CN110180093A - 一种基于x线图像引导的远程智能校准激光定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统,包括激光定位灯、定位模体、放疗设备、计算分析模块、步进电机；所述激光定位灯为三组，三组激光定位灯分别位于定位模体的左右两侧和顶侧；所述定位模体内部设有数个不共面的金属小球；所述放疗设备的放疗床上放置定位模体，放疗设备上的X光拍摄装置拍摄定位模体在放疗床不同位置的X线图像传给计算分析模块；所述计算分析模块用于根据放疗设备拍摄的X线图像进行计算分析得出三组激光定位灯的偏移值，并使用相应的偏移值控制步进电机对激光定位灯进行校准。可精准快速的完成激光定位灯的校准，节约时间。

Description

一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统

技术领域

本发明涉及放疗设备领域，尤其涉及放疗设备激光灯定位技术领域的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统。

背景技术

随着精准医疗的发展，放射治疗的定位准确性越来越重要，其中激光灯的一致性占据十分重要的地位，但目前激光灯的校正方法还是传统的利用人眼或者刻度标尺的方法，不够准确。而且发现偏移后的调节主要靠手旋转机械旋钮调整，准确性差且耗时。

医学影像引导的放射治疗是一种四维的放射治疗技术，其应用的医学影像引导系统为放射治疗的精确性提供了保障，即在每次治疗或治疗期间利用加速器上的匹配的X线成像系统、电子射野影像系统(EPID)、锥形束CT(CBCT)与原始定位影像进行对比，从而验证引导放射治疗的实施。

激光定位仪是用作放射治疗机等中心显示的光学仪器，是放射治疗质量保证的重要设备。采用了优质的激光器和全金属外壳结构，体积小外形美观，便于调节，是放射治疗机的优质配套设备。激光定位仪采用长寿命、高可靠性的进口半导体激光管作为光源，激光定位仪的使用寿命高达5000小时。激光管发出的点光源，通过一套精密光学器件形成激光线，该激光线具有亮度高，宽度小，无弯曲，无虚光等特点。为方便用户使用，通过一套精密机械装置可进行水平、垂直方向的调整。激光定位仪通常由三组激光定位灯组成，机架正前方的顶部激光定位灯发射的激光线主要用于校正人体纵轴，通过它与人体正中线间的关系，判断人体是否躺直；机架两侧墙壁上各有一组分别射出横轴线和纵轴线的双线激光定位灯，纵轴线可以校正人体横断面是否在同一平面，横轴线可以校正人体冠状面是否在同一平面上，纵、横两轴线相交成十字线。激光定位灯在使用过程中会受到环境、温差等因素的影响产生偏移，每隔一段时间就需要经常调整，将三组激光定位灯重新校准使其相交于一点。左右两侧激光定位灯射出的横轴线和纵轴线一般只会在其垂直方向进行偏移，调整时横轴线方向进行上下的调节，纵轴线进行左右的调节；顶部的激光定位灯射出的纵向激光线与两侧激光定位灯进行相同方式的调节。

但是现有激光灯调整主要是通过人眼观察后手动上下左右调节激光灯位置，具有精度低，效率低的缺点，需要多次反复调整才能校正位置。且由于是人眼观察手动调节，存在不可避免的误差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，而提供精度高、调整速度快的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统。

本发明是通过如下方式实现的，一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统,包括激光定位灯、定位模体、放疗设备、计算分析模块、步进电机；所述激光定位灯为三组，三组激光定位灯分别位于定位模体的左右两侧和顶侧；所述定位模体内部设有数个不共面的金属小球；所述放疗设备的放疗床上放置定位模体，放疗设备上的X光拍摄装置拍摄定位模体在放疗床不同位置的X线图像传给计算分析模块；所述计算分析模块用于根据放疗设备拍摄的X线图像进行计算分析得出三组激光定位灯的偏移值，并使用相应的偏移值控制步进电机对激光定位灯进行校准。

进一步的，所述定位模体上的三个面与三个激光定位灯相对应，所述三个面上均设有十字线；当三组激光定位灯的激光线与定位模体对应表面的十字线全部重合时，三组激光定位灯相交于一点。

进一步的，所述定位模体内设有三颗不共面的金属小球。

进一步的，所述定位模体为正立方体。

进一步的，一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统的校准激光定位方法，其特征在于，该方法步骤具体包括：

步骤一、手动调整三组激光定位灯的激光线相交于一点。

步骤二、将定位模体置于放疗床上，使三组激光定位灯的激光线与定位模体对应表面的十字线全部重合。

步骤三、利用放疗设备上的X光拍摄装置拍摄步骤二中定位模体此时位置的X线图像，并记录为基准对比图用于激光灯的校准。

步骤四、当激光定位灯经过一段时间需要进行校准时，将定位模体置于放疗床上；使激光灯的激光线分别照射在定位模体的对应表面，平移定位模体使左侧激光定位灯的激光线与定位模体左侧表面的十字线重合后，开启X光拍摄装置拍摄定位模体此时位置的X线图像并与基准对比图进行对比获得左侧激光定位灯的偏移值，计算分析模块根据偏移值计算后控制步进电机对左侧激光定位灯进行校准；按照上述方式移动定位模体分别校准右侧激光定位灯和顶侧激光定位灯，完成三组激光定位灯的校准使其相交于一点。

本发明的有益效果在于：通过定位模体与放疗设备上的X光拍摄装置配合，进行精准快速的完成激光定位灯的校准工作。利用了放疗设备原有的X光拍摄装置进行引导激光定位灯的校准，降低了成本，可以适用于市面上绝大多数的放疗设备，避免人工校准时凭借个人经验和技术导致的不可靠的问题，还能节省人员大量时间，使激光定位系统的精确性大幅提升，进而使得对放疗设备的使用更加精确。

