CN109692405A - 图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 - Google Patents
图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109692405A CN109692405A CN201910073402.7A CN201910073402A CN109692405A CN 109692405 A CN109692405 A CN 109692405A CN 201910073402 A CN201910073402 A CN 201910073402A CN 109692405 A CN109692405 A CN 109692405A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- therapeutic
- equipment
- therapeutic bed
- image
- distance
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
- A61N2005/1052—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using positron emission tomography [PET] single photon emission computer tomography [SPECT] imaging
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
- A61N2005/1054—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using a portal imaging system
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
- A61N2005/1055—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using magnetic resonance imaging [MRI]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N5/1048—Monitoring, verifying, controlling systems and methods
- A61N5/1049—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam
- A61N2005/1061—Monitoring, verifying, controlling systems and methods for verifying the position of the patient with respect to the radiation beam using an x-ray imaging system having a separate imaging source
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
- A61N5/00—Radiation therapy
- A61N5/10—X-ray therapy; Gamma-ray therapy; Particle-irradiation therapy
- A61N2005/1092—Details
- A61N2005/1097—Means for immobilizing the patient
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
Abstract
本发明涉及一种图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置。其中图像引导治疗系统包括：治疗床；影像设备；治疗设备，用于对位于治疗位置的所述目标对象执行预设的操作；所述治疗设备上设置有沿水平方向延伸的通孔；所述治疗床能够穿过所述通孔在所述拍摄位置和所述治疗位置之间移动；以及第一测距设备，固定于所述治疗设备的通孔中；所述第一测距设备被配置为在所述治疗床位于所述拍摄位置时，位于所述治疗床下方以实现对所述治疗床在拍摄位置时的位置参数的测量。利用上述图像引导治疗系统能够实现精准治疗。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置。
背景技术
图像引导治疗比如图像引导放疗(Image Guide Radiation Therapy,IGRT)，是指在治疗摆位或者治疗过程中，利用拍摄到的医学图像引导此次或者后续治疗，确保实际治疗靶区与治疗计划靶区相一致。因此，图像引导治疗装置中包括治疗设备和影像设备。治疗床需要在两个设备之间移动，由于治疗床自身的重量和目标对象的重量会导致治疗床在治疗位置和图像拍摄位置具有不同的下沉量，从而在二者之间存在相对下沉量。相对下沉量需要被精确测量并进行修正，以实现精准治疗。传统的图像引导治疗过程中，无法实现治疗床在两个位置的相对下沉量的精确测量，从而无法满足图像引导治疗的高精度需求。
发明内容
基于此，有必要针对传统的图像引导治疗过程无法满足图像引导治疗的高精度需求的问题，提供了一种图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置。
一种图像引导治疗系统，包括：
治疗床，用于承载目标对象并将所述目标对象定位至所述图像引导系统中；
影像设备，用于获取所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
治疗设备，用于对位于治疗位置的所述目标对象执行预设的操作；所述治疗设备上设置有沿水平方向延伸的通孔；所述治疗床能够穿过所述通孔在所述拍摄位置和所述治疗位置之间移动；以及
第一测距设备，固定于所述治疗设备的通孔中；所述第一测距设备被配置为在所述治疗床位于所述拍摄位置时，位于所述治疗床下方以实现对所述治疗床在拍摄位置时的位置参数的测量。
