距仪、电磁测距仪等。示例性摄像机可以包括应用光电传感器，例如，电荷耦合器件(CCD)光电传感器、CMOS光电传感器等。传感器(例如，速度传感器、加速度传感器、位移传感器等)可以采集与RT-CT设备200的部件(例如，标记、治疗床260等)相关的移动数据。摄像机可以采集RT-CT设备200的组件(例如，标记、治疗床260等)的光学图像。
定位设备280可以设置在RT-CT设备200的可容纳空间中的适当位置。在一些实施例中，定位设备280可以耦合到治疗床260。例如，传感器(例如，速度传感器、加速度传感器、位移传感器等)可以耦合到标记(例如，第一标记262-1、262-1、262-1、…、262-N，第二标记264-1、264-2、…、和/或264-N)。在一些实施例中，定位设备280可以设置在治疗床260的相关位置。例如，摄像机可以设置在RT设备240的基座处。
在一些实施例中，例如，RT-CT设备200的组件或受试者的至少一个部位的空间位置可以由坐标系定义。示例性坐标系可以包括空间矩形坐标系、球形坐标系、摄像机坐标系等，或其组合。坐标系的坐标原点可以是各种各样的。在一些实施例中，坐标系的坐标原点可以设置在CT设备220的等中心点、RT设备240的等中心点，或任何其他合适的位置。在本文所使用的，CT设备220(或RT设备240)的等中心点可以指CT设备220(或RT设备240)的旋转轴、CT设备220的放射源的中心轴(或RT设备240)、与治疗床260的旋转轴的交点。在一些实施例中，RT-CT设备200的组件(例如，CT设备220、RT设备240、治疗床260和/或定位设备280)可以共享一个坐标系，如图200所示。例如，所述坐标系可以具有X轴、Y轴和Z轴。在一些实施例中，Y轴可以与治疗床260的纵轴平行。Z轴和Y轴可以位于垂直平面内，X轴和Y轴可以位于在水平平面内。在一些实施例中，CT设备220可以被分配有第一坐标系，RT设备240可以被分配有第二坐标系。第一坐标系和第二坐标系可以根据例如第一坐标系的第一坐标原点与第二坐标系的第二坐标原点的位置关系相互转换。
所述描述旨在说明，并不限制本申请的范围。许多替代、修改和改变对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。本文描述的示例性实施例的特征、结构、方法和其他特征可以以各种方式组合以获得另外的和/或替代的示例性实施例。例如，RT-CT设备200还可以包括成像设备，例如PET设备、MRI设备等。又例如，定位设备280可以分配有第三坐标系。
图3是根据本申请的一些实施例所示的在其上实施处理设备120的示例性计算设备300的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图3所示，计算设备300可以包括处理器310、存储器320、输入/输出(I/O)330及通信端口340。
处理器310可以执行计算机指令(例如，程序代码)并根据本文中描述的技术执行处理设备120的功能。计算机指令可以包括例如例程、程序、受试者、组件、数据结构、过程、模块，以执行在此描述的特定功能。例如，处理器310可以处理从IGRT设备110、存储器130、终端140，和/或诊断和治疗系统100的任何其他组件中获得的图像数据。在一些实施例中，处理器310可以包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算器(RISC)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门数组(FPGA)、高级RISC机器(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等，或其任何组合。
仅仅为了说明，在计算设备300中只描述了一个处理器。然而，应该注意的是，本公开中的计算设备300还可以包括多个处理器，由本公开中所描述的一个处理器执行的操作及/或方法步骤也可以由多个处理器联合地或单独地执行。例如，如果在本公开中计算设备300的处理器执行操作A和操作B，则应该可以理解的是，操作A和操作B也可以由计算设备300中的两个或更多个不同的处理器共同地或单独地执行(例如，第一处理器执行操作A和第二处理器执行操作B，或者第一处理器和第二处理器共同执行操作A和B)。
存储器320可以存储从IGRT设备110、存储器130、终端140，和/或诊断和治疗系统100的任何其他组件中获得的数据/信息。在一些实施例中，存储器320可以包括大容量存储器、可移动存储器、易失性读取及写入存储器、只读存储器(ROM)等，或其任意组合。例如，大容量存储器可以包括磁盘、光盘、固态硬盘等。可移动存储器可以包括闪存驱动器、软盘、光盘、存储卡、压缩盘及磁带等。易失性读取及写入存储器可以包括随机存取存储器(RAM)。RAM可以包括动态RAM(DRAM)、双倍速率同步动态RAM(DDR SDRAM)、静态RAM(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)及零电容(Z-RAM)等。ROM可以包括掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(PEROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、光盘ROM(CD-ROM)及数字通用盘ROM等。在一些实施例中，存储器320可以存储一个或多个程序和/或指令，以执行在本公开中描述的示例性方法。例如，存储器320可以存储用于处理设备120的程序，用于确定目标翻转角计划。