附图说明

图1本发明基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统的一个实施方式的示意图；

图2本发明左侧激光定位灯校准定位示意图；

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

现结合附图，详述本发明具体实施方式：

实施例一：

如图1-2所示，一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统,包括激光定位灯、定位模体4、放疗设备1、计算分析模块、步进电机；所述激光定位灯为三组，三组激光定位灯分别位于定位模体4的左右两侧和顶侧；所述定位模体4内部设有3个不共面的金属小球41；所述放疗设备1的治疗床3上放置定位模体4，放疗设备1上的X光拍摄装置2拍摄定位模体4在治疗床3不同位置的X线图像传给计算分析模块；所述计算分析模块用于根据放疗设备1拍摄的X线图像进行计算分析得出三组激光定位灯的偏移值，并使用相应的偏移值控制步进电机对激光定位灯进行校准。

进一步的，所述定位模体4上的三个面与三个激光定位灯相对应，所述三个面上均设有十字线；当三组激光定位灯的激光线与定位模体4对应表面的十字线全部重合时，三组激光定位灯相交于一点。

进一步的，一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统的校准激光定位方法，其特征在于，该方法步骤具体包括：

步骤一、手动调整三组激光定位灯的激光线相交于一点。

步骤二、将定位模体4置于治疗床3上，使三组激光定位灯的激光线与定位模体4对应表面的十字线全部重合。

步骤三、利用放疗设备1上的X光拍摄装置2拍摄步骤二中定位模体4此时位置的X线图像，并记录为基准对比图用于激光灯的校准。

步骤四、当激光定位灯经过一段时间需要进行校准时，将定位模体4置于治疗床3上；使激光灯的激光线分别照射在定位模体的对应表面，平移定位模体4使左侧激光定位灯51的激光线与定位模体左侧表面的十字线重合后，开启X光拍摄装置2拍摄定位模体4此时位置的X线图像并与基准对比图进行对比获得左侧激光定位灯51的偏移值Δx1与Δz1，计算分析模块根据偏移值Δx1与Δz1计算后控制步进电机对左侧激光定位灯51进行校准；

再次平移定位模体4使右侧激光定位灯52的激光线与定位模体右侧表面的十字线重合后，开启X光拍摄装置2拍摄定位模体4此时位置的X线图像并与基准对比图进行对比获得右侧激光定位灯52的偏移值Δx2与Δz2，计算分析模块根据偏移值Δx2与Δz2计算后控制步进电机对右侧激光定位灯52进行校准；

最后平移定位模体4使顶侧激光定位灯53的激光线与定位模体4顶侧表面的十字线的纵轴线重合后，开启X光拍摄装置2拍摄定位模体4此时位置的X线图像并与基准对比图进行对比获得顶侧激光定位灯53的偏移值Δx3，计算分析模块根据偏移值Δx3计算后控制步进电机对顶侧激光定位灯53进行校准；由于顶侧激光定位灯53射出的激光线只有纵向激光线，定位时只需保证激光线与定位模体4顶侧表面的十字线的纵轴线重合即可。

本发明基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统前期只需要手动校准一次激光定位灯获取基准对比图，后期即可快速完成激光定位灯的校准，避免人工校准时凭借个人经验和技术导致的不可靠的问题，还能节省人员大量时间，使激光定位系统的精确性大幅提升，进而使得对放疗设备的使用更加精确。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统,其特征在于，包括激光定位灯、定位模体、放疗设备、计算分析模块、步进电机；所述激光定位灯为三组，三组激光定位灯分别位于定位模体的左右两侧和顶侧；所述定位模体内部设有数个不共面的金属小球；所述放疗设备的放疗床上放置定位模体，放疗设备上的X光拍摄装置拍摄定位模体在放疗床不同位置的X线图像传给计算分析模块；所述计算分析模块用于根据放疗设备拍摄的X线图像进行计算分析得出三组激光定位灯的偏移值，并使用相应的偏移值控制步进电机对激光定位灯进行校准。

2.根据权利要求1所述的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统，其特征在于：所述定位模体上的三个面与三个激光定位灯相对应，所述三个面上均设有十字线；当三组激光定位灯的激光线与定位模体对应表面的十字线全部重合时，三组激光定位灯相交于一点。

3.根据权利要求1所述的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统，其特征在于：所述定位模体内设有三颗不共面的金属小球。

4.根据权利要求1所述的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统，其特征在于：所述定位模体为正立方体。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种基于X线图像引导的远程智能校准激光定位系统的校准激光定位方法，其特征在于，该方法步骤具体包括：

步骤一、手动调整三组激光定位灯的激光线相交于一点；

步骤二、将定位模体置于放疗床上，使三组激光定位灯的激光线与定位模体对应表面的十字线全部重合；

步骤三、利用放疗设备上的X光拍摄装置拍摄步骤二中定位模体此时位置的X线图像，并记录为基准对比图用于激光灯的校准；

步骤四、当激光定位灯经过一段时间需要进行校准时，将定位模体置于放疗床上；使激光灯的激光线分别照射在定位模体的对应表面，平移定位模体使左侧激光定位灯的激光线与定位模体左侧表面的十字线重合后，开启X光拍摄装置拍摄定位模体此时位置的X线图像并与基准对比图进行对比获得左侧激光定位灯的偏移值，计算分析模块根据偏移值计算后控制步进电机对左侧激光定位灯进行校准；按照上述方式平移定位模体分别校准右侧激光定位灯和顶侧激光定位灯，完成三组激光定位灯的校准使其相交于一点。