上述图像引导治疗系统，通过将第一测距设备设置在治疗设备的通孔内，可以实现对治疗床在影像设备中的位置参数的测量，从而克服通过图像分析方法来得到治疗床在影像设备中的位置参数时的精度较差的问题，以实现精准治疗。并且，通过将第一测距设备设置在治疗设备上，并不会影响影像设备的旋转扫描过程的正常进行。
在其中一个实施例中，所述第一测距设备设置于所述治疗设备上靠近所述影像设备的一端。
在其中一个实施例中，所述治疗设备是可转动的，以调整所述第一测距设备的位置使得所述第一测距设备位于所述治疗床下方。。
在其中一个实施例中，所述治疗设备包括机架以及固定于所述机架上的治疗组件；所述通孔开设于所述机架上；沿所述通孔的中心轴方向看，所述治疗组件的射束轴与所述第一测距设备至所述中心轴的连线不平行。
在其中一个实施例中，所述治疗设备还包括与所述治疗组件相对设置的电子射野影像装置；所述治疗组件的射束轴与所述第一测距设备至所述中心轴的连线之间的夹角为45度～135度。
在其中一个实施例中，所述位置参数包括所述治疗床在目标检测点的高度；所述第一测距设备用于测量并确定所述检测点的高度。
在其中一个实施例中，所述位置参数还包括俯仰角度和摇摆角度中至少一个；所述第一测距设备包括至少三个测距仪；所述至少三个测距仪用于分别测量并确定所述治疗床上至少三个检测点的高度；所述至少三个检测点位所述至少三个测距仪在所述治疗床的下表面形成的至少有三个不在同一直线上的检测点。
在其中一个实施例中，还包括第二测距设备；所述第二测距设备被配置为在所述治疗床位于所述治疗位置时，位于所述治疗床下方以实现对所述治疗床在治疗位置的位置参数的测量。
在其中一个实施例中，所述第二测距设备设置在所述治疗床下方且位于所述治疗设备的辐射区域之外。
在其中一个实施例中，所述治疗设备还包括底座，所述机架可转动地支撑于所述底座，所述第二测距设备设在所述底座上。
在其中一个实施例中，所述治疗床的基座可移动，且所述基座在拍摄位置时相比在治疗位置时更靠近所述机架。
一种对前述任一实施例所述的图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法，包括：
接收所述治疗床在治疗位置时的位置参数；
控制所述治疗床由所述治疗位置穿过所述通孔移动至所述拍摄位置；
控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数；
根据所述治疗床在拍摄位置和治疗位置的位置参数确定二者的相对位置关系；
将所述医学图像与治疗计划图像进行配准，得到所述治疗床的初始修正量；以及
利用所述相对位置关系对所述初始修正量进行校正得到位置校正量。
在其中一个实施例中，还包括：根据所述位置校正量对所述治疗床的位置进行校正。
在其中一个实施例中，所述控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数的步骤，是在控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像的过程中执行。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
对所述治疗床的位置参数进行实时监测；以及
在所述治疗床的位置参数出现波动且波动超过预设幅值时，发出提示。
一种对前述任一实施例所述的图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的装置，包括：
位置参数接收模块，用于接收所述治疗床在治疗位置时的位置参数；
位置移动控制模块，用于控制所述治疗床由所述治疗位置穿过所述通孔移动至所述拍摄位置；
图像获取控制模块，用于控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
位置参数测量模块，用于控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数；
相对位置确定模块，用于根据所述治疗床在拍摄位置和治疗位置的位置参数确定二者的相对位置关系；
图像配准模块，用于将所述医学图像与治疗计划图像进行配准，得到所述治疗床的初始修正量；以及
校正量确定模块，用于利用所述相对位置关系对所述初始修正量进行校正得到位置校正量。
在其中一个实施例中，还包括执行模块，所述执行模块用于根据所述位置校正量对所述治疗床的位置进行校正。
附图说明
图1为一实施例中的图像引导治疗系统的结构示意图。
图2为图1所述实施例中的图像引导治疗系统在另一状态下的结构示意图。
图3为图1中的图像引导治疗系统在治疗状态下的侧视图。
图4为图1中的图像引导治疗系统在图像拍摄状态下的侧视图。
图5为一实施例中的对图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法的流程图。
图6为一实施例中的对图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的装置的结构框图。
图7为一实施例中的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。
图1为一实施例中的图像引导治疗系统的结构示意图。图像引导治疗系统是根据已经制定好的治疗计划进行治疗，在治疗前的摆位过程或者治疗过程中，通过拍摄得到的医学图像来对摆位过程进行校正，从而确保目标对象的治疗靶向检测点(该治疗靶向检测点也即为治疗过程的治疗等中心点)与治疗设备的等中心点在一个位置，确保实际治疗区域与计划治疗区域相一致，以克服因治疗摆位、肿瘤位置移动或其它原因所造成的误差，确保在精确治疗病变区域的同时，将其周围正常组织的损伤降到最低限度，全方位提高治疗效果。在本实施例中，均以图像引导放疗系统为例进行说明。
参见图1，该图像引导治疗系统包括治疗床110、影像设备120、治疗设备130以及第一测距设备140。
治疗床110用于支撑目标对象，并将目标对象定位在图像引导治疗系统中。在一实施例中，可以通过辅助固定机构将目标对象固定在治疗床110上，可以避免目标对象运动给治疗过程带来影响，确保治疗效果与预期相一致。通常目标对象在治疗床110上的摆位是可以根据治疗计划所确定的相关参数进行确定来实现的。但是由于摆位会存在偏差，或者病变区域自身的变化导致目标对象的治疗靶向检测点与治疗设备的等中心点存在偏差，从而需要对该治疗床的位置进行校正。