I/O 330可以输入和/或输出信号、数据、信息等。在一些实施例中，I/O 330可以使用户能够与处理设备120进行交互。在一些实施例中，I/O 330可以包括输入设备和输出设备。示例性的输入设备的可以包括键盘、鼠标、触摸屏、麦克风等，或其任何组合。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，或其任何组合。示例性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、曲面显示器、电视设备、阴极射线管(CRT)等或其任意组合。
通信端口340可以连接到网络(例如，网络150)以促进数据通信。通信端口340可以在处理设备120与IGRT设备110、存储设备130，和/或终端140之间建立连接。连接可以是有线连接、无线连接、可以启用数据传输和/或接收的任何其他通信连接、和/或这些连接的任何组合。有线连接可以包括例如电缆、光缆、电话线等或其任意组合。无线连接可以包括例如蓝牙TM链路、Wi-FiTM链路、WiMax链路、WLAN链路、紫蜂链路、移动网络链路(例如3G、4G、5G等)等或其组合。在一些实施例中，通信端口340可以是和/或包括标准化的通信端口，诸如RS232、RS485等。在一些实施例中，通信端口340可以是专门设计的通信端口。例如，通信端口340可以根据数字成像及医学通信(DICOM)协议来设计。
图4是根据本申请的一些实施例所示的在其上实现终端140的示例性移动设备400的示例性硬件和/或软件组件的示意图。如图4所示，移动设备400可以包括通信平台410、显示器420、图形处理单元(GPU)430、中央处理单元(CPU)440、I/O 450、内存460和存储器490。在一些实施例中，任何其他合适的组件，包括但不限于系统总线或控制器(未显示出)，也可以包括在移动设备400内。在一些实施例中，移动操作系统470(例如，iOSTM、AndroidTM、Windows PhoneTM等)及一个或多个应用程序480可以从存储器490中下载到内存460中，供CPU 440执行。应用程序480可以包括浏览器或任何其他合适的移动应用程序，用于从处理设备120接收和呈现与图像处理或其他信息有关的信息。用户与信息流的交互可以通过I/O450实现，并经由网络150提供给处理设备120和/或诊断和治疗系统100的其他组件。
为了实施本申请描述的各种模块、单元及其功能，计算机硬件平台可用作本文中描述的一个或以上元件的硬件平台。具有用户接口元件的计算机可以被用于实施个人计算机(PC)或任何其他类型的工作站或终端设备。若编程得当，计算机也可以用作服务器。
图5是根据本申请的一些实施例所示的示例性处理设备120的框图。处理设备120可以包括获取模块502、控制模块504、处理模块506和存储模块508。处理设备120的至少一部分可以在如图3所示的计算设备或如图4所示的移动设备上实现。
获取模块502可以获取数据。在一些实施例中，可以从IGRT设备110、存储器130、和/或终端140中获取数据。在一些实施例中，数据可以包括图像数据(例如，放射学图像、光学图像等)、与IGRT设备110中的组件相关的运动或位置数据(例如，速度、位移、空间位置等)、指令等，或其组合。指令可以由处理设备120的处理器执行，以执行本申请中描述治疗床的示例性方法。在一些实施例中，可以将所获取的数据发送到处理模块506以进行进一步处理，或者将其存储在存储模块508中。
控制模块504可以例如，通过生成一个或以上控制参数来控制获取模块502、处理模块506，和/或存储模块508的操作。例如，控制模块504可以控制处理模块506以确定受试者的至少一个部位的空间位置和/或IGRT设备110的组件。又例如，控制模块504可以控制获取模块502从IGRT设备110的成像设备112获取图像数据(例如，放射图像、光学图像等)。在一些实施例中，控制模块504可以接收实时命令或查询由用户(例如，医生)提供的预定指令，以控制获取模块502和/或处理模块506的一个或以上操作。例如，控制模块504可以根据实时指令和/或预定指令调整获取模块502和/或处理模块506以生成图像数据(例如，图像)。在一些实施例中，控制模块504可以与处理设备120的一个或以上其他模块通信，以交换信息和/或数据。
处理模块506可以处理由处理设备120的各种模块提供的数据。在一些实施例中，处理模块506可以处理与受试者的至少一个部位相关的放射图像，以确定受试者的至少一个部位的空间位置。在一些实施例中，处理模块506可以根据与定位设备280采集的与IGRT设备110组件的移动或位置有关的数据来确定IGRT设备110组件(例如，治疗床116、标记等)的空间位置。
存储模块508可以存储信息。信息可以包括程序、软件、算法、数据、文本、数字、图像和一些其他信息。例如，信息可以包括图像数据(例如，放射图像、光学图像等)、与IGRT设备110组件(例如，治疗床116)相关的运动或位置数据(例如，速度、位移、加速度、空间位置等)、指令等，或其组合。在一些实施例中，存储模块508可以存储处理设备120的处理器可执行的程序和/或指令以获取数据，确定受试者的至少一个部位的空间位置。
在一些实施例中，图5中所示的一个或以上模块可以在诊断和治疗系统100的至少一部分中实施，如图1所示。例如，获取模块502、控制模块504、处理模块506和/或存储模块508可以集成到控制台(未显示出)中。通过控制台，用户可以设置参数，用于扫描受试者、控制成像过程、控制用于重建图像的参数等。在一些实施例中，控制台可以经由处理设备120和/或终端140来实现。
