CN111529969A - 一种放疗设备的碰撞检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种放疗设备的碰撞检测方法和装置，涉及放疗设备领域，能够判断放疗设备是否存在碰撞风险。该方法包括：确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。

Description

一种放疗设备的碰撞检测方法和装置
技术领域
本发明涉及放射放疗设备领域，尤其涉及一种放疗设备的碰撞检测方法和装置。
背景技术
目前，放疗设备(放射放疗设备)主要用于恶性肿瘤的放射治疗，放疗设备通常包括：可绕旋转轴旋转的机架，设置在旋转机架上的治疗头以及将患者送入治疗头下方进行放疗的治疗床。在放射治疗过程中，旋转机架的旋转、治疗床的运动以及治疗头的摆动，均存在相互碰撞的可能性，这种碰撞可能会给放疗设备带来严重损害，还可能会危及操作人员和患者的人身安全。所以如何确定各治疗阶段的放疗设备是否存在碰撞风险，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的实施例提供一种放疗设备的碰撞检测方法和装置，能够判断放疗设备是否存在碰撞风险。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种放疗设备的碰撞检测方法，包括：
确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；
根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；
其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。
第二方面，提供一种放疗设备的碰撞检测装置，包括：处理模块和判断模块；
获取模块，用于确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；
处理模块，用于根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为获取模块确定的易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过获取模块确定的易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；
其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。
第三方面，提供一种放疗设备的碰撞检测装置，包括：存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接；当放疗设备的碰撞检测装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使放疗设备的碰撞检测装置执行如第一方面提供的放疗设备的碰撞检测方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如第一方面提供的放疗设备的碰撞检测方法。
第五方面，提供一种放疗设备，包括第二方面或第三方面提供的放疗设备的碰撞检测装置。
本申请提供的放疗设备的碰撞检测方法和装置，该方法包括：确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离，其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。本申请提供的技术方案中，可以先确定治疗过程中各个设备或病患即待检测目标与放疗设备最可能发生碰撞的易碰撞位置，然后根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，便可判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；因为第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；因为这两个距离的大小关系直接决定了放疗设备是否会在放疗设备绕基准轴旋转的过程中，和易碰撞位置碰撞即放疗设备是否存在碰撞风险，所以根据能够反映这两者的数据，便可以确定出待检测目标与该放疗设备是否会出现碰撞风险。因此本申请提供的技术方案，可以在放疗设备对病患进行治疗前确定治疗过程是否存在碰撞风险，如果确定存在碰撞风险，则操作人员便可以及时更改放疗方案以提高放疗的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图一；
图2为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图二；
图3为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图三；
图4a为本申请提供的一种放疗设备的临界空间被目标平面所截的截面示意图；
图4b为图4a的剖面示意图；
图4c为本申请提供的一种体部放射治疗方式时的易碰撞位置中存在目标易碰撞位置时的示意图；
图5为本申请提供的另一种放疗设的临界空间被目标平面所截的截面示意图；
图6为本申请提供的又一种放疗设备的临界空间被目标平面所截的截面示意图；
图7a为本申请提供的一种头部放射治疗方式时的放疗设备剖面示意图；
图7b为图7a对应的临界空间被过易碰撞位置且垂直于基准轴的平面所截的截面示意图；
图8a为本申请提供的另一种头部放射治疗方式时的放疗设备剖面示意图；
图8b为图8a对应的临界空间被过易碰撞位置且垂直于基准轴的平面所截的截面示意图；
图9a为本申请提供的一种基准位置为等中心时的放疗设备的剖面示意图；
图9b为本申请提供的一种基准位置为基准轴时的放疗设备的剖面示意图；
图9c为本申请提供的一种基准位置为以等中心为圆心且在过等中心的XZ平面上的圆周时的放疗设备的剖面示意图；
图9d为本申请提供的一种基准位置为以基准轴为中心轴的圆筒面时的放疗设备的剖面示意图；
图10为本申请提供的放疗设备的临界空间示意图；
图11为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图四；
图12为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图五；
图13为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图六；
图14为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图七；
图15为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测方法的流程示意图八；
图16为本申请提供的一种放疗设备的结构示意图；
图17为本申请提供的一种放疗设备的碰撞检测装置的结构示意图；
图18为本申请提供的另一种放疗设备的碰撞检测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
还需要说明的是，本申请中，“的(英文：of)”，“相应的(英文：corresponding，relevant)”和“对应的(英文：corresponding)”有时可以混用，应当指出的是，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。
为了便于清楚描述本申请的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不是在对数量和执行次序进行限定。
现有的放射治疗过程中，放疗设备的治疗头和治疗床在工作过程中，存在相互碰撞的可能性，从而对患者、操作人员以及放疗设备本身造成一定损伤和危害，所以如何在放疗的每个治疗阶段前明确该治疗阶段是否存在碰撞风险并告知操作人员，是一个急需解决的问题。
针对上述问题，参照图1所示，本申请提供一种放疗设备的碰撞检测方法，需要说明的是，本申请提供的技术方案在实际使用过程中，是针对放疗设备在准备实施任一种放射治疗方式(例如头部放射治疗或体部放射治疗)时的任一治疗床不会移动的阶段(例如摆位或治疗等阶段)之前进行判断的；一旦下一治疗节点时治疗床会产生移动，则会导致待检测目标也移动，则需要重新进行本申请提供的技术方案；示例性的，该放疗设备的碰撞检测方法包括101-102：