影像设备120用于获取目标对象位于拍摄位置时的医学图像。图1中的影像设备120和治疗设备130为剖视图，以便更为清楚直观的显示整个治疗床110在不同位置下的状态。图1中，治疗床110位于拍摄位置，从而使得影像设备120能够获取位于拍摄位置的目标对象的医学图像。影像设备120可以为CT(Computed Tomography，计算机断层成像)设备、MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)设备以及PET(Positron EmissionComputed Tomography，正电子发射型计算机断层扫描成像)设备等。影像设备120获取到的医学图像可以为拍摄时得到的二维图像，也可以是基于二维图像进行建模重建后的三维图像。在本实施例中，拍摄位置是指影像设备120的视场(Field of View，简称FOV)范围内对目标对象进行成像的位置。目标对象位于拍摄位置是指目标对象的目标区域位于影像设备120的视场范围内。例如，对于CT设备而言，拍摄位置可以指CT设备的旋转中心所在的与旋转轴线垂直的平面L1；目标对象位于拍摄位置是指目标对象位于平面L1。
治疗设备130用于对位于治疗位置的目标对象执行预设的治疗操作。治疗设备130可以为RT(Radiation Therapy，放射治疗)设备。如前所述，在最开始进行摆位时，可以根据治疗计划来确定目标对象在治疗床110上的摆位。在本实施例中，治疗床110位于治疗位置，或者说目标对象位于治疗位置均指目标对象的治疗靶向检测点位于治疗设备130的等中心所在的平面L2上，如图2所示。治疗设备130和影像设备120共轴设置。治疗设备130中设置有沿水平方向上延伸的通孔132。治疗床110能够穿过通孔132在拍摄位置和治疗位置之间移动。
第一测距设备140固定在治疗设备130的通孔132上。第一测距设备140被配置为在治疗床110位于拍摄位置时，位于治疗床110的下方(参见图1)，以实现对治疗床110在拍摄位置时的位置参数的测量。第一测距设备140可以对治疗床110上的某一个检测点的位置参数进行测量，也可以对多个检测点的位置参数进行测量。治疗床110上的检测点由第一测距设备140在治疗床110的下表面形成。在一实施例中，也可以在治疗床的下方设置有检测点标识，从而控制第一测距设备140仅对具有检测点标识的位置处的位置参数进行测量。
上述图像引导治疗系统，通过将第一测距设备140设置在治疗设备130的通孔132内，通过旋转治疗设备130可以调整第一测距设备140的位置使其位于治疗床110的下方，可以实现对治疗床110在影像设备120中的位置参数的测量，从而克服通过图像分析方法来得到治疗床110在影像设备120中的位置参数时的精度较差的问题，以实现精准治疗。并且，通过将第一测距设备140设置在治疗设备130上，并不会影响影像设备120的旋转扫描过程的正常进行。
在一实施例中，位置参数包括检测点的高度，从而根据该高度可以确定出该检测点对应的治疗床的下沉量。通常情况下，治疗床110相对于治疗设备130以及影像设备120的等中心点的高度以及下沉量更有意义，因此，第一测距设备140用于测量位于影像设备120的等中心点所在平面L1位置处的检测点的高度，从而根据治疗床110在未发生下沉时的高度(图1中虚线状态下的高度)即可确定出治疗床110在治疗位置下的下沉量。而治疗床110在未发生下沉时的高度可以根据最初的摆位直接确定。在一实施例中，可以通过标定的方法直接将第一测距设备140的测量结果标定为距离等中心点的距离，从而可以根据第一测距设备140的测量结果得到治疗床110的下沉量。在一实施例中，第一测距设备140包括一个测距仪，用于测量上述的下沉量。在另一实施例中，第一测距设备可以包括多个测距仪，多个测距仪之间的测量结果可以互相检验测量的准确性。
第一测距设备140可以为激光测距仪，超声测距仪或者是其他可以进行距离测量的传感器中的一种或者多种。在本实施例中，以第一测距设备140为激光测距仪为例进行说明。第一测距设备140位于治疗设备130的通孔132中，通过发射一定角度的激光即可实现对检测点的距离测量，然后根据二者的位置关系以及第一测距设备140当前的高度即可确定该检测点的高度。在得到检测点的高度后，再将治疗床110未发生下沉时的高度减去确定出来的该检测点的高度，即可确定出该检测点的下沉量。
在一实施例中，第一测距设备140在治疗床110上的检测点也可以为治疗床110上靠近影像设备120的等中心点所在平面L1上的任意点。通过对任意点的高度进行测量，确定出该点的下沉量，然后根据该任意点在治疗床110上的位置等即可确定出治疗床110的下沉角度，从而根据该下沉角度和下沉量得到其他位置的下沉量。在一实施例中，第一测距设备140是在影像设备120拍摄目标对象位于拍摄位置时的医学图像的过程中执行测量过程。在另一实施例中，第一测距设备140与影像设备120采集目标对象的医学图像的过程不同时进行。在一实施例中，可以测量多个不同断层图像对应的床板的位置参数，并将位置参数与影像设备120的不同断层图像进行关联，也可以利用第一测距设备140只测量治疗靶向检测点在等中心面上时床板的下沉量。
在一实施例中，第一测距设备140还用于对治疗床110的俯仰角度和摇摆角度进行测量确定。此时，第一测距设备110包括至少三个测距仪。至少三个测距仪可以对治疗床110上的至少三个检测点进行测量并确定出至少三个检测点的高度，然后根据确定出来的至少三个检测点的高度即可确定出来治疗床110的位置参数，如俯仰角度和摇摆角度等。可以理解，形成的至少三个的检测点是至少三个测距仪在治疗床110的下表面形成的至少三个不在同一直线上的检测点，以确定治疗床110所在的平面，进而得到相关的位置参数。更加具体的实现过程已经在本司提交的申请号为201811448985.9，申请名称为“病床的位置参数检测方法、位置校正方法、装置及系统”的申请文件中，故本处不做过多介绍。在其他的实施例中，也可以仅仅设置一个测距仪，测距仪具有多个发射方向，从而实现对多个检测点的测量。
在一实施例中，第一测距设备140设置在治疗设备130上靠近影像设备120的一端，如图1和图2所示。通过将第一测距设备140设置在靠近影像设备120的一端，可以降低第一测距设备140测量过程中的干扰因素，提高测量过程的准确性。
