CN110613899A - 用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统及方法。本发明包括平移导轨、旋转装置、升降装置、检查床、成像配准标记和工作站；本发明能够避免患者在转换反/放射治疗和医学成像设备过程中的挪位/体位改变，一方面为患者带来便利，另一方面能够让不同设备的位置布置更为方便，提高设备利用率；本发明实现多种不同医学诊疗设备的图像信息精准融合，达到同机的融合精度；通过在检查床上标定刻度，实现放疗设备的治疗区域和成像设备的成像区域的严格匹配；本发明能够做平移运动，方便不同设备的布置，防止相互干扰；并且能够旋转，应用于不同设备；多层床板机构完全收缩后，长度最短，方便在狭小场地内做平移和旋转运动。

Description

用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统及方法

技术领域

本发明涉及医学成像和治疗领域，具体涉及一种可通用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统及其控制方法。

背景技术

患者在采用大型放疗设备，如质子治疗设备、重离子治疗设备和伽马刀等，在放射治疗治疗前与治疗后，需要通过医学成像设备，如正电子发射型计算机断层显像PET或电子计算机断层扫描CT以及放疗设备自带的成像系统，对治疗部位进行精确定位，以便对治疗效果进行规划与检测，这个过程需要患者在不同设备上进行连续治疗和检查，在当前现有设备条件下，需要使用不同的检查床，患者位置也会发生变化，这就会产生不同设备图像难以匹配融合的问题，不利于对放疗计划与成效进行评估。同时，在患者自身也可能存在移动不便、身上有固定医学装置(如输液架)或者前后治疗和检查要求较短时间间隔的情况，更换检查床会带来较多的不便和危险，以至于无法达到预期效果。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提出了一种用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统及其控制方法，可平移旋转的放射治疗和医学成像用途的检查床，使得多个设备能够共用一台检查床，方便使用不同设备进行连续检查或治疗，能够实现不同设备图像的高精度配准融合，有助于提高治疗效率和精度。

本发明的一个目的在于提出一种同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统。

本发明的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统包括：平移导轨、旋转装置、升降装置、检查床、成像配准标记和工作站；其中，在地面上位于放射治疗设备与医学成像设备之间设置平移导轨；旋转装置设置在平移导轨上，能够沿平移导轨水平移动；在旋转装置上设置升降装置，旋转装置能够带动升降装置沿竖直方向旋转，升降装置能够沿竖直方向做升降运动；在升降装置的顶端设置水平的检查床；旋转装置、升降装置和检查床分别通过各自的电机和驱动器连接至工作站；检查床包括多层床板机构、防脱导轨和传动装置，多层床板机构上下叠放，相邻的两层床板机构之间设置防脱导轨和传动装置，在长度方向，上层床板机构能够沿下层床板机构的表面平移；在最上层的床板机构上设置有成像配准标记；检查床的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床长度最短，待检样品位于检查床上；工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动至放射治疗设备或医学成像设备前，控制旋转装置将检查床与放射治疗设备或医学成像设备的轴线平行，控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于放射治疗设备或医学成像设备的轴线上；控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于放射治疗设备或医学成像设备中，采集图像并传输至工作站并保存，完成治疗或成像后，依次收回各层床板机构，通过升降装置降低检查床的高度，并沿着平移导轨移动至下一个医学成像设备或放射治疗设备；控制旋转装置将检查床与医学成像设备或放射治疗设备的轴线平行，控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于医学成像设备或放射治疗设备的轴线上；控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于医学成像设备或放射治疗设备中，采集图像并传输至工作站并保存；在转运过程中，待检样品位于检查床上保持不动，对待检样品实现保态转运；根据采集图像中位于检查床上的成像配准标记，将放射治疗设备与医学成像设备中的图像进行配准，实现不同设备的图像配准与融合。

放射治疗设备为外照射治疗机、内照射治疗机或立体定向放射治疗装置。医学成像设备为正电子发射型计算机断层显像PET、电子计算机断层扫描CT或者放疗设备自带的成像系统。

在相邻的两层床板机构之间安装防脱导轨，使得上层伸出床能够沿下层伸出床的表面平移，并且不发生倾覆。

传动装置包括但不限于：电机和丝杠；电机的输出轴通过联轴器连接至丝杠；丝杠的底座安装在下层床板机构的上表面，丝杠的螺帽固定在上层床板机构的下表面，由电机带动丝杠转动，实现上层床板机构沿下层床板机构的表面伸长或收缩。

成像配准标记采用刻度和/或成像标记物。对应不同成像模态下，采用相应的成像标记物。

检查床运动控制：检查床的运动状态由工作站进行控制，并且通过开放的检查床控制软件接口，能够与各类放疗和成像设备共享检查床控制，方便在不同设备上控制检查床的运动。

本发明的另一个目的在于提供一种同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的控制方法。

本发明的用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的控制方法，包括以下步骤：

1)检查床的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床长度最短，待检样品位于检查床上；

2)工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动至放射治疗设备或医学成像设备前；

3)工作站控制旋转装置旋转，将检查床与放射治疗设备或医学成像设备的轴线平行；

4)控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于放射治疗设备或医学成像设备的轴线上；

5)工作站控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于放射治疗设备或医学成像中，采集图像并传输至工作站并保存；

6)完成治疗或成像后，依次收回各层床板机构，通过升降装置降低检查床的高度；

7)工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动下一个医学成像设备或放射治疗设备；

8)工作站控制旋转装置旋转，将检查床与医学成像设备或放射治疗设备的轴线平行；

9)控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于医学成像设备或放射治疗设备的轴线上；

10)控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于医学成像设备或放射治疗设备中，

在转运过程中，待检样品位于检查床上保持不动，对待检样品实现保态转运，采集图像并传输至工作站并保存；

11)根据采集图像中位于检查床上的成像配准标记，将放射治疗设备与医学成像设备中的图像进行配准，实现不同设备的图像配准与融合，以及信息保存与传递。

本发明的优点：

本发明能够避免患者在转换反/放射治疗和医学成像设备过程中的挪位/体位改变，一方面为患者带来便利，另一方面能够让不同设备的位置布置更为方便，提高设备利用率；本发明实现多种不同医学诊疗设备的图像信息精准融合，达到同机的融合精度；目前，放疗设备所需图像都是由其他成像设备提供，属于异机信息，难以完成精确匹配融合，通过在检查床上标定刻度，实现放疗设备的治疗区域和成像设备的成像区域的严格匹配，实现不同设备图像信息的高精度融合，达到同机扫描的目的；本发明能够做平移运动，方便不同设备的布置，防止相互干扰；并且能够旋转，应用于不同设备；多层床板机构完全收缩后，长度最短，方便在狭小场地内做平移和旋转运动。

附图说明

图1为本发明的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的与放射治疗设备对接的示意图；

图2为本发明的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的与医学成像对接的示意图；

图3为本发明的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的示意图；

图4为本发明的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的各个角度的示意图，

其中，(a)为后视图，(b)为正视图，(c)为俯视图。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体实施例，进一步阐述本发明。

如图3和4所示，本实施例的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统包括：平移导轨9、旋转装置8、升降装置7、检查床1、成像配准标记和工作站10；其中，在地面上位于放射治疗设备与医学成像设备之间设置平移导轨9；旋转装置8设置在平移导轨9上，能够沿平移导轨9移动；在旋转装置8上设置升降装置7，升降装置7能够沿竖直方向做升降运动；在升降装置7的顶端设置水平的检查床1；旋转装置8、升降装置7和检查床1分别通过各自的电机和驱动器连接至工作站10；检查床1包括三层床板机构4～6、防脱导轨和传动装置，多层床板机构上下叠放，相邻的两层床板机构之间设置防脱导轨和传动装置，在长度方向，上层床板机构能够沿下层床板机构的表面平移；在最上层的床板机构上设置有成像配准标记；检查床1的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床1长度最短，待检样品位于检查床1上。

传动装置包括：电机和丝杠；电机的输出轴通过联轴器连接至丝杠；丝杠的底座安装在下层床板机构的上表面，丝杠的螺帽固定在上层床板机构的下表面，由电机带动丝杠转动，实现上层床板机构沿下层床板机构的表面伸长或收缩。