图6是根据本申请的一些实施例所示的用于确定治疗位置处的受试者的至少一个部位的空间位置的示例性过程600的流程图。在一些实施例中，图6所示的过程600的一个或以上操作可以在图1所示的诊断和治疗系统100中实施。例如，图6中所示的过程600可以以指令的形式存储在存储器130中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310、如图4所示的移动设备400的GPU 430或CPU 440)调用和/或执行。
在602中，可以获取与受试者的至少一个部位和第一标记相关的第一图像，所述第一图像可以对应于治疗床的第一工作位置。操作602可以由获取模块502执行。当治疗床位于第一工作位置(例如，CT设备220所在的位置)时，第一图像可以由医疗设备(例如，RT-CT设备200)的成像设备(例如，CT设备220)通过扫描受试者的至少一个部位来获取。第一图像可包括放射性图像，例如CT图像、MR图像、X射线图像、PET图像等，或其组合。
在一些实施例中，第一标记可以包括能够通过放射学检测的放射学检测标记。在一些实施例中，第一标记可以包括如本申请中其他地方所述的放射学光学检测标记。参见图2及其描述。
所述第一标记(例如，第一标记262-1、第一标记262-2、第一标记262-3、…、第一标记262-N)可以在第一图像中表示为一个参考点。所述受试者的至少一个部位可以在第一图像中表示为目标点。在这里所使用的，在第一图像中表示的术语“点”可以指在第一图像中包括一个或以上像素或体素的区域。对应于第一标记的参考点的位置和对应于第一图像中的受试者的至少一个部位的目标点可以由应用于第一图像的第一坐标系来表示。例如，第一图像中的第一参考点或目标点的位置可以由像素点的坐标或位于第一参考点或受试者点的中心的体素来表示。
在604中，可以确定第一标记的第一空间位置。在一些实施例中，操作604可以由获取模块502或处理模块执行。在这里所使用的，当治疗床位于第一工作位置(例如，成像设备112所在的位置)时，第一空间位置可以指在空间(例如，医疗设备所在的空间)中的受试者的位置(例如，第一标记262-1、第一标记262-2、…、第一标记262-N、受试者的至少一个部位等)。
第一标记的第一空间位置可以由第二坐标系来表示，所述第二坐标系应用于医疗设备(例如，RT-CT设备200)组件(例如，CT设备220、RT设备240等)。例如，第一标记的第一空间位置可以由对应于第二坐标系的三维坐标来表示。第二坐标系的坐标原点可以是各种各样的。例如，第二坐标系可以将医疗设备(例如，RT-CT设备200)中成像设备(例如，CT设备220)的等中心点作为坐标原点。又例如，第二坐标系可以将医疗设备(例如，RT-CT设备200)中治疗设备(例如，RT设备240)的等中心点作为坐标原点。再例如，第二坐标系的坐标原点可以设置在医疗设备(例如，RT-CT设备200)的可容纳空间中的任何合适位置。在一些实施例中，第二坐标系可以由用户经由终端140或根据诊断和治疗系统100的默认设置来设置。
在一些实施例中，第一标记的第一空间位置可以根据治疗床上的第一标记到第二坐标系(例如，成像设备(例如，CT设备220)的等中心点)坐标原点的距离和方向来确定。在一些其他实施例中，可以从先前的测量获得第一标记到第二坐标系坐标原点的距离和方向。例如，可以在存储器(例如，存储器130、存储模块508等)中检索关于第一标记到第二坐标系坐标原点的距离和方向的信息。在一些实施例中，第一标记的第一空间位置可以直接从先前的测量获得。例如，可以在存储器(例如，存储器130、存储模块508等)中检索到关于第一空间位置的信息(例如，三维坐标)。
在一些实施例中，所述确定第一标记的第一空间位置可以包括根据第一参考点确定和/或识别所述第一图像中的第一标记。例如，治疗床可以配置有不同规格(例如，形状、材料等等)的多个标记(例如，第一标记262-1、第一标记262-2、…、第一标记262-N)。可以根据第一图像中的第一参考点和第一标记的规格识别出所述多个标记中的第一标记。然后，所述第一标记的第一空间位置可以被确定。
在606中，可以根据第一图像确定所述受试者的至少一个部位的第一空间位置。操作606可以由处理模块506执行。在一些实施例中，受试者的至少一个部位的第一空间位置可以由第二坐标系表示，所述第二坐标系应用于医疗设备、医疗设备(例如，RT-CT设备200)的组件(例如，CT设备220，RT设备240等)。例如，所述受试者的至少一个部位的第一空间位置可以由对应于第二坐标系的三维坐标来表示。
在一些实施例中，根据如图7所述的过程700，所述受试者的至少一个部位的第一空间位置可以根据第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换来确定。例如，根据第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换，可以将对应于受试者的至少一个部位的目标点的坐标变换为受试者的至少一个部位的三维坐标。又例如，所述第一标记与受试者的至少一个部位之间的空间位置关系与对应于第一标记的参考点和对应于在第一图像中所表示的受试者的至少一个部位的目标点之间的位置关系相关。此外，可以根据第一坐标系和第二坐标系之间的第一变换，通过变换参考点和目标点之间的位置关系来确定第一标记和受试者的至少一个部位之间的空间位置关系。然后，可以根据第一标记、受试者的至少一个部位、和第一标记的第一空间位置之间的空间位置关系来确定受试者的至少一个部位的第一空间位置。
在608中，可以确定第一标记的第二空间位置。操作608可以由处理模块506执行。在这里所使用的，当治疗床位于第二工作位置时(例如，治疗设备116所在的位置)，第二空间位置可以指空间(例如，医疗设备所在的空间)中的受试者的位置(例如，第一标记、受试者的至少一个部位等)。在一些实施例中，第一标记的第二空间位置可以通过应用于医疗设备的第二坐标系来表示。