在一实施例中，第一测距设备140为激光测距仪。激光测距仪可以向指定方向或者多个方向发射激光束，从而根据接收到的反射波的信号确定测量的检测点与激光测距仪的距离，进而根据该距离以及激光束的发射和反射角度确定测量点的位置关系，进而确定出该检测点对应的高度进而确定出下沉量。激光测距仪可以根据反射角度或者利用接收发射光的TOF(飞行时间)信号来计算距离。在一实施例中，在治疗床110的下表面设置有测距标识(图中未示)。测距标识可以设置在目标位置处。
在一实施例中，治疗设备130是可转动的，也即治疗设备130上的器件的空间位置会随着治疗设备130的转动而发生改变。在一实施例中，治疗设备130还包括底座(图中未具体示出)。治疗设备130和影像设备120可以集成为一体，治疗设备130可转动地设置于底座上，影像设备120可转动地耦接于治疗设备130的侧面。第一测距设备140固定于治疗设备130的通孔132的内壁上，从而通过治疗设备130的转动调整第一测距设备140的位置。通过治疗设备130的转动将第一测距设备140调整至床板的下方。
在一实施例中，治疗设备130包括机架134、固定于机架134上的治疗组件136和电子射野影像装置(EPID)。通常治疗组件136也可以称之为治疗头。治疗组件136用于执行治疗操作。机架134则主要用于固定治疗组件136。通孔132则设置在机架134上。治疗组件136与EPID相对设置于所述通孔132的两侧，EPID用于接受所述治疗组件136发出的辐射。因此，当治疗组件136位于治疗床110的正上方时，EPID对应位于所述治疗床110的正下方。当需要对目标对象进行成像扫描时，需要将治疗床110往影像设备120所在的方向移动，因此治疗床110和EPID有碰撞的风险。优选的，在需要利用影像设备120进行成像扫描时，需要将治疗设备130旋转一定角度，从而为治疗床110形成避让空间，避免发生碰撞。在满足上述条件下，可以将所述第一测距设备140与EPID、治疗组件136分别设置在所述通孔132的不同圆周位置。例如，从通孔132的中心轴X来看(参见图2)，治疗组件136的中心至中心轴X的垂直连线与第一测距设备140至中心轴X的垂直连线不平行，也即治疗组件136的射束轴与第一测距设备140至中心轴X的垂直连线不平行，从而不仅可以通过旋转治疗设备130避免治疗床110与EPID之间发生碰撞，同时可以保证第一测距设备140位于床板114的下方以测量下沉量。可选的，射束轴与第一测距设备140与中心轴X的垂直连线之间的夹角a为45度～135度。在一实施例中，连线之间的夹角a为90度，如图3所示。在图3中，由于是沿中心轴X的方向得到的示意图，因此中心轴X在图中呈现的仅仅是位于通孔132的中心的一个点。
当治疗设备130处于治疗状态时，治疗组件136会随机架134绕着通孔132，或者治疗组件136绕着机架134旋转。当需要将治疗床110移动至拍摄位置时，控制治疗设备130转动，以使得第一测距设备140位于治疗床110的下方，如图1和4所示。图4是沿通孔132的中心轴方向看过去的示意图。在图4中，由于是沿中心轴X的方向得到的示意图，因此中心轴X在图中呈现的仅仅是位于通孔132的中心的一个点。在控制治疗设备130转动的过程中，治疗组件136等部件同样会发生转动，转动至治疗床110的两侧，从而不会影响或者阻碍治疗床110向影像设备120移动。可以理解，在其他的实施例中，从通孔132的中心轴方向看，治疗组件136的射束轴(也即其中心至中心轴的连线)与第一测距设备140至中心轴的连线之间的夹角a也可以为60度～120度。在本实施例中，从通孔132的中心轴方向看，治疗组件136的射束轴与第一测距设备140至中心轴的连线之间的夹角a为90度，也即第一测距设备140相对于治疗组件136垂直设置，从而确保在治疗设备130旋转90度后，第一测距设备140可以位于治疗床110的正下方，以对治疗床110位于拍摄位置时的位置参数进行测量，如图1和图4所示。
在一实施例中，上述图像引导治疗系统还包括第二测距设备150，如图2所示。第二测距设备150被配置为在治疗床110位于治疗位置时，位于治疗床110下方，以实现对治疗床110在治疗位置下的位置参数的测量。在本实施例中，治疗床110在治疗位置下的位置参数为治疗床110位于治疗设备130的等中心点所在平面L2的位置处的状态参数。在一实施例中，第二测距设备150和第一测距设备140均为激光测距仪。第二测距设备150可以固定在地面或者其他物体上，只需要确保治疗床110位于治疗位置时，第二测距设备150位于治疗床110的下方即可。在一实施例中，第二测距设备150固定在治疗设备130的底座上，如图2所示。此时，机架134可转动地支撑于底座上，也即支架134相对底座是可转动的，第二测距设备150则不会跟随机架134的转动而转动。其中，第二测距设备150设置在治疗设备130上靠近治疗床110也即远离影像设备120的一端。在本实施例中，第二测距设备150设置在底座上，治疗组件在治疗位置时，第二测距设备150位于治疗床110的下方。当第二测距设备150设置在其他位置时，需要确保第二测距设备150不在治疗设备130的辐射范围内，避免其辐射过程会导致第二测距设备150的损坏。
在一实施例中，第二测距设备150可以为1个测距仪，也可以为多个测距仪。例如第二测距设备为3个测距仪，从而不仅可以测量床板下沉量，也可以测量床板的摇摆和俯仰角度，具体测量方法可以参考专利申请201811448985.9(病床的位置参数检测方法、位置校正方法、装置及系统)，从而使得在对治疗床110的位置进行校正时，除了对高度进行校正外，还可以对治疗床110的摇摆以及俯仰角度进行校正。
在一实施例中，治疗床110包括基座112和相对于基座112可以移动的床板114，如图1和图2所示。治疗床110用于将目标对象移入或者移出通孔132，从而实现在治疗位置和拍摄位置之间的移动。在一实施例中，基座112的高度是可调的，以使得床板114的高度可调。因此，通过调节基座112的高度，可以实现对摆位的校正。基座112中可以设置有高度调节机构。在本实施例中，治疗床110的基座112可移动，且基座112在拍摄位置时相对于治疗位置时更靠近机架134。也即治疗床110在两个位置之间进行移动时，基座112的位置发生移动，从而确保延伸出去的床板114不会过长，不会产生太大的下沉量影响整个系统的稳定性，进而提升整个系统的可靠性。
通过上述图像引导治疗系统可以实现治疗床110在拍摄位置和治疗位置时的位置参数的测量，从而得到两个位置下的相对位置关系，进而可以利用该相对位置关系来对后续操作进行相应的校正，比如对摆位进行校正等。