成像配准标记采用刻度和成像标记物。

本实施例的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的控制方法，包括以下步骤：

1)检查床1的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床1长度最短，待检样品位于检查床1上；

2)工作站10控制旋转装置8沿着平移导轨9移动至放射治疗设备2前，如图1所示；

3)工作站10控制旋转装置8旋转，将检查床1与放射治疗设备的轴线平行；

4)控制升降装置7调整检查床1的高度，使得检查床1位于放射治疗设备的轴线上；

5)工作站10控制多层床板机构床板从上至下依次伸出，直至位于放射治疗设备中，采集图像并传输至工作站10并保存；

6)完成治疗后，依次收回各层床板机构，通过升降装置7降低检查床1的高度；

7)工作站10控制旋转装置8沿着平移导轨9移动至医学成像设备3，如图2所示；

8)工作站10控制旋转装置8旋转，将检查床1与医学成像设备的轴线平行；

9)控制升降装置7调整检查床1的高度，使得检查床1位于医学成像设备的轴线上；

10)控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于医学成像设备中，待检样品位于检查床1上保持不动，对待检样品实现保态转运，采集图像并传输至工作站10并保存；

11)根据采集图像中位于检查床1上的成像配准标记，将放射治疗设备与医学成像设备中的图像进行配准，实现不同设备的图像配准与融合。

最后需要注意的是，公布实施例的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。

Claims (3)

1.一种同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统，其特征在于，所述可平移旋转检查床系统包括：平移导轨、旋转装置、升降装置、检查床、成像配准标记和工作站；其中，在地面上位于放射治疗设备与医学成像设备之间设置平移导轨；所述旋转装置设置在平移导轨上，能够沿平移导轨水平移动；在旋转装置上设置升降装置，旋转装置能够带动升降装置沿竖直方向旋转，所述升降装置能够沿竖直方向做升降运动；在升降装置的顶端设置水平的检查床；所述旋转装置、升降装置和检查床分别通过各自的电机和驱动器连接至工作站；所述检查床包括多层床板机构、防脱导轨和传动装置，多层床板机构上下叠放，相邻的两层床板机构之间设置防脱导轨和传动装置，在长度方向，上层床板机构能够沿下层床板机构的表面平移；在最上层的床板机构上设置有成像配准标记；检查床的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床长度最短，待检样品位于检查床上；工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动至放射治疗设备或医学成像设备前，控制旋转装置将检查床与放射治疗设备或医学成像设备的轴线平行，控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于放射治疗设备或医学成像设备的轴线上；控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于放射治疗设备或医学成像设备中，采集图像并传输至工作站并保存，完成治疗或成像后，依次收回各层床板机构，通过升降装置降低检查床的高度，并沿着平移导轨移动至下一个医学成像设备或放射治疗设备；控制旋转装置将检查床与医学成像设备或放射治疗设备的轴线平行，控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于医学成像设备或放射治疗设备的轴线上；控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于医学成像设备或放射治疗设备中，采集图像并传输至工作站并保存；在转运过程中，待检样品位于检查床上保持不动，对待检样品实现保态转运；根据采集图像中位于检查床上的成像配准标记，将放射治疗设备与医学成像设备中的图像进行配准，实现不同设备的图像配准与融合。

2.如权利要求1所述的可平移旋转检查床系统，其特征在于，所述成像配准标记采用刻度和/或成像标记物。

3.一种如权利要求1所述的同时用于放射治疗和医学成像的可平移旋转检查床系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：

1)检查床的各层床板机构上下对正叠放，此时检查床长度最短，待检样品位于检查床上；

2)工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动至放射治疗设备或医学成像设备前；

3)工作站控制旋转装置旋转，将检查床与放射治疗设备或医学成像设备的轴线平行；

4)控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于放射治疗设备或医学成像设备的轴线上；

5)工作站控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于放射治疗设备或医学成像中，采集图像并传输至工作站并保存；

6)完成治疗或成像后，依次收回各层床板机构，通过升降装置降低检查床的高度；

7)工作站控制旋转装置沿着平移导轨移动下一个医学成像设备或放射治疗设备；

8)工作站控制旋转装置旋转，将检查床与医学成像设备或放射治疗设备的轴线平行；

9)控制升降装置调整检查床的高度，使得检查床位于医学成像设备或放射治疗设备的轴线上；

10)控制多层床板机构从上至下依次伸出，直至位于医学成像设备或放射治疗设备中，在转运过程中，待检样品位于检查床上保持不动，对待检样品实现保态转运，采集图像并传输至工作站并保存；

11)根据采集图像中位于检查床上的成像配准标记，将放射治疗设备与医学成像设备中的图像进行配准，实现不同设备的图像配准与融合，以及信息保存与传递。