在一些实施例中，第一标记的第二空间位置可以根据从定位设备(例如，如图2所示的定位设备280)获取的第一标记相关的数据来确定。在一些实施例中，第一标记相关的数据可以包括从定位设备(例如，摄像机)获取的第一标记相关的光学图像。第一标记的第二空间位置可以根据应用于定位设备的第三坐标系和应用于第一标记相关的光学图像的第四坐标系之间的光学图像和第二变换来确定。应用于定位设备的第三坐标系和应用于光学图像的第四坐标系之间的第二变换可以包括根据摄像机校准确定的变换数据(例如，变换方程或算法)。所述摄像机校准可以从先前的测量中获得。例如，可以在存储器(例如，存储器130、存储模块508等)中检索到所述摄像机校准的信息。根据第三坐标系和第四坐标系之间的第二变换确定的第一标记的第二空间位置可以由第三坐标系来表示。然后，可以根据第三坐标系和第二坐标系之间的第三变换来确定由第二坐标系表示的第一标记的第二空间位置。所述第三变换可以从先前的测量获得。例如，可以在存储器(例如，存储器130、存储模块508等)中检索到所述第三变换的信息。
在一些实施例中，第一标记相关的数据可以包括由定位设备检测的第一标记的移动数据(例如，位移传感器、速度传感器、加速度传感器、测距仪(例如，激光干涉仪、超声波测距仪等)。第一标记的移动数据可以包括，例如，第一标记的位移、第一标记的速度、第一标记的加速度、第一标记的运动方向等。在这里所使用的，第一标记的位移可以指当治疗床从第一工作位置移动到第二工作位置时空间中的位置变化。第一标记的第二空间位置可以根据第一标记的位移来确定。在一些实施例中，可以直接从定位设备中获取第一标记的位移。在一些实施例中，可以由处理模块506根据其他移动数据(例如，第一标记的速度、第一标记的加速度、第一标记的运动方向等)来确定第一标记的位移。例如，第一标记的加速度可以由定位设备(例如，加速度传感器)获取。处理模块506可以对第一标记的加速度进行二重积分来处理所述第一标记的加速度，以确定第一标记的位移。又例如，第一标记的位移可以根据激光三角测量算法确定。具体地，定位设备(例如，激光干涉仪)向治疗床发射激光，治疗床将激光反射到定位设备(例如，激光干涉仪)。利用激光三角测量算法根据反射激光和发射激光确定第一标记的位移。
在一些实施例中，第一标记的第二空间位置可以根据设置在与第一标记有关的治疗床中的第二标记来确定。在一些实施例中，第二标记的第一空间位置可以从先前测量获得。例如，可以在存储器(例如，存储器130、存储模块508等)中检索到第二标记的第一空间位置相关的信息。可以根据与第二标记的运动和/或位置有关的数据来确定第二标记的第二空间位置。然后，可以结合图8所述，根据第二标记的第二空间位置、第一标记的第一空间位置、和第二标记的第一空间位置，以确定第一标记的第二空间位置。
在610中，可以根据第一标记的第二空间位置和受试者的至少一个部位的第一空间位置来确定受试者的至少一个部位的第二空间位置。操作610可以由处理模块506执行。在一些实施例中，当治疗床从第一工作位置移动到第二工作位置时，第一标记与受试者的至少一个部位之间的位置关系可以不变。可以根据在操作604和操作606中分别确定的第一标记的第一空间位置和受试者的至少一个部位的第一空间位置来确定所述位置关系。可以根据在操作608中所确定的第一标记的第二空间位置以及受试者的至少一个部位与第一标记之间的位置关系，确定受试者的至少一个部位的第二空间位置。
在612中，可以根据受试者的至少一个部位的第二空间位置，调整治疗床的第二工作位置。操作612可以由处理模块506执行。在一些实施例中，可以调整治疗床的第二工作位置，以使受试者的至少一个部位与医疗设备(例如，RT-CT设备200)的治疗设备(例如，RT设备240)的等中心点对准。例如，当治疗床从第一工作位置移动到第二工作位置时(例如，从成像设备移动到治疗设备)，治疗床可能偏转或下降。治疗床的下降可以与受试者的至少一个部位的第一空间位置和受试者的至少一个部位的第二空间位置在垂直方向(例如，图2中所示的Z轴)上的差值相关。治疗床可以根据受试者的至少一个部位的第一空间位置与受试者的至少一个部位的第二空间位置之间在垂直方向(例如，如图2所示的Z轴)上的差值来升高或降低。这样，受试者的至少一个部位可以与治疗设备(例如，RT设备240)的等中心点对齐。
应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的修正及改变。然而，这些修正及改变不会背离本申请的范围。例如，操作604可以是不必要的。又例如，操作602和604可以同时执行。
图7是根据本申请的一些实施例所示的用于确定成像位置处的受试者的至少一个部位的空间位置的示例性过程700的流程图。在一些实施例中，图7中所示的过程700的一个或以上操作可以在图1所示的诊断和治疗系统100中实现。例如，图7所示的过程700可以以指令的形式存储在存储器130中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310、如图4所示的移动设备400的GPU 430或CPU 440)调用和/或执行。所述操作606可以根据过程700来执行。
在702中，可以确定第一坐标系和第二坐标系有关的变换数据，所述第一坐标系应用于放射学图像，所述第二坐标系应用于医疗设备(例如，RT-CT设备200)。操作702可以由处理模块506执行。医疗设备(例如，RT-CT设备200)可以被配置用于获取医学图像并执行放射治疗。医疗设备(例如，RT-CT设备200)可以包括如本申请中其他地方所述的成像设备(例如，CT设备220)和治疗设备(例如，RT设备240)。例如，图2及其描述。结合图6所示的602及其所述，放射学图像可以从医疗设备(例如，CT设备220)中获得。