图5为一种对前述任一实施例中的图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法的流程图。参见图5，该方法包括以下步骤：
步骤S210，接收治疗床在治疗位置时的位置参数。
在一实施例中，治疗床110在治疗位置时的位置参数可以借由独立的测距设备进行测量得到后输出给系统。在本实施例中，通过第二测距设备150进行测量得到该位置参数。该位置参数可以为高度，或者下沉量。在其他的实施例中，该位置参数还可以包括俯仰角度和摇摆角度中的至少一个。
步骤S220，控制治疗床由治疗位置穿过通孔移动至拍摄位置。
治疗床110的移动可以由人力进行驱动，也可以由电机等设备进行驱动。治疗床110由治疗位置移动至拍摄位置的过程中，治疗床110中的床板114会穿过通孔132以移动至拍摄位置。因此床板114相对于基座112的位置可以根据拍摄位置的需求进行移动，以使得治疗靶向位置点(也即治疗等中心点)位于影像设备120的拍摄视野范围内。
在一实施例中，在移动治疗床110的过程中，由于治疗设备130中通常还设置有电子射野影像系统(EPID)。EPID和治疗组件136相对设置且位于通孔132的两侧。为避免其对治疗床110的移动产生影响和碰撞，需要将治疗设备130相对于影像设备120转动预设角度，比如转动90度，从而使得EPID和治疗组件136分别位于治疗床110的左右两侧，不会对其移动过程产生干扰。因此，在移动过程中，需要先将治疗设备110转动一定角度，然后再执行步骤S120。在本实施例中，第一测距设备140在治疗设备130发生转动后，位于治疗床110的下方。当治疗设备130中仅仅存在位于治疗床110上方的治疗组件136时，则不需要对治疗设备130执行转动操作。
步骤S230，控制影像设备拍摄目标对象位于拍摄位置时的医学图像。
步骤S240，控制第一测距设备测量治疗床在拍摄位置时的位置参数。
在一实施例中，步骤S240是在步骤S230的执行过程中所执行，也即医学图像的拍摄过程和治疗床110在拍摄位置时的位置参数的测量是同时进行的，从而确保测量得到的位置参数是对应于拍摄医学图像时的位置参数，确保测量的精准度。在一实施例中，步骤S240与步骤S230不同时进行。在本实施例中，位置参数为检测点的下沉量。由于在医学图像的拍摄过程中，治疗床110的下沉量是缓慢变化的。因此，在一实施例中，可以多次测量医学图像拍摄过程中的下沉量，从而得到不同床板位置对应的下沉量。例如对于CT图像而言，可以得到不同断层图像对应的下沉量，在下述的图像配准的过程中，可以考虑不同断层图像对应的下沉量进行修正。在一实施例中，只需要测量治疗靶向检测点位于拍摄位置时的下沉量。
在其它实施例中，不仅可以测量下沉量，还可以测量床板的俯仰和摇摆角度。
步骤S250，根据治疗床在治疗位置和拍摄位置的位置参数确定相对位置关系。
以治疗床110在两个位置的下沉量为例，治疗床110在两个位置之间的下沉量之差为相对下沉量。在一实施例中，步骤S210并不一定必须在步骤S220之前执行，其在步骤S250前执行完毕即可。
步骤S260，将医学图像与治疗计划图像进行配准，得到治疗床的初始修正量。
医学图像与治疗计划图像之间的配准过程可以采用本领域常用的配准技术进行。通过配准可以确定出治疗床110的初始修正量。该初始修正量可以为高度上的修正量，也可以为俯仰角度或者摇摆角度上的修正量。在本实施例中，初始修正量为高度上的修正量。
步骤S270，利用相对位置关系对初始修正量进行校正得到位置校正量。
由于治疗床110在两个位置之间存在下沉偏差，因此需要对配准得到的初始修正量进行校正得到最终的位置校正量。比如，配准过程中确定出来的高度偏差为5毫米，实际治疗床110在两个位置下具有3个毫米的相对下沉量，此时高度方向上的位置校正量为2个毫米。
在一实施例中，还可以对俯仰角度和摇摆角度进行校正。
在一实施例中，上述方法还包括步骤S280。
步骤S280，根据位置校正量对治疗床的位置进行校正。
通过确定的位置校正量来对位置进行校正可以精准控制摆位，确保治疗过程的精准度。
在一实施例中，在整个治疗过程中，均会对治疗床110的位置参数进行实时监测，比如治疗床110的下沉量进行实时监测。在监测过程中，当治疗床110的下沉量的波动超过预设幅值时，发出病人运动的提示。也即，当下沉量的波动超过预设幅值时，可以判断出来病人存在运动，从而发出相应提示，以避免病人运动对治疗产生影响，防止治疗风险。预设幅值可以根据经验或者通过模拟得到。
图6为一实施例中的对图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的装置的结构框图。该位置校正装置600包括位置参数接收模块610、位置移动控制模块620、图像获取控制模块630、位置参数测量模块640、相对位置确定模块650、图像配准模块660和校正量确定模块670。
位置参数接收模块610用于接收治疗床在治疗位置时的位置参数。位置移动控制模块620用于控制治疗床由治疗位置穿过通孔移动至拍摄位置。图像获取控制模块630用于控制影像设备拍摄目标对象位于拍摄位置时的医学图像。位置参数测量模块640用于控制第一测距设备测量治疗床在拍摄位置时的位置参数。相对位置确定模块650用于根据治疗床在拍摄位置和治疗位置的位置参数确定二者的相对位置关系。图像配准模块660用于将医学图像与治疗计划图像进行配准得到治疗床的初始修正量。校正量确定模块670用于利用相对位置关系对初始修正量进行校正得到位置校正量。
在一实施例中，上述位置校正装置600还包括执行模块680。执行模块680用于根据位置校正量对治疗床的位置进行校正。
在一实施例中，上述位置校正装置600还包括监测模块和报警模块。监测模块用于对治疗床的位置参数进行实时监测，并在治疗床的位置参数出现波动且波动超过预设幅值时，由报警模块发出报警提示。
上述图5和图6的实施例的细节内容可以参考图1-图4的描述。
上述对图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法和装置可以完全通过计算机设备或者服务器等来实现，以实现整个校正过程的自动化。图7为一实施例中的计算机设备的结构示意图。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现前述任一实施例中的对图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法的步骤。本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (17)