101、确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置。
其中，待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置。需要说明的是，放疗设备可以是放疗设备中的机架、治疗头和影像装置等。
示例的，本申请提供的技术方案可以是在放疗前进行，在实施本申请的技术方案时，待检测目标可能并没有进入放疗设备中放置到对应的位置上，这里的易碰撞位置可以是根据放疗设备的机械结构和治疗计划中待检测目标实际要到达的位置确定的。具体的，碰撞检测是一种预判检查，根据病案中计划的放疗靶点位置和实际设备的机械结构进行计算，预判出在放疗期间设备运动到目标位置时或者过程中是否会发生干涉，对设备和患者造成伤害，所以是在整个放疗过程中的前期预判，如果有干涉情况，待检测目标可能没有进入到机架内部，系统就会发生报警提示，患者或者治疗床是不会进入机架内部。
示例的，待检测目标在治疗过程中最易与放疗设备的治疗头或机架或影像装置等在放疗过程中产生移动的部件发生碰撞，所以101步骤中所说的碰撞风险可以是待检测目标与放疗设备的机架、治疗头或影像装置等部件产生的碰撞风险；进一步的，因为检测目标是要放到放疗设备的机架围成或旋转后围成的空间中的，而为了方便治疗，治疗头和影像装置等部件又是设置在机架上，所以一般的，碰撞风险是待检测目标与放疗设备的治疗头或影像装置等部件产生的碰撞风险。
示例性的，参照图2所示，101步骤具体包括：根据放疗设备预实施的放射治疗方式的确定放疗设备的治疗床上的易碰撞位置。
示例性的，放射治疗方式至少为头部放射治或体部放射治疗的任一种。
进一步的，因为不同机械机构的放疗设备在设计上便决定了其存在的易碰撞位置是哪些，而相同机械结构的放疗设备在不同的放射治疗方式中，治疗床和治疗头的位置是不同的，所以其相应的易碰撞位置也不同。
示例性的，以放疗设备的治疗床包括用于放置病患的体部的体部床板和用于放置病患的头部的头部托板，体部床板包括两边护栏，碰撞风险为待检测目标与治疗头的碰撞风险为例。示例的，下面以三类不同的易碰撞位置确定方式为例即101步骤具体包括三类，参照图3所示，101步骤包括1011-1014：
1011、当放射治疗方式为体部放射治疗时，待检测目标至少包括治疗床的体部床板。
确定存在易碰撞位置位于治疗床的体部床板上；另外，示例的，患者还可以是通过体部定位装置固定在治疗床上，所以待检测目标还可以包括体部定位装置。
在某些待检测目标为凸边形或者存在凸出的边容易找到易碰撞位置时，可选的，易碰撞位置包括：待检测目标被与垂直于放疗设备的基准轴的平面所截的截面的角点。
示例性的，以待检测目标为治疗床的体部床板为例，此时易碰撞位置包括：治疗床被目标平面所截的第一面上远离治疗头的底边的两个点以及第一目标点和第二目标点；此时目标平面即待检测目标被与垂直于放疗设备的基准轴的平面所截的截面。
其中，目标平面为过治疗头在预实施的放射治疗方式的最低点的XZ平面即垂直于放疗设备的基准轴的平面；第一目标点为第一面上与第一面的底边相连的两条边中任一边上最远的点，即距离临界空间最近的点，第二目标点为与第一面的底边相连的两条边中另一边上最远的点，即距离临界空间最近的点；临界空间为放疗设备的治疗头发射放疗射线的放射面绕Y方向上过所述放疗设备的等中心的直线即放疗设备的基准轴旋转一周所围成的空间。
示例性的，参照图4a所示，为一种滚筒机架剖面示意图，图中小圆为治疗头旋转一周后其发射放疗射线的放射面形成临界空间的截面圆周示意图，当预实施的放射治疗方式为体部放射治疗时，示例的，在治疗床被目标平面所截的第一面中，治疗床被目标平面所截的第一面的底边的两个点为B1和B2、第一目标点为A1和第二目标点为A3均是不同方向上最容易被碰撞到的位置。这四个点皆是待检测目标即治疗床的体部床板被与垂直于放疗设备的基准轴的平面即目标平面所截的截面即第一面的角点。
示例性的，参照图5所示的情况，当治疗床的两边护栏的剖面是弧形或者折线型时(图5中一边护栏为折线型，一边为弧形，仅为示例，实际中可能不存在这种治疗床)，治疗床在移动时最先/易碰撞的位置示例的为图5中的a1、a2、B1、B2和a3；另外，参照图6所示，当治疗床的两边护栏的剖面为直线型时，若护栏与治疗床的床板之间的夹角大于某个预设值时，不管治疗床如何运动，最先碰撞的点都是图6中的A1或A2，此时易碰撞位置则应当为A1和A2。可以看出，此时易碰撞位置不仅仅是待检测目标被与垂直于放疗设备的基准轴的平面所截的截面的角点，还需要考虑截面的形状来从其角点中选择或者从其他可能的点中选择，具体情况具体考虑，此处不再赘述。当然，实际中的治疗床的剖面并不限于只保护图4a所示这一种情况，本申请仅以附图所示的为例进行示例说明。
图4a所示的情况为放疗设备的治疗床的中轴线处于等中心的正下方，是实际放射治疗中的一种情况，实际中治疗床也有可能是向左平移一定距离或向右平移一定距离，此处仅为示例，不做具体限制。
1012、当放射治疗方式为头部放射治疗时，判断治疗床的体部床板靠近头部托板的一端是否伸入治疗头对应的治疗空间。
若确定治疗床的体部床板靠近头部托板的一端未伸入治疗头对应的临界空间时，执行1013；若确定治疗床的体部床板靠近头部托板的一端伸入治疗头对应的临界空间时，则执行1014。
1013、待检测目标至少包括病患的头部定位装置和治疗床的头部托板。
具体的，此时，可以确定存在易碰撞位置位于头部定位装置和治疗床的头部托板。
示例性的，以头部定位装置向头部托板的正投影全部落在头部托板上为例，确定此时的易碰撞位置为第一易碰撞位置。
需要说明的是，如果实际中不存在头部定位装置，那么在治疗床的体部床板靠近头部托板的一端未伸入治疗头对应的临界空间时，确定待检测目标为头部托板和病患的头部；此时第一易碰撞位置应当在头部托板和病患的头部上，但是实际中不能直接将碰撞风险设定在病患的头部上，可以将病患的头部转换为一个放在头部托板上的虚拟立方体，该虚拟立方体(如长方体)向头部托板的正投影全部落在头部托板上，所以此时易碰撞位置也为上述所说的第一易碰撞位置。
一种可实现的方式中，第一易碰撞位置包括：头部托板远离体部床板的第二面上远离治疗头的底边的两个顶点以及目标顶点；目标顶点为以第二面的底边作为第一边，以头部定位装置在Z方向上的高度(或者放疗设备对应的病患的头部厚度)作为与第一边的邻边的长度构建的矩形(即头部定位装置在基准轴方向上的轮廓形状)中与第一边相对的边的两个顶点。当然，实际中头部定位装置在基准轴方向上的轮廓不一定为上述说提到的矩形，但是其在基准轴方向的正视图轮廓不超过上述提到的矩形即应当在该矩形内部。
示例性的，参照图7a所示，上述所说的治疗床的体部床板靠近头部托板的一端未伸入治疗头对应的临界空间时，即为图7a中的治疗床伸入到治疗头下方的长度Cyw小于等于头部托板的在Y方向即基准轴方向上的长度Chl，其中Cyw＝Cah-Cha。其中，Cah＝W*cosα，Cha＝sqrt(r*r+(W/2)*(W/2))*cos(arctan(w/(2*r))+α)，r为治疗头与等中心的距离、W为治疗头沿基准轴方向的宽度、α治疗头沿基准轴方向的摆动角度即非共面角；这种情况下，只需要考虑放置患者头部的头部托板以及头部定位装置(或病患的头部)是否与治疗头存在碰撞风险，参照图7b所示，此时为了保证病患头部不被碰到，需要以第二面的底边作为第一边，以头部定位装置在Z方向上的高度(或者放疗设备对应的病患的头部的厚度)做为第一边的邻边的长度构建矩形，然后可以明显得出图7b中的A3、A4、B3和B4为最易碰撞的点即易碰撞位置。可以看出，这种情况下，易碰撞位置为：头部定位装置(或者病患的头部)和治疗床的头部托板被垂直于基准轴且过治疗头在预实施的放射治疗方式的最低点的平面所截的截面的角点。图7b所示的剖面示意图仅为一种治疗床的中轴线位于等中心正下方的示例，实际中治疗床的位置可以在X方向和Z方向变动，图7b所示的剖面图做同样变动即可。
1014、待检测目标至少包括病患的头部定位装置、治疗床的头部托板和治疗床的体部床板。
此时，确定易碰撞位置位于病患的头部定位装置(或病患的头部)、头部托板和体部床板上。
一种可实现的方式中，此时确定易碰撞位置包括1013中提到的第一易碰撞位置和第二易碰撞位置；其中，第二易碰撞位置包括：体部床板与头部托板相接的第三面上远离治疗头的底边的两个点以及第三目标点和第四目标点；第三目标点为第三面上与第三面的底边相连的两条边中任一边上距离临界空间最近的点，第四目标点为与第三面的底边相连的两条边中另一边上距离临界空间最近的点。