第一坐标系和第二坐标系可以由用户通过终端140或根据诊断和治疗系统100的默认设置来设置。可以从存储器(例如，存储器130、存储模块508等)检索到关于第一坐标系和第二坐标系的信息。例如，第一坐标系的坐标原点和/或第二坐标系的坐标原点可以自动地设置在放射学图像的中心和医疗设备的等中心点处。又例如，第一坐标系的坐标原点和/或第二坐标系的坐标原点可以由用户设置在任何合适的位置。
变换数据可用于执行第一坐标系和第二坐标系之间的转换。具体地，第一坐标系和第二坐标系之间的转换包括由第二坐标系定义的目标(例如，第一标记、受试者的至少一个部位)的空间坐标和由第一坐标系定义的放射学图像中的点的坐标之间的转换。与第一坐标系和第二坐标系有关的变换数据可以包括第一坐标系和第二坐标系之间的变换关系。在一些实施例中，例如，所述变换关系可以由变换方程或算法来表示。所述变换关系(例如，变换方程或算法)可以通过与如本申请中其他地方描述的医疗设备的成像设备(例如，CT设备220)相关的一个或以上成像参数(也称为映射参数)来定义。例如，与成像设备有关的成像参数可以包括成像设备的放射源到成像设备的探测器的距离、成像设备中探测器的像素点尺寸、在成像设备的探测器上的放射源的投影位置等。此外，第一标记和/或受试者的至少一个部位可以投影到对应于放射学图像的平面(也称为投影平面)。第一标记和/或受试者的至少一个部位在对应于放射学图像的投影平面上的投影位置与成像设备的成像参数、第一标记的第一空间位置，和/或受试者的至少一个部位相关。因此，可以根据成像设备相关的成像参数来确定受试者的至少一个部位的第一空间位置。
在一些实施例中，可以根据校准模型通过校准成像设备来确定成像参数。示例性校准模型可以包括针孔摄像机模型、双平面校正模型、Faugeras校正模型等，或其组合。在一些实施例中，可以从存储器130、存储模块508、终端140或任何其他外部存储器获得所述成像参数。
在704中，可以根据变换数据确定受试者的至少一个部位的空间位置。操作704可以由处理模块506执行。受试者的至少一个部位的空间位置可以由对应于第二坐标系的第二坐标来表示。受试者的至少一个部位可以在放射学图像中表示为目标点。在这里所使用的，术语“点”可以指包括放射学图像中的一个或以上像素或体素的区域。放射学图像中的目标点的位置可以由对应于第一坐标系的第一坐标表示。通过根据变换数据转换目标点的第一坐标来确定受试者的至少一个部位的第二坐标。
在一些实施例中，放射学图像可以包括本申请其他地方所述的对应于标记(例如，第一标记262-1、第一标记262-2、第一标记262-3、...、和/或第一标记262-N)的参考点。参见图2及其描述。结合操作604的描述以确定所述标记的空间位置。可以根据标记的空间位置和变换数据来确定受试者的至少一个部位的空间位置。此外，受试者的至少一个部位与标记之间的空间位置关系可以根据变换数据、对应于受试者的至少一个部位目标点和对应于标记的参考点之间的位置关系来确定。然后，可以根据标记的空间位置、受试者的至少一个部位与标记之间的空间位置关系，确定受试者的至少一个部位的空间位置。
应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的修正及改变。然而，这些修正及改变不会背离本申请的范围。例如，过程700可以包括建立第一坐标系和/或第二坐标系。
图8是根据本申请的一些实施例所示的用于确定治疗位置处标记的空间位置的示例性过程800的流程图。在一些实施例中，图8中所示的过程800的一个或以上操作可以在图1所示的诊断和治疗系统100中实现。例如，图8所示的过程800可以以指令的形式存储在存储器130中，并由处理设备120(例如，如图3所示的计算设备300的处理器310、如图4所示的移动设备400的GPU 430或CPU 440)调用和/或执行。
在802中，当治疗床处于第一工作位置时，确定第二标记的第一空间位置。操作802可以由处理模块506执行。在一些实施例中，第二标记(例如，第二标记264-1、第二标记264-2、…、第二标记264-N)可以包括如图2所述的光学检测标记。第一工作位置可以对应于医疗设备(例如，RT-CT 200)中的成像设备(例如，CT设备220)所处的位置。
在一些实施例中，第二标记的第一空间位置可以从先前的测量获得。例如，可以从存储器(例如，存储器130，存储模块508等)检索到关于第二标记的第一空间位置的信息。如其他地方披露的，第二标记的第一空间位置可以由第二坐标系表示，所述第二坐标系应用于成像设备(例如，CT设备220)或治疗设备(例如，RT设备240)。参见图2和图6及其描述。例如，第二标记的第一空间位置可以由对应于第二坐标系的第一三维坐标表示。
在804中，当治疗床处于第二工作位置时，确定第二标记的第二空间位置。操作804可以由处理模块506执行。在一些实施例中，第二工作位置可以对应于医疗设备(例如，RT-CT 200)中的治疗设备(例如，RT设备240)所处的位置。如本公开的其他地方所述，第二标记的第二空间位置可以由应用于成像设备(例如，CT设备220)或治疗设备(例如，RT设备240)的第二坐标系表示。参见如图2及其描述。例如，第二标记的第二空间位置可以由对应于第二坐标系的第二三维坐标表示。
在一些实施例中，第二标记的第二空间位置可以根据从定位设备(例如，如图2所示的定位设备280)获取的第二标记相关的数据来确定。在一些实施例中，所述第二标记相关的数据可以包括与由定位设备(例如，摄像机)获取的第二标记相关的光学图像。第二标记的第二空间位置可以根据光学图像以及应用于定位设备的第三坐标系和应用于光学图像的第四坐标系之间的第一变换数据(例如，第一变换方程或算法)来确定。所述应用于定位设备的第三坐标系与应用于光学图像的第四坐标系之间的第一变换数据(例如，第一变换方程或算法)可以根据摄像机校准来确定。所述摄像机校准可以从先前的测量获得。例如，可以从存储器(例如，存储器130、存储模块508等)检索到所述摄像机校准的相关信息。根据第一变换数据确定的第二标记的第二空间位置可以由第三坐标系表示。例如，根据第一变换数据确定的第二标记的第二空间位置可以由对应于第三坐标系的第二三维坐标表示。然后，可以根据第二坐标系和第三坐标系之间的第二变换数据来确定对应于第二坐标系的第一三维坐标。所述第二变换数据可以从先前测量获得。例如，可以从存储器(例如，存储器130、存储模块508等)检索到第二变换数据的相关信息。
在一些实施例中，第二标记相关的数据可以包括由定位设备检测的第二标记的移动数据(例如，位移传感器、速度传感器、加速度传感器、测距仪(例如，激光干涉仪器，超声波测距仪等)等)。第二标记的移动数据可以包括第二标记的位移、第二标记的速度、第二标记的加速度、第二标记的运动方向等。在这里所使用的，第二标记的位移可以指当治疗床从第一工作位置移动到第二工作位置时空间中的位置变化。第二标记的第二空间位置可以根据第二标记的位移来确定。在一些实施例中，可以直接从定位设备获取第二标记的位移。在一些实施例中，可以由处理模块506根据其他移动数据(例如，第二标记的速度、第二标记的加速度、第二标记的运动方向)来确定第二标记的位移。例如，第二标记的加速度可以由定位设备(例如，加速度传感器)获取。处理模块506可以通过对第二标记的加速度进行二重积分来处理所述第二标记的加速度，以确定第二标记的位移。又例如，第二标记的位移可以根据激光三角测量算法来确定。具体地，定位设备(例如，激光干涉仪)向治疗床发射激光，治疗床可以将激光反射到定位设备(例如，激光干涉仪)。可以利用激光三角测量算法根据反射激光和发射激光来确定治疗床的位移。
在806中，可以根据第一标记的第一空间位置、第二标记的第一空间位置和第二标记的第二空间位置来确定第一标记的第二空间位置。操作806可以由处理模块506执行。所述第一标记的第一空间位置可以结合图6所述的操作604来确定。在一些实施例中，可以根据第一标记的第一空间位置和第二标记的第一空间位置来确定第一标记和第二标记之间的位置关系。当治疗床从第一工作位置移动到第二工作位置时，第一标记与第二标记之间的位置关系可以不变。第一标记的第二空间位置可以根据第二标记的第二空间位置、第一标记与第二标记之间的位置关系来确定。
应该注意的是，上述仅出于说明性目的而提供，并不旨在限制本申请的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的描述，做出各种各样的修正及改变。然而，这些修正及改变不会背离本申请的范围。例如，操作802可以是不必要的。然后，可以根据先前测量获得和/或确定第一标记和第二标记之间的空间位置关系。例如，可以从存储器(例如，存储器130、存储模块508等)检索到关于第一标记和第二标记之间的空间位置关系的信息。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于阅读本申请后的本领域的普通技术人员来说，上述发明披露仅作为示例，并不构成对本申请的限制。虽然此处并没有明确说明，本领域普通技术人员可以对本申请进行各种修改、改进及修正。这些修改、改进及修正在本申请中被建议，所以这些修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神及范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”、“一实施例”、及/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，应当强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或以上提及的“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，本申请的一个或以上实施例中的某些特征、结构或特性可以进行适当的组合。
此外，本领域的技术人员可以理解，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及描述，包括任何新的及有用的过程、机器、产品或物质的组合，或对其任何新的及有用的改良。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、微代码等)执行、也可以由硬件及软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“单元”、“模块”或“系统”。此外，本申请的各方面可以采取中的计算机程序产品的形式来体现，其中所述一个或以上计算机可读介质包括计算机可读程序代码。
计算机可读信号介质可以包含一个内含有计算机程序代码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。所述传播信号可以有多种表现形式，包括电磁形式、光形式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、设备或设备以实现通讯、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代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。
本申请各方面操作所需的计算机程序码可以用一种或多种程序语言的任意组合编写，包括面向受试者程序设计，如Java、Scala、Smalltalk、Eiffel、JADE、Emerald、C++、C#、VB.NET，Python或类似的常规程序编程语言，如“C”编程语言，Visual Basic，Fortran2103，Perl，COBOL 2102，PHP，ABAP，动态编程语言如Python，Ruby及Groovy或其它编程语言。程序代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上运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算器可以通过任何网络形式与用户计算器连接，例如，局域网络(LAN)或广域网(WAN)，或连接至外部计算器(例如通过因特网)，或在云端计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(SaaS)。
此外，除非申请专利范围中明确说明，否则所述处理元素或序列的顺序、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及方法的顺序。尽管上述申请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，此类细节仅用于说明的目的，附加的申请专利范围并不仅限于申请的实施例，相反，申请专利范围旨在覆盖所有符合本申请实施例精神及范围的修正及等价组合。例如，尽管上面描述的各种组件的实现可以体现在硬件设备中，但是它也可以实现为仅软件解决方案，例如，在现有服务器或移动设备上的安装。
同样，可以理解的是，在本发明实施例的前述描写中，各种特点有时会在一个实施例、图或者描述中展现，这是为了精简描述多种实施例。然而，本申请的该方法不应被解释为反映所声称的待扫描受试者物质需要比每个权利要求中明确记载的更多特征的意图。相反，发明的主体应具备比上述单一实施例更少的特征。
在一些实施例中，用于描述及要求保护本申请的某些实施例的数量、性质等，应被理解为在一些情况下被术语“约”、“近似”或“基本上”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，说明书及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及参数为近似值，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。
本文引用的每个专利、专利申请、专利申请的出版物和其他材料，例如文章、书籍、说明书、出版物、文件、物品和/或类似物，在此通过引用整体并入本文。所有目的，除了与其相关的任何起诉文件历史，与本文件不一致或相冲突的任何相同或任何相同的，可能对现在或以后与本文件相关的最广泛的权利要求具有限制性影响。举例来说，在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用，以及与本文档之间是否存在任何不一致或冲突，使用本文件中的术语、描述、定义和/或使用为准。
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。其他的修正也可以属于本申请的范围。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及描述的实施例。

Claims (20)

1.一种在计算设备上执行的方法，计算设备具有至少一个处理器、至少一个计算机可读存储介质、以及连接到包括治疗床的医疗设备的通信端口，其特征在于，所述方法包括：
获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备上的治疗床的第一标记；
确定所述第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于治疗床的第一工作位置；
根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第一空间位置；
确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；
根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置；以及
根据所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标记包括放射学检测标记或放射学光学检测标记中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标记被光电传感器、激光干涉仪或者摄像机中的至少一个检测。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一标记设置在所述治疗床内。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一图像确定受试者的至少一个部位的第一空间位置包括：
确定与第一坐标系和第二坐标系相关的第一变换数据，所述第一坐标系应用于所述第一图像，所述第二坐标系应用于所述医疗设备；以及
根据所述第一标记的第一空间位置和所述第一变换数据，确定所述受试者的至少一个部位的第一空间位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述第一标记的第二空间位置进一步包括：
当所述医疗设备的治疗床从所述第一工作位置移动到所述第二工作位置时，根据激光三角测量算法，确定第一标记的第一位移；以及
根据所述第一标记的第一位移，确定所述第一标记的第二空间位置。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定第一标记的第二空间位置进一步包括：
确定第二标记的第一空间位置，所述第二标记设置在与所述第一标记相关的所述医疗设备的治疗床上；
确定第二标记的第二空间位置；以及
根据所述第一标记的第一空间位置、所述第二标记的第一空间位置和所述第二标记的第二空间位置，确定所述第一标记的第二空间位置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定第二标记的第二空间位置进一步包括：
获取包括第二参考点的第二图像，所述第二参考点对应于所述第二标记；以及
根据所述第二图像确定所述第二标记的第二空间位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像确定所述第二标记的第二空间位置包括：
确定与第三坐标系和所述第二坐标系相关的第二变换数据，所述第三坐标系应用于所述第二图像，所述第二坐标系应用于所述医疗设备；以及
根据所述第二变换数据确定所述第二标记的第二空间位置。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述第二标记的第二空间位置包括：
当所述医疗设备的治疗床从所述第一工作位置移动到所述第二工作位置时，根据激光三角测量算法确定所述第二标记的第二位移；以及
根据所述第二标记的第二位移和所述第二标记的第一空间位置，确定所述第二标记的第二空间位置。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二标记包括所述治疗床的至少一部分。
12.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二标记被光电传感器、激光干涉仪或摄像机中的至少一个检测。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二标记包括光学检测标记。
14.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二标记设置在所述治疗床的底部。
15.一种用于医疗设备的系统，所述医疗设备包括具有台面的治疗床，其特征在于，所述系统包括：
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储可执行指令；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述计算机可读存储介质通信，当执行所述可执行指令时，指示所述系统执行方法，包括：
获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备的治疗床上的第一标记；
确定第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于治疗床的第一工作位置；
根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第一空间位置；
确定所述第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；
根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置；以及
根据所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述第一标记包括放射学检测标记或放射学光学检测标记中的至少一种。
17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述确定所述第一标记的第二空间位置进一步包括：
确定第二标记的第一空间位置，所述第二标记设置在与所述第一标记相关的所述医疗设备的治疗床上；
确定所述第二标记的第二空间位置；以及
根据所述第一标记的第一空间位置、所述第二标记的第一空间位置和所述第二标记的第二空间位置，确定所述第一标记的第二空间位置。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述确定第二标记的第二空间位置进一步包括：
获取包括第二参考点的第二图像，所述第二参考点对应于所述第二标记；以及
根据所述第二图像确定所述第二标记的第二空间位置。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第二标记包括光学检测标记。
20.一种非暂时性计算机可读介质，其特征在于，所述非暂时性计算机可读介质包括：
至少一个处理器可执行的指令，所述指令指示所述至少一个处理器实施一种方法，包括：
获取包括目标点和第一参考点的第一图像，所述目标点对应于受试者的至少一个部位，所述第一参考点对应于设置在所述医疗设备的治疗床上的第一标记；
确定所述第一标记的第一空间位置，所述第一空间位置对应于所述治疗床的第一工作位置；
根据所述第一图像和所述第一标记的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第一空间位置；
确定第一标记的第二空间位置，所述第二空间位置对应于治疗床的第二工作位置；
根据所述第一标记的第二空间位置和所述受试者的至少一个部位的第一空间位置，确定所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置；以及
根据所述受试者的所述至少一个部位的第二空间位置，调整所述治疗床的第二工作位置。
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