1.一种图像引导治疗系统，其特征在于，包括：
治疗床，用于承载目标对象并将所述目标对象定位至所述图像引导治疗系统中；
影像设备，用于获取所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
治疗设备，用于对位于治疗位置的所述目标对象执行预设的操作；所述治疗设备上设置有沿水平方向延伸的通孔；所述治疗床能够穿过所述通孔在所述拍摄位置和所述治疗位置之间移动；以及
第一测距设备，固定于所述治疗设备的通孔中；所述第一测距设备被配置为在所述治疗床位于所述拍摄位置时，位于所述治疗床下方以实现对所述治疗床在拍摄位置时的位置参数的测量。
2.根据权利要求1所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述第一测距设备设置于所述治疗设备上靠近所述影像设备的一端。
3.根据权利要求1或2所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述治疗设备是可转动的，以调整所述第一测距设备的位置使得所述第一测距设备位于所述治疗床下方。
4.根据权利要求3所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述治疗设备包括机架以及固定于所述机架上的治疗组件；所述通孔开设于所述机架上；沿所述通孔的中心轴方向看，所述治疗组件的射束轴与所述第一测距设备至所述中心轴的连线不平行。
5.根据权利要求4所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述治疗设备还包括与所述治疗组件相对设置的电子射野影像装置；所述治疗组件的射束轴与所述第一测距设备至所述中心轴的连线之间的夹角为45度～135度。
6.根据权利要求4所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述位置参数包括所述治疗床在目标检测点的高度；所述第一测距设备用于测量并确定所述检测点的高度。
7.根据权利要求6所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述位置参数还包括俯仰角度和摇摆角度中至少一个；所述第一测距设备包括至少三个测距仪；所述至少三个测距仪用于分别测量并确定所述治疗床上至少三个检测点的高度；所述至少三个检测点为所述至少三个测距仪在所述治疗床的下表面形成的至少有三个不在同一直线上的检测点。
8.根据权利要求4所述的图像引导治疗系统，其特征在于，还包括第二测距设备；所述第二测距设备被配置为在所述治疗床位于所述治疗位置时，位于所述治疗床下方以实现对所述治疗床在治疗位置的位置参数的测量。
9.根据权利要求8所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述第二测距设备设置在所述治疗床下方且位于所述治疗设备的辐射区域之外。
10.根据权利要求8所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述治疗设备还包括底座，所述机架可转动地支撑于所述底座，所述第二测距设备设在所述底座上。
11.根据权利要求4所述的图像引导治疗系统，其特征在于，所述治疗床的基座可移动，且所述基座在拍摄位置时相比在治疗位置时更靠近所述机架。
12.一种对权利要求1～11任一所述的图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的方法，包括：
接收所述治疗床在治疗位置时的位置参数；
控制所述治疗床由所述治疗位置穿过所述通孔移动至所述拍摄位置；
控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数；
根据所述治疗床在拍摄位置和治疗位置的位置参数确定二者的相对位置关系；
将所述医学图像与治疗计划图像进行配准，得到所述治疗床的初始修正量；以及
利用所述相对位置关系对所述初始修正量进行校正得到位置校正量。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述位置校正量对所述治疗床的位置进行校正。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数的步骤，是在控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像的过程中执行。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
对所述治疗床的位置参数进行实时监测；以及
在所述治疗床的位置参数出现波动且波动超过预设幅值时，发出提示。
16.一种对权利要求1～11任一所述的图像引导治疗系统的治疗床的位置进行校正的装置，其特征在于，包括：
位置参数接收模块，用于接收所述治疗床在治疗位置时的位置参数；
位置移动控制模块，用于控制所述治疗床由所述治疗位置穿过所述通孔移动至所述拍摄位置；
图像获取控制模块，用于控制所述影像设备拍摄所述目标对象位于拍摄位置时的医学图像；
位置参数测量模块，用于控制所述第一测距设备测量所述治疗床在拍摄位置时的位置参数；
相对位置确定模块，用于根据所述治疗床在拍摄位置和治疗位置的位置参数确定二者的相对位置关系；
图像配准模块，用于将所述医学图像与治疗计划图像进行配准，得到所述治疗床的初始修正量；以及
校正量确定模块，用于利用所述相对位置关系对所述初始修正量进行校正得到位置校正量。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括执行模块，所述执行模块用于根据所述位置校正量对所述治疗床的位置进行校正。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910073402.7A CN109692405B (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910073402.7A CN109692405B (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109692405A true CN109692405A (zh) | 2019-04-30 |