示例性的，参照图8a所示，上述所说的当治疗床的体部床板靠近头部托板的一端伸入治疗头对应的临界空间时，即为图8a中的治疗床伸入到治疗头下方的长度Cyw大于头部托板的在Y方向的长度Chl，其中Cyw＝Cah-Cha。这种情况下，不仅需要考虑放置患者头部的头部托板以及头部定位装置(病患的头部)是否与治疗头存在碰撞风险，还需要考虑治疗床的体部床板和头部托板相接的部分是否和治疗头之间存在碰撞风险，所以此时的易碰撞位置应当包含如图8b(图中以两边护栏相对于过床板的中轴线的YZ平面相互对称为例，实际中也可不对称)所示的头部托板远离体部床板的第二面上远离治疗头的底边的两个顶点B5和B6以及目标顶点A5和A6，以及体部床板与头部托板相接的第三面远离治疗头的底边的两个点D1和D2以及第三目标点C1和第四目标点C2。图8b所示的剖面示意图仅为一种治疗床的中轴线位于等中心正下方的示例，实际中治疗床的位置可以在X方向和Z方向变动，图8b所示的剖面图做同样变动即可。
102、根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险。
其中，第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离，其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。
示例性的，以碰撞风险为待检测目标和治疗头的碰撞风险为例，基准位置可以为等中心、等中心所在的基准轴、以等中心为圆心且在过等中心的XZ平面上的圆周以及以基准轴为中心轴的圆筒面；示例的，基准轴可以是经过设备等中心的旋转轴。需要说明的是，其中圆周的半径和圆筒面的旋转半径应当小于临界空间被垂直于所述放疗设备的基准轴且经过所述易碰撞位置的平面所截的圆周的半径。
示例性的，以碰撞风险为待检测目标和治疗头的碰撞，易碰撞点为1011步骤对应的易碰撞位置为例，对上述各种基准位置对应的第一距离和第二距离进行如(1)-(4)的说明：
(1)参照图9a(图9a中仅示出易碰撞点中的A1)所示，当基准位置为等中心时，易碰撞位置A1对应的第一距离为等中心O和易碰撞位置A1的连线OA1的长度，第二距离为垂直于基准轴OB且经过易碰撞位置A1的平面中放疗设备到基准位置的最小距离即OA的长度。
(2)参照图9b(图9b中仅示出易碰撞点中的A1)所示，当基准位置为基准轴时，易碰撞位置A1对应的第一距离为A1向基准轴作垂线得到的垂线A1B的长度，第二距离为垂直于基准轴OB且经过易碰撞位置A1的平面中放疗设备到基准位置的最小距离即AB的长度。
(3)参照图9c(图9c中仅示出易碰撞点中的A1)所示，当基准位置为以等中心为圆心且在过等中心的XZ平面上的圆周时，图中过等中心O的线段MN即为基准位置的侧视图，则易碰撞位置A1对应的第一距离为A1N的长度，第二距离为AM的长度。
(4)参照图9d所示，图9d为一种滚筒机架剖面示意图，图中较小圆为治疗头旋转一周后其发射放疗射线的放射面形成临界空间，被垂直于基准轴且经过易碰撞位置的平面所截的截面圆周示意图，当基准位置为以等中心为圆心且在过等中心的XZ平面上的圆周以及以基准轴为中心轴的圆筒面时，图9c中的最小圆为基准位置被垂直于基准轴且经过易碰撞位置的平面所截的截面，易碰撞位置A1对应的第一距离为A1E1的长度，E为A1与等中心O的连线和基准位置的交点；第二距离为图9c中较小圆和最小圆的半径差值例如FG的长度；同理，易碰撞位置A2对应的第一距离为A2E2，易碰撞位置B1对应的第一距离为B1E3，易碰撞位置B2对应的第一距离为B2E4。
示例的，102步骤中提到的能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据可以直接是第一距离和第二距离。
示例的，102步骤中提到的能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据也可以是能够间接反映出第一距离和第二距离的大小关系的数据；例如在前述(1)-(4)的情况中，可以是在同一坐标系下对应第一距离和对应第二距离的线段两端的空间坐标，也可以是在同一坐标系下第一距离对应的线段的数学表达式以及对应第二距离的线段的数学表达式，在得到这些数据后经过简单计算便可以得到第一距离和第二距离的大小关系；又例如，在前述(2)的情况中，可以是在同一坐标系下，第一距离对应的线段的数学表达式，以及以等中心为圆心以第二距离为半径的在垂直于基准轴且经过易碰撞位置的平面上的圆周的数学表达式，示例的，当根据线段的数学表达式与该圆周的数学表达式得出两者存在交点且交点不为该线段的端点时，则可以确定第一距离大于等于第二距离。
示例性的，以碰撞风险分析数据包括第一距离和第二距离为例，参照图2所示，102步骤具体包括：根据第一距离和第二距离的大小关系，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险。
可选的，第二距离可以为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备的目标部件到基准位置的最小距离。示例性的，目标部件至少包括以下任一项：治疗头、影像装置。
示例的，为了更好的避免碰撞风险，为将第二距离减小一定数值后再与第一距离比较大小，然后确定待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险，所以参照图3所示，102具体包括1021-1024：
1021、确定距离阈值，距离阈值小于第二距离。
示例性的，以基准位置为基准轴为例，当第二距离为垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备的治疗头到基准位置的最小距离时，临界空间被垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面所截的截面中，截面圆周的半径即为第二距离；所以为例形象说明为什么确定距离阈值后会更保险，可以借用距离阈值对应的临界空间来说明：距离阈值对应的临界空间为将与治疗头的放射面距离为保险阈值且与放射面相互平行的保险平面，绕基准轴旋转一周所围成的空间；保险平面位于放射面靠近基准轴的一侧。
示例性的，参照图10所示，如果没有根据保险阈值Xd确定的临界空间为圆柱1内部空间，则根据保险阈值Xd确定后的临界空间为完全被圆柱1所包含的圆柱2的内部空间，圆柱1和圆柱2的中心轴相同均为基准轴，底面半径差值为该保险阈值Xd，同理，当临界空间为放疗设备的其他部件朝向等中心的一面旋转形成的旋转体内部空间时，和图10情况类似。可以看出，因为目标部件在放疗设备使用过程中旋转得到的临界空间更小了，如果待检测目标和目标部件存在碰撞风险，那么在图10所示的情况中，碰撞风险更容易产生碰撞风险。所以如果以图10所示的情况来判断碰撞风险，更保险，即便判断出存在碰撞风险也存是易调整的。
示例的，以第二距离为垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备的治疗头到基准位置的最小距离，目标部件为治疗头，基准位置为基准轴为例，参照图11所示，1021具体包括10211-10212：
10211、计算第二距离。
示例性的，以目标部件为治疗头，基准位置为基准轴为例，图4b示出了前述1011步骤情况下第二距离X1的具体实例，图7a示出了前述1013步骤情况下第二距离X2的距离实例，图8a示出了1014步骤情况下第二距离X2和X3的具体实例，所以在垂直于所述放疗设备的基准轴且经过所述易碰撞位置的平面中，目标部件到基准位置的最小距离根据以下参数的至少一项获得：目标部件置于零位时目标部件的底面到基准位置的距离r、目标部件沿基准轴方向的宽度W、目标部件沿基准轴方向的摆动角度α、治疗床的前端沿基准轴方向偏离放疗设备的等中心的距离Cy。第二距离后续表述中将用于计算第二距离的相关参数表述为距离计算参数。那么可选的，参照图12所示，10211步骤具体包括S11-S12：
S11、获取距离相关参数。
S12、根据距离相关参数计算第二距离。
示例性的，以目标部件为治疗头，基准位置为基准轴为例，针对1011、1013和1014步骤，该放疗设备实际中存在两种不同的放射治疗方式，存在三种不同的易碰撞位置存在方式，所以，参照图13所示，S11-S12步骤具体为：
S111、获取治疗头的第二几何参数和治疗头的第二位置参数。
具体的，图13中S111中的第二几何参数和第二位置参数即图12中的距离相关参数。
示例性的，参照图4a和图4b所示，当治疗床的体部床板的两边护栏相对于过体部床板的中轴线的YZ平面相互对称时，第二几何参数包括治疗头的放射面在Y方向的宽度W；第二位置参数包括：治疗头在体部放射治疗时沿基准轴方向的摆动角度α即治疗头在体部放射治疗时的非共面角α和治疗头置于零位时其底面即放射面到基准位置的距离r，也即治疗头的放射面到等中心的距离r。
S121、根据第二几何参数和第二位置参数，依据第三预设距离公式计算第二距离。
示例性的，由图4b中的几何关系可得：
X1＝AB＝OA*cos∠OAB；
Figure BDA0002514009610000131
∠OAB＝∠COA＝α+∠DOA＝α+arctan(W/2r)；
其中，CO与AB平行，AB垂直于OB，所以，第三预设距离公式为：
Figure BDA0002514009610000141
其中，X1为临界碰撞面的半径。需要说明的是，实际中体部放射治疗的α一般为0。
S112、获取治疗头的第二位置参数以及治疗床的第一位置参数。
具体的，图13中S112中的第二位置参数和第一位置参数即为图12中的距离相关参数。
示例性的，参照图7a和图7b所示，第二位置参数包括：治疗头在头部放射治疗时的非共面角α和治疗头置于零位时其底面即放射面到基准位置的距离r，也即治疗头的放射面到等中心的距离r；第一位置参数包括治疗床在头部放射治疗时前端沿基准轴方向偏离放疗设备的等中心的距离Cy，也即头部托板远离体部床板的一端在头部放射治疗时与等中心向头部托板的投影点的距离Cy。
S122、根据第一位置参数和第二位置参数，依据第四预设距离公式计算对应第一易碰撞位置的第二距离。
示例性的，参照图7a所示，ED∥CO，ED⊥AB，AB⊥CO，AB∥CE，由图7a的几何关系可得：
X2＝AE＝ED*cos∠DEA＝ED*cosα；
因为DE＝CB；CB＝CO-BO＝r-AO*sin∠BAO＝r-Cy*sinα；
所以，第四预设距离公式为：
X2＝(r-Cy×sin(α))/cos(α)；
其中，X2为当前实例即头部放射治疗方式下的对应第一易碰撞位置的第二距离。
S113、获取治疗头的第二位置参数、治疗床的第一位置参数以及治疗床的第一几何参数。
具体的，图13中S113中的第一位置参数、第二位置参数和第二几何参数即为图12中的距离相关参数。
示例性的，参照图8a和图8b所示，当治疗床的部床板的两边护栏相对于过体部床板的中轴线的YZ平面相互对称时，第一几何参数包括头部托板在Y方向的长度Chl；第二位置参数包括：治疗头在头部放射治疗时的非共面角α和治疗头置于零位时其底面即放射面到基准位置的距离r，也即治疗头的放射面到等中心的距离r；第一位置参数第一位置参数包括治疗床在头部放射治疗时前端沿基准轴方向偏离放疗设备的等中心的距离Cy，也即头部托板远离体部床板的一端在头部放射治疗时与等中心向头部托板的投影点的距离Cy。
S1231、根据第一位置参数和第二位置参数，依据第四预设距离公式计算对应第一易碰撞位置的第二距离。
示例性的，对应第一易碰撞位置的第二距离X2和S122相同，所采用的第四预设距离公式也想通，此处不再赘述。
S1232、根据第一几何参数和对应第一易碰撞位置的第二距离，依据第五预设距离公式计算对应第二易碰撞位置的第二距离。
示例性的，参照图8a所示，由图8a中几何关系可知：
X3＝X2*(Ca/Cb+1)；
Ca＝Chl；
Cb＝X2*cotα；
所以第五预设距离公式为：
X3＝X2+Chl*tanα；
其中，X2为对应第一易碰撞位置的第二距离，X3为对应第二易碰撞位置的第二距离。
10212、根据第二距离计算距离阈值。
示例的，将前述计算的第二距离减去保险阈值Xd即可。示例性的，Xd一般在1-20mm范围内。
1022、判断第一距离是否大于距离阈值。
当确定第一距离大于距离阈值时，执行1023；当确定第一距离小于等于距离阈值时，执行1024。
示例的，判断第一距离和距离阈值的关系需要计算出第一距离。示例性的，以目标部件为治疗头，基准位置为基准轴为例，参照图11所示，1022步骤具体包括10221-10222：
10221、计算第一距离。
示例的，第一距离和易碰撞位置与其位置相关参数相关联，所以参照图12所示，10221具体包括S21-S22：
S21、获取易碰撞位置的位置相关参数。
S22、根据易碰撞位置的位置相关参数计算第一距离。
示例性的，以目标部件为治疗头，基准位置为基准轴为例，针对1011、1013和1014步骤，该放疗设备实际中存在两种不同的放射治疗方式，存在三种不同的易碰撞位置存在方式，所以参照图13所示，S21-S22步骤具体为：
S211、获取治疗床的第一几何参数和治疗床的第一位置参数。
示例的，图13中S211中的第一几何参数和第一位置参数即为图12中的位置相关参数。其中，参照图4a和图4b所示，第一几何参数包括：体部床板的厚度CT1、体部床板的两边护栏上沿到体部床板的上表面的距离CT2、体部床板的上表面在X方向的宽度Cw1和体部床板远离等中心的下表面在X方向的宽度Cw2；第一位置参数包括床板靠近等中心的上表面与基准轴的距离Cz和治疗床在头部放射治疗时在X方向上相比于治疗床的中心轴位于等中心正下方时的位移Cx(图4a和图4b中Cx为0，在本申请中规定向X正方向移动Cx为正，向X负方向移动Cx为负)。
S221、根据第一位置参数和第一几何参数，依据第一预设距离计算公式计算每一个易碰撞位置对应的第一距离。
示例性的，参照图4a和图4b所示，当治疗床被目标平面所截的第一面的底边的两个点为B1和B2、第一目标点为A1且位于体部床板的一边护栏的上沿、以及第二目标点为A2且位于体部床板的另一边护栏的上沿时，第一预设距离计算公式包括：A1计算公式、A2计算公式、B1计算公式和B2计算公式；A1计算公式由图4a中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000161
A2计算公式由图4a中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000162
B1计算公式由图4a中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000163
B2计算公式由图4a中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000171
其中，LA1为A1对应的第一距离，LA2为A2对应的第一距离，LB1为B1对应的第一距离，LB2对应的第一距离。
需要说明的是，当两边护栏不相对于过床板的中轴线的YZ平面相互对称时，上述针对LA1和LA2的公式中的CT2需要根据实际情况更改。
S212、获取头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)、治疗床的第一几何参数、以及治疗床的第一位置参数。
示例的，图13中S212所说的第第一几何参数和第一位置参数即为图12中的位置相关参数。因为在此处实例中，易碰撞位置就在头部定位装置或者病患的头部，所以其位置参数和头部定位装置在Z方向上的高度或者病患的头部在Z方向上的厚度、治疗床的第二几何参数以及第二位置参数三者都有关。
示例性的，参照图7a和图7b所示，头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)为Czh，第一几何参数包括：头部托板在X方向的宽度Cwh和床板的厚度CT1；第一位置参数包括：体部床板靠近等中心的上表面与基准轴的距离Cz和治疗床在头部放射治疗时在X方向上相比于治疗床的中心轴位于等中心正下方时的位移Cx(图7a和图7b中Cx为0，本申请中规定向X正方向移动Cx为正，向X负方向移动Cx为负)。
S222、根据头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)、第一位置参数和第一几何参数，依据第二预设距离计算公式计算每一个第一易碰撞位置对应的第一距离。
示例性的，参照图7b所示，当头部托板远离治疗床的体部床板的第二面上远离治疗头的底边的两个顶点为B3和B4、目标顶点为A3和A4时时，第二预设距离计算公式包括：A3计算公式、A4计算公式、B3计算公式和B4计算公式；A3计算公式由图7b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000172
A4计算公式由图7b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000173
B3计算公式由图7b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000181
B4计算公式由图7b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000182
其中，LA3为A3对应的第一距离，LA4为A4对应的第一距离，LB3为B3对应的第一距离，LB4为B4对应的第一距离。
S213、获取头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)、治疗床的第一几何参数、以及治疗床的第一位置参数。
示例的，图13中S213中的头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)、第一几何参数和第一位置参数即为图12中所示的易碰撞位置的位置相关参数。需要说明的是，因为在此处实例中，易碰撞位置就在头部定位装置或者病患的头部，所以其位置参数和头部定位装置在Z方向上的高度或者病患的头部在Z方向上的厚度、治疗床的第二几何参数以及第二位置参数三者都有关。
示例性的，参照图8a和图8b所示，当两边护栏相对于过床板的中轴线的YZ平面相互对称时，头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)为Czh，第一几何参数包括：头部托板在Y方向的长度Chl、体部床板的厚度CT1、头部托板在X方向的宽度Cwh、体部床板的两边护栏上沿到体部床板的上表面的距离CT2、体部床板的上表面在X方向的宽度Cw1和体部床板远离等中心的下表面在X方向的宽度Cw2；第一位置参数包括：床板靠近等中心的上表面与基准轴的距离Cz和治疗床在头部放射治疗时在X方向上相比于治疗床的中心轴位于等中心正下方时的位移Cx(图8a和图8b中Cx为0，本申请中规定向X正方向移动Cx为正，向X负方向移动Cx为负)。
S2231、根据头部定位装置在头部放射治疗时在Z方向上的高度(或病患的头部在Z方向的厚度)、第一位置参数和第一几何参数，依据第二预设距离计算公式计算每一个第一易碰撞位置对应的第一距离。
示例性的，参照图8b所示，当头部托板远离治疗床的体部床板的第二面上远离治疗头的底边的两个顶点为B5和B6、目标顶点为A5和A6时时，第二预设距离计算公式包括：A5计算公式、A6计算公式、B5计算公式和B6计算公式；A5计算公式由图8b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000191
A6计算公式由图8b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000192
B5计算公式由图8b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000193
B6计算公式由图8b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000194
其中，LA5为A5对应的第一距离，LA6为A6对应的第一距离，LB5为B5对应的第一距离，LB6为B6对应的第一距离。
S2232、根据第一位置参数和第一几何参数，依据第一预设距离计算公式计算每一个第二易碰撞位置对应的第一距离。
示例性的，参照图8b所示，当体部床板与头部托板相接的第三面上远离治疗头的底边的两个点为C1和C2，第三目标点为D1为体部床板的一边护栏的上沿、以及第四目标点为D2且位于体部床板的另一边护栏的上沿时，第一预设距离计算公式包括：C1计算公式、C2计算公式、D1计算公式和D2计算公式；C1计算公式由图8b中几何关系可得：
Figure BDA0002514009610000195
C2计算公式由图8b中几何关系：
Figure BDA0002514009610000196
D1计算公式由图8b中几何关系：
Figure BDA0002514009610000197
D2计算公式由图8b中几何关系：
Figure BDA0002514009610000201
其中，LC1为C1对应的第一距离，LC2为C2对应的第一距离，LD1为D1对应的第一距离，LD2为D2对应的第一距离。
需要说明的是，当两边护栏不相对于过床板的中轴线的YZ平面相互对称时，上述针对LC1和LC2的公式中的CT2需要根据实际情况更改。
需要说明的是，上述S111-S121和S211-S221对应前述的1011步骤，S112-S122和S212-S222对应前述的1013步骤，S113-S123(S1231和S1232)和S213-S223(S2231和S2232)对应前述的1014步骤。
10222、判断第一距离是否大于距离阈值。
当确定第一距离大于距离阈值时，执行1023；当确定第一距离小于等于距离阈值时，执行1024。需要说明的是，因为此时是将第二距离减小为距离阈值进行比较，所以当第一距离和距离阈值相等时，确定出的碰撞风险可以由，也可以没有，所以可以执行1023也可以执行1024，此处仅以执行1024为例；当直接使用第一距离和第二距离进行大小判断时，则当第一距离和第二距离相等时，因为临界状态也应当是碰撞的一种特殊情况即刚好挨到，所以执行1023。
可选的，参照图13所示，当10211包括的S11-S12为S111-S121或S112-S122，10221包括的S21-S22为S211-S221或S212-S222时，10222步骤内容不变；当10211包括的S11-S12为S113-S123(S1231和S1232)，10221包括的S21-S22为S213-S223(S2231和S2232)时，10222步骤具体包括10222A-10222C：
10222A、判断对应第一易碰撞位置的第一距离是否大于对应第一易碰撞位置的距离阈值。
当确定对应第一易碰撞位置的第一距离大于对应第一易碰撞位置的距离阈值时，执行1023；当确定对应第一易碰撞位置的第一距离小于等于对应第一易碰撞位置的距离阈值时，执行10222B。
其中，对应第一易碰撞位置的距离阈值为对应第一易碰撞位置的第二距离减去Xd得出。
需要说明的是，因为此时是将第二距离减小为距离阈值进行比较，所以当对应第一易碰撞位置的第一距离和对应第一易碰撞位置的距离阈值相等时，确定出的碰撞风险可以有，也可以没有，所以可以执行1023也可以执行10222B，此处仅以执行10222B为例；当直接使用对应第一易碰撞位置的第一距离和对应第一易碰撞位置的第二距离进行大小判断时，则当对应第一易碰撞位置的第一距离和对应第一易碰撞位置的第二距离相等时，因为临界状态也应当是碰撞的一种特殊情况即刚好挨到，所以应执行1023。
10222B、判断对应第二易碰撞位置的第一距离是否大于对应第二易碰撞位置的距离阈值。
当确定对应第二易碰撞位置的第一距离大于对应第二易碰撞位置的距离阈值时，执行1023；当确定对应第二易碰撞位置的第一距离小于等于对应第二易碰撞位置对应的距离阈值时，执行1024。
其中，对应第二易碰撞位置的距离阈值为对应第二易碰撞位置的第二距离减去Xd得出。
需要说明的是，因为此时是将第二距离减小为距离阈值进行比较，所以当对应第二易碰撞位置的第一距离和对应第二易碰撞位置的距离阈值相等时，确定出的碰撞风险可以有，也可以没有，所以可以执行1023也可以执行1024，此处仅以执行1024为例；当直接使用对应第二易碰撞位置的第一距离和对应第二易碰撞位置的第二距离进行大小判断时，则当对应第一易碰撞位置的第一距离和对应第一易碰撞位置的第二距离相等时，因为临界状态也应当是碰撞的一种特殊情况即刚好挨到，所以应执行1023。
另外，上述10222A和10222B的具体内容可以互换。
1023、确定待检测目标与放疗设备存在碰撞风险。
1024、确定待检测目标与放疗设备不存在碰撞风险。
需要说明的是，实际中也可以不确定距离阈值，即直接判断第一距离和第二距离的大小关系，此时去除1021步骤，同时将1022步骤中的距离阈值改为第二距离即可。
可选的，因为在判断放疗设备是否存在碰撞风险时，是假设放疗设备旋转一周的，而实际中是会设定好放疗设备的旋转范围的，所以还需要进一步判断是否真的会碰撞，所以参照图14所示，1023步骤之后还包括103-106：
103、确定放疗设备的安全旋转范围。
可选的，参照图15所示，103步骤具体包括1031-1032：
1031、确定各目标碰撞位置对应的拉弧范围。
其中，目标碰撞位置为易碰撞位置中，对应的第一距离大于对应的距离阈值的易碰撞位置，放疗设备在目标碰撞位置对应的拉弧范围内时与目标碰撞位置不会碰撞。
可选的，1032具体为：以基准轴为轴，以阈值参数为半径确定临界圆周；分别从各目标碰撞位置向临界圆周做切线形成切点，确定目标碰撞位置对应的两个圆心角中的较大的圆心角为目标碰撞位置的拉弧范围。
示例性的，以体部放射治疗为预实施的放射治疗方式，基准位置为基准轴，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备的治疗头到基准位置的最小距离为例，参照图4c所示，A1、A2、B1和B2为易碰撞位置，A1点为对应的第一距离大于对应的阈值参数的目标碰撞位置，X1为阈值参数，小圆为阈值参数对应的临界空间被过A1点且垂直于基准轴的平面所截的截面，该截面为临界圆周，大圆为放疗设备的机架旋转一周形成；假设其中β1为70°，β2为240°，则A1的拉弧范围即其对应的较大圆心角的范围为[-70°，240°]；具体的，在本申请中，限定治疗头在临界圆周的正上方时(即Z正方向上)，放疗设备的旋转角度为0°；当然也可以是其他限定方式，只要能表达出旋转角度和范围即可。
1032、确定各目标碰撞位置的拉弧范围的交集为安全旋转范围。
示例性的，假设存在三个目标碰撞位置，其对应的拉弧范围分别为[-70°，210°]、[0°，230°]和[-60°，170°]，则安全旋转范围为[0°，170°]。
104、判断放疗设备的设定旋转范围是否完全属于安全旋转范围。
当确定设定旋转范围完全属于安全旋转范围时，则执行105，当确定设定旋转范围不完全属于安全旋转范围时，执行106。
示例性的，当安全旋转范围为[0°，170°]，设定旋转范围为[20°，200°]，则表明两者仅存在一部分交集，即放疗设备在预实施的放射治疗方式的设定旋转范围不完全属于安全旋转范围；当安全旋转范围为[0°，170°]，设定旋转范围为[20°，150°]，则表明两者中后者被前者完全包括，即放疗设备在当前实施的放射治疗方式时的设定旋转范围完全属于安全旋转范围。
105、确定待检测目标与放疗设备不会产生碰撞，并在对预实施放射治疗方式实施完成后重新执行101步骤。
106、确定待检测目标会产生碰撞，并控制放疗设备停止并输出第一报警信息；第一报警信息至少指示放疗设备在会产生碰撞。
示例性的，第一报警信息可以通过声光报警器发送，也可以直接发到放疗设备的操作人员对应的操作终端，当操作人员看到第一报警信息后可以根据第一报警信息重新制定治疗计划。
示例性的，第一报警信息还可以携带前述步骤得出的治疗头在当前实施的放射治疗方式的安全旋转范围。
可选的，参照图15所示，该放疗设备的碰撞检测方法还包括：
107、获取放疗设备的治疗床在不同方向的行程参数。
108、判断治疗床在任一方向的行程参数是否均在预设的行程范围内。
示例性的，治疗床在不同方向的行程参数至少包括：X方向坐标、Y方向坐标和Z方向坐标。
当确定治疗床在存在任一方向的行程参数不在预设的行程范围内时，执行109；当确定治疗床在不同方向的行程参数均在预设的行程范围内时，则108之后则执行101。
示例性的，X方向的预设移动范围为[-195mm，195mm]，Y方向的预设移动范围为[0，1930mm]，Z方向的预设移动范围为[-300mm，0]。
109、控制放疗设备停止并输出第二报警信息；第二报警信息至少用于指示放疗设备的治疗床移动超范围。
示例性的，当移动参数不在X方向的预设移动范围时，第二报警信息可以为“1001：X轴运动负向超范围”或“1002：X轴运动正向超范围”；当移动参数不在Y方向的预设移动范围时，第二报警信息可以为“1003：Y轴运动负向超范围”或“1004：Y轴运动正向超范围”；当移动参数不在Z方向的预设移动范围时，第二报警信息可以为“1005：Z轴运动负向超范围”或“1006：Z轴运动正向超范围”。
具体的，107-109步骤可以放在本申请提供的放疗设备的碰撞检测方法中的任一步骤之前或之后，图15中仅为放在101步骤前的一种示例；当然，在将108-110步骤放在某个判断步骤之后或之前是，需要对相关判断步骤后续的执行步骤进行相应更改即可，在此不做具体限制。
需要说明的是，首先，上述实施例中用于举例的放疗设备为三维放疗设备，实际中也可以应用于是更多维的放疗设备(例如四维放疗设备)或更少维的放疗设备(例如二维放疗设备)，只需要将相应的易碰撞位置选择及相应公式修改即可；
其次，上述实施例中的各个附图仅画出了放疗设备的治疗头的非共面角向Y的正方向转动的情况，但本申请提供的技术方案并不限于此，当治疗头还可以向Y的负方向转动时，仅需要简单调整上述公式中的参数和易碰撞位置的选取即可；
再次，上述实施例上述实施例中提到的第一几何参数、第二几何参数、第一位置参数和第二位置参数可以从预先的治疗计划中得出，也可以是根据治疗计划中的一致量推导得出，例如上述的Cx和Cz均可以由治疗计划中已知的治疗床的三维坐标(X、Y和Z三个方向)计算得出，此处不对上述参数的获取方式做具体限制，任何方式皆可。
示例性的，上述实施例中的各个参数具体可如下表1中所示：
表1
Figure BDA0002514009610000241
Figure BDA0002514009610000251
本申请提供的放疗设备的碰撞检测方法，该方法包括：确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离，其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。本申请提供的技术方案中，可以先确定治疗过程中各个设备或病患即待检测目标与放疗设备最可能发生碰撞的易碰撞位置，然后根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，便可判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；因为第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；因为这两个距离的大小关系直接决定了放疗设备是否会在放疗设备绕基准轴旋转的过程中，和易碰撞位置碰撞即放疗设备是否存在碰撞风险，所以根据能够反映这两者的数据，便可以确定出待检测目标与该放疗设备是否会出现碰撞风险。因此本申请提供的技术方案，可以在放疗设备对病患进行治疗前确定治疗过程是否存在碰撞风险，如果确定存在碰撞风险，则操作人员便可以及时更改放疗方案以提高放疗的安全性。为了更好的实施上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法，参照图16所示，本申请还提供了一种放疗设备01，该放疗设备01包括一种放疗设备的碰撞检测装置02。
示例性的，参照图17所示，本申请提供的放疗设备的碰撞检测装置02包括：获取模块021和处理模块022。其中，获取模块021可以执行上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法中的101步骤(包括101步骤具体包括的内容)，处理模块022可以执行上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法中的102步骤(包括102步骤包括的内容)、103步骤(包括103步骤包括的内容)、104步骤、105步骤、106步骤、108步骤和109步骤。当然获取模块021和处理模块022还可以协同执行上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法中的所有步骤，示例性的，其中有关获取信息的步骤均由获取模块021完成，对获取的信息进行判断或处理以及对放疗设备进行控制的步骤由处理模块022完成。此处并不对此做具体限制，只要两个模块可以配合实施上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法即可。
示例的，获取模块021，用于确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；
处理模块022，用于根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为获取模块021确定的易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过获取模块021确定的易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。
示例的，碰撞风险分析数据包括：第一距离和第二距离；处理模块022具体用于：根据第一距离和第二距离的大小关系，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险。
示例的，处理模块022具体用于：根据第二距离确定距离阈值，距离阈值小于第二距离；当第一距离大于距离阈值时，确定待检测目标与放疗设备存在碰撞风险；当第一距离小于距离阈值时，确定待检测目标与放疗设备不存在碰撞风险。
示例的，放疗设备到基准位置的最小距离为放疗设备的目标部件到基准位置的最小距离；目标部件至少包括以下任一项：治疗头、影像装置。
示例的，处理模块022具体用于根据以下参数的至少一项获得目标部件到基准位置的最小距离：目标部件置于零位时目标部件的底面到基准位置的距离、目标部件沿基准轴方向的宽度、目标部件沿基准轴方向的摆动角度、治疗床的前端沿基准轴方向偏离放疗设备的等中心的距离。
示例的，易碰撞位置包括：待检测目标被与垂直于放疗设备的基准轴的平面所截的截面的角点。
示例的，获取模块021具体用于：根据放疗设备预实施的放射治疗方式确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；放射治疗方式至少为以下任一种：头部放射治疗、体部放射治疗。
示例的，当治疗床包括用于放置病患的体部的体部床板和用于放置病患的头部的头部托板时，获取模块021具体用于：当放射治疗方式为体部放射治疗时，确定待检测目标至少包括治疗床的体部床板；当放射治疗方式为头部放射治疗时，确定待检测目标至少包括病患的头部定位装置和治疗床的头部托板。
进一步示例的，当放射治疗方式为头部放射治疗时，获取模块021还用于：判断治疗床的体部床板靠近头部托板的一端是否伸入治疗头对应的临界空间；临界空间为治疗头的放射面绕基准轴旋转一周形成；若确定治疗床的体部床板靠近头部托板的一端伸入治疗头对应的治疗空间时，待检测目标还包括治疗床的体部床板。
示例的，当处理模块022确定待检测目标与放疗设备存在碰撞风险之后，处理模块022还用于：确定放疗设备的安全旋转范围；若放疗设备的设定旋转范围完全属于安全旋转范围，则确定待检测目标与放疗设备不会碰撞；若放疗设备的设定旋转范围不完全属于安全旋转范围，则确定待检测目标与放疗设备会产生碰撞。
示例的，处理模块022具体用于：确定各目标碰撞位置对应的拉弧范围，其中，目标碰撞位置为易碰撞位置中，对应的第一距离大于对应的距离阈值的易碰撞位置，放疗设备在目标碰撞位置对应的拉弧范围内时与目标碰撞位置不会碰撞；确定各目标碰撞位置的拉弧范围的交集为安全旋转范围。
进一步示例的，处理模块022具体用于：以基准轴为轴，以阈值参数为半径确定临界圆周；分别从各目标碰撞位置向临界圆周做切线形成切点，确定目标碰撞位置对应的两个圆心角中的较大的圆心角为目标碰撞位置的拉弧范围。
示例的，获取模块021在获取待检测目标上的易碰撞位置之前还用于：获取治疗床在不同方向的行程参数；当确定治疗床在任一方向的行程参数均在预设的行程范围内时，获取待检测目标上的易碰撞位置。本申请提供的放疗设备的碰撞检测装置，因为该装置包括：获取模块，用于确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；处理模块，用于根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；第一距离为获取模块确定的易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过获取模块确定的易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；其中，当放疗设备绕基准轴旋转时基准位置相对放疗设备的距离固定。所以本申请提供的技术方案中，可以先确定治疗过程中各个设备或病患即待检测目标与放疗设备最可能发生碰撞的易碰撞位置，然后根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，便可判断待检测目标是否与放疗设备存在碰撞风险；因为第一距离为易碰撞位置到放疗设备的基准位置的距离，第二距离为在垂直于放疗设备的基准轴且经过易碰撞位置的平面中，放疗设备到基准位置的最小距离；因为这两个距离的大小关系直接决定了放疗设备是否会在放疗设备绕基准轴旋转的过程中，和易碰撞位置碰撞即放疗设备是否存在碰撞风险，所以根据能够反映这两者的数据，便可以确定出待检测目标与该放疗设备是否会出现碰撞风险。因此本申请提供的技术方案，可以在放疗设备对病患进行治疗前确定治疗过程是否存在碰撞风险，如果确定存在碰撞风险，则操作人员便可以及时更改放疗方案以提高放疗的安全性。
参照图18所示，本申请还提供另一种放疗设备的碰撞检测装置，包括存储器41、处理器42、总线43和通信接口44；存储器41用于存储计算机执行指令，处理器42与存储器41通过总线43连接；当放疗设备的碰撞检测装置运行时，处理器42执行存储器41存储的计算机执行指令，以使放疗设备的碰撞检测装置执行如上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法。
在具体的实现中，作为一种实施例，处理器42(42-1和42-2)可以包括一个或多个CPU，例如图4中所示的CPU0和CPU1。且作为一种实施例，放疗设备的碰撞检测装置可以包括多个处理器42，例如图4中所示的处理器42-1和处理器42-2。这些处理器42中的每一个CPU可以是一个单核处理器(single-CPU)，也可以是一个多核处理器(multi-CPU)。这里的处理器42可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
存储器41可以是只读存储器41(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only Memory，EEPROM)、只读光盘(compactdisc read-only memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器41可以是独立存在，通过总线43与处理器42相连接。存储器41也可以和处理器42集成在一起。
在具体的实现中，存储器41，用于存储本申请中的数据和执行本申请的软件程序对应的计算机执行指令。处理器42可以通过运行或执行存储在存储器41内的软件程序，以及调用存储在存储器41内的数据，放疗设备的碰撞检测装置的各种功能。
通信接口44，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信，如控制系统、无线接入网(radio access network，RAN)，无线局域网(wireless local areanetworks，WLAN)等。通信接口44可以包括接收单元实现接收功能，以及发送单元实现发送功能。
总线43，可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，ISA)总线、外部设备互连(peripheral component interconnect，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，EISA)总线等。该总线43可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括计算机执行指令，当计算机执行指令在计算机上运行时，使得计算机执行如上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法。
本申请还提供一种计算机程序，该计算机程序可直接加载到存储器中，并含有软件代码，该计算机程序经由计算机载入并执行后能够实现上述实施例提供的放疗设备的碰撞检测方法。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机可读存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是一个物理单元或多个物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个不同地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (19)

1.一种放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，包括：
确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；所述待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；
根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断所述待检测目标是否与所述放疗设备存在碰撞风险；所述第一距离为所述易碰撞位置到所述放疗设备的基准位置的距离，所述第二距离为在垂直于所述放疗设备的基准轴且经过所述易碰撞位置的平面中，所述放疗设备到所述基准位置的最小距离，其中，当所述放疗设备绕所述基准轴旋转时所述基准位置相对所述放疗设备的距离固定。
2.根据权利要求1的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，
所述碰撞风险分析数据包括：所述第一距离和所述第二距离；
所述根据用于反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断所述待检测目标是否与所述放疗设备存在碰撞风险包括：
根据所述第一距离和所述第二距离的大小关系，判断所述待检测目标是否与所述放疗设备存在碰撞风险。
3.根据权利要求2的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，
所述根据所述第一距离和所述第二距离的大小关系，判断所述待检测目标是否与所述放疗设备存在碰撞风险包括：
确定距离阈值，所述距离阈值小于所述第二距离；
当所述第一距离大于所述距离阈值时，确定所述待检测目标与所述放疗设备存在碰撞风险；
当所述第一距离小于所述距离阈值时，确定所述待检测目标与所述放疗设备不存在碰撞风险。
4.根据权利要求1-3任一项所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述放疗设备到所述基准位置的最小距离为所述放疗设备的目标部件到所述基准位置的最小距离；
所述目标部件至少包括以下任一项：治疗头、影像装置。
5.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述目标部件到所述基准位置的最小距离根据以下参数的至少一项获得：
所述目标部件置于零位时所述目标部件的底面到所述基准位置的距离、所述目标部件沿所述基准轴方向的宽度、所述目标部件沿所述基准轴方向的摆动角度、所述治疗床的前端沿所述基准轴方向偏离放疗设备的等中心的距离。
6.根据权利要求5所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，当待检测目标包括所述治疗床的用于放置病患的体部的体部床板时，则所述目标部件到所述基准位置的最小距离为X1:
Figure FDA0002514009600000021
其中，r为所述目标部件置于零位时所述目标部件的底面到所述基准位置的距离；W为所述目标部件沿所述基准轴方向的宽度；α为所述目标部件沿所述基准轴方向的摆动角度。
7.根据权利要求5所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，当待检测目标包括所述治疗床的用于放置病患的头部的头部托板和所述病患的头部定位装置时，所述目标部件到所述基准位置的最小距离为X2:
X2＝(r-Cy×sin(α))/cos(α)；
其中，r为所述目标部件置于零位时所述目标部件的底面到所述基准位置的距离；Cy为所述治疗床的前端沿所述基准轴方向偏离所述放疗设备的等中心的距离；α为所述目标部件沿所述基准轴方向的摆动角度。
8.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述易碰撞位置包括：所述待检测目标被与垂直于所述放疗设备的基准轴的平面所截的截面的角点。
9.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置包括：
根据所述放疗设备预实施的放射治疗方式确定所述待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；
所述放射治疗方式至少为以下任一种：头部放射治疗、体部放射治疗。
10.根据权利要求9所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述治疗床包括用于放置病患的体部的体部床板和用于放置病患的头部的头部托板；
当所述放射治疗方式为体部放射治疗时，所述待检测目标至少包括治疗床的体部床板；
当所述放射治疗方式为头部放射治疗时，所述待检测目标至少包括病患的头部定位装置和所述治疗床的头部托板。
11.根据权利要求10所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，
当所述放射治疗方式为头部放射治疗时，还包括：
判断所述治疗床的体部床板靠近所述头部托板的一端是否伸入治疗头对应的临界空间；所述临界空间为所述治疗头的放射面绕所述基准轴旋转一周形成；
若确定所述治疗床的体部床板靠近所述头部托板的一端伸入治疗头对应的治疗空间时，所述待检测目标还包括治疗床的体部床板。
12.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，在确定所述待检测目标与所述放疗设备存在碰撞风险之后，所述碰撞检测方法还包括：
确定所述放疗设备的安全旋转范围；
若所述放疗设备的设定旋转范围完全属于所述安全旋转范围，则确定所述待检测目标与所述放疗设备不会碰撞；
若所述放疗设备的设定旋转范围不完全属于所述安全旋转范围，则确定所述待检测目标与所述放疗设备会产生碰撞。
13.根据权利要求12所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述确定所述放疗设备的安全旋转范围包括：
确定各目标碰撞位置对应的拉弧范围，其中，所述目标碰撞位置为所述易碰撞位置中，对应的第一距离大于对应的距离阈值的易碰撞位置，所述放疗设备在所述目标碰撞位置对应的拉弧范围内时与所述目标碰撞位置不会碰撞；
确定各目标碰撞位置的拉弧范围的交集为所述安全旋转范围。
14.根据权利要求13所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述确定各目标碰撞点对应的拉弧范围包括：
以所述基准轴为轴，以所述阈值参数为半径确定临界圆周；
分别从各目标碰撞位置向所述临界圆周做切线形成切点，确定所述目标碰撞位置对应的两个圆心角中的较大的圆心角为所述目标碰撞位置的拉弧范围。
15.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述获取待检测目标上的易碰撞位置之前还包括：
获取治疗床在不同方向的行程参数；
当确定治疗床在任一方向的行程参数均在预设的行程范围内时，获取待检测目标上的易碰撞位置。
16.根据权利要求1所述的放疗设备的碰撞检测方法，其特征在于，所述基准位置为所述放疗设备的等中心或基准轴。
17.一种放疗设备的碰撞检测装置，其特征在于，包括：获取模块和处理模块；
所述获取模块，用于确定待检测目标在放疗设备中的易碰撞位置；所述待检测目标至少为以下任一种：治疗床、治疗床上的病患、病患的头部定位装置、病患的体部定位装置；
所述处理模块，用于根据能够反映第一距离和第二距离的大小关系的碰撞风险分析数据，判断所述待检测目标是否与所述放疗设备存在碰撞风险；所述第一距离为所述获取模块确定的所述易碰撞位置到所述放疗设备的基准位置的距离，所述第二距离为在垂直于所述放疗设备的基准轴且经过所述获取模块确定的所述易碰撞位置的平面中，所述放疗设备到所述基准位置的最小距离；
其中，当所述放疗设备绕所述基准轴旋转时所述基准位置相对所述放疗设备的距离固定。
18.一种放疗设备的碰撞检测装置，其特征在于，包括存储器、处理器、总线和通信接口；存储器用于存储计算机执行指令，处理器与存储器通过总线连接；当放疗设备的碰撞检测装置运行时，处理器执行存储器存储的计算机执行指令，以使放疗设备的碰撞检测装置执行如权利要求1-16任一项所述的放疗设备的碰撞检测方法。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当计算机执行所述计算机执行指令时，以实现如权利要求1-16任一项所述的放疗设备的碰撞检测方法。
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