| CN109692405B CN109692405B (zh) | 2022-03-01 |
Family
ID=66234359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910073402.7A Active CN109692405B (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109692405B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111420304A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-07-17 | 苏州雷泰医疗科技有限公司 | 一种加速器治疗床的床面水平校正装置及校正方法 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080289106A1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Lukas Beyer | Automatically correcting the position of a patient support for a targeted irradiation of a patient |
| CN101537230A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 西安一体医疗科技股份有限公司 | 一种放射治疗定位方法和装置 |
| CN101721222A (zh) * | 2009-09-16 | 2010-06-09 | 戴建荣 | 一种修正床板和摆位辅助装置对图像质量影响的方法 |
| JP2014000330A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Toshiba Corp | 画像診断装置及びその制御方法 |
| CN104056367A (zh) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 上海联影医疗科技有限公司 | 放射治疗设备 |
| CN104117156A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 上海联影医疗科技有限公司 | 放射治疗设备 |
| CN106175810A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种成像装置及方法、pet/ct成像装置 |
| CN106798567A (zh) * | 2015-12-02 | 2017-06-06 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种rt-ct集成设备 |
| CN106924886A (zh) * | 2016-01-06 | 2017-07-07 | 上海联影医疗科技有限公司 | 矫正病床下沉量的方法及装置 |
| CN107296609A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种医学成像扫描定位方法、系统及计算机可读存储介质 |
| CN109171793A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-11 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种角度检测和校正方法、装置、设备和介质 |
-
2019
- 2019-01-25 CN CN201910073402.7A patent/CN109692405B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080289106A1 (en) * | 2007-05-23 | 2008-11-27 | Lukas Beyer | Automatically correcting the position of a patient support for a targeted irradiation of a patient |
| CN101537230A (zh) * | 2008-03-17 | 2009-09-23 | 西安一体医疗科技股份有限公司 | 一种放射治疗定位方法和装置 |
| CN101721222A (zh) * | 2009-09-16 | 2010-06-09 | 戴建荣 | 一种修正床板和摆位辅助装置对图像质量影响的方法 |
| JP2014000330A (ja) * | 2012-06-20 | 2014-01-09 | Toshiba Corp | 画像診断装置及びその制御方法 |
| CN104056367A (zh) * | 2013-03-19 | 2014-09-24 | 上海联影医疗科技有限公司 | 放射治疗设备 |
| CN104117156A (zh) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 上海联影医疗科技有限公司 | 放射治疗设备 |
| CN106798567A (zh) * | 2015-12-02 | 2017-06-06 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种rt-ct集成设备 |
| CN106924886A (zh) * | 2016-01-06 | 2017-07-07 | 上海联影医疗科技有限公司 | 矫正病床下沉量的方法及装置 |
| CN106175810A (zh) * | 2016-06-30 | 2016-12-07 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种成像装置及方法、pet/ct成像装置 |
| CN107296609A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-10-27 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种医学成像扫描定位方法、系统及计算机可读存储介质 |
| CN109171793A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-11 | 上海联影医疗科技有限公司 | 一种角度检测和校正方法、装置、设备和介质 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111420304A (zh) * | 2020-03-10 | 2020-07-17 | 苏州雷泰医疗科技有限公司 | 一种加速器治疗床的床面水平校正装置及校正方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109692405B (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230330438A1 (en) | Method of calibration of a stereoscopic camera system for use with a radio therapy treatment apparatus | |
| EP3630284B1 (en) | Radiation based treatment beam position calibration and verification | |
| US12005273B2 (en) | Calibration method, device and storage medium of radiotherapy equipment | |
| US10039519B2 (en) | Radiotherapy beam alignment with fiducial phantom imaging | |
| US20090238338A1 (en) | Radiotherapeutic apparatus | |
| US20080043237A1 (en) | Automatic laser alignment system | |
| EP3446633B1 (en) | Adaptive radiotherapy treatment using ultrasound | |
| US8471222B2 (en) | Radiotherapy apparatus control method and radiotherapy apparatus control apparatus | |
| US20130121457A1 (en) | Patient Positioning System | |
| CN105413067A (zh) | 放疗期间的射野成像 | |
| CN111035861A (zh) | 放射治疗系统和操作方法 | |
| US20150343239A1 (en) | Quality-control jig for use with radiotherapy apparatus | |
| US20140050306A1 (en) | Method for quickly and precisely calibrating medical imaging component after position change | |
| CN109806508B (zh) | 用于检查放射治疗系统部件的对准的方法和系统 | |
| CN109692405A (zh) | 图像引导治疗系统及对其治疗床的位置进行校正的方法和装置 | |
| Fielding et al. | Preliminary study of the Intel RealSense D415 camera for monitoring respiratory like motion of an irregular surface | |
| US20210316156A1 (en) | Positioning method realized by computer, and radiotherapy system | |
| US20220331608A1 (en) | X-ray transmission image analysis for the evaluation of linac isocenter quality | |
| US20240173573A1 (en) | Method of identifying an isocenter | |
| US20240054646A1 (en) | Methods, systems and computer readable mediums for light field verification on a patient surface | |
| Selby et al. | Geometry calibration for x-ray equipment in radiation treatment devices and estimation of remaining patient alignment errors | |
| CN117919610A (zh) | 用于放疗的光学表面跟踪摄像机布置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258 Applicant after: Shanghai Lianying Medical Technology Co., Ltd Address before: 201807 Shanghai City, north of the city of Jiading District Road No. 2258 Applicant before: SHANGHAI UNITED IMAGING HEALTHCARE Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |