CN111596245B - 一种标定水箱的光学与金属复合定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本公开公开了一种标定水箱的光学与金属复合定位方法及系统，包括：根据核磁共振摆放位置生成核磁共振位置模型；在该模型中选定标定水箱的摆放位置之后，确定金属球和激光发生器坐标；根据激光发生器坐标确定激光接收器的位置；标定水箱开始摆位，激光发生器开始工作，判断激光发生器与判断接收器是否对准，若是，则核磁共振扫描水箱并生成实测金属球坐标；将实测金属球坐标与模型中确定的金属球坐标对比，若相等，则完成标定水箱摆放。本公开的光学与金属复合定位靶点，能够准确定位水箱位置，简化仪器的准备过程，节省了摆位时间，同时避免了人工操作经验不足或操作失误引起的误差，提高了测量精确度。

Description

一种标定水箱的光学与金属复合定位方法及系统

技术领域

本公开属于医疗设备技术领域，尤其涉及无光野加速器标定水箱的光学与金属复合定位系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着医学技术的进步，医用电子直线加速器迅速崛起，成为医疗器械中高、精、尖技术产品，也是医疗领域中技术含量最高的器械之一，自1953年诞生以来已被广泛应用于各地医院放射科，是医学检查和肿瘤的放射性治疗中必不可少的设备。在核磁共振和放疗设备中，使用前需要利用三维水箱对仪器进行标定，以检定直线电子加速器准确性。三维水箱又称射线束剂量扫描分析装置，用于检测空间内各位置的射线剂量，据此对直线加速器进行调整。

直线电子加速器需要标定水箱进行标定，水箱位置的精确是标定的前提，在开始测量之前，需要准确对三维水箱进行摆位，因摆位的准确度直接决定结果的准确度，故三维水箱的精确摆位是十分重要的前置工作。

在传统方法中，需要放射科医师手动水箱摆位，并在水箱中摆放三枚以上的金属球，利用核磁共振影像计算分析球和参考电离室位置，以确定视野中心位置,该种方法对空间敏感度低，误差较大。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了无光野加速器标定水箱的光学与金属复合定位系统，利用光学和金属靶点的耦合，完成标定水箱摆位。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

一方面，公开了一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，包括：

根据核磁共振设备的摆放位置生成核磁共振位置模型；

在该模型中选定标定水箱的摆放位置之后，确定金属球和激光发生器坐标；

根据激光发生器坐标确定激光接收器的位置；

标定水箱开始摆位，激光发生器开始工作，判断激光发生器与激光接收器是否对准，若是，则核磁共振扫描水箱并生成实测金属球坐标；

将实测金属球坐标与模型中确定的金属球坐标对比，若相等，则完成标定水箱摆放。

另一方面，公开了无光野加速器标定水箱的光学与金属复合定位系统，包括：

位于标定水箱中且位置固定的激光发生器、与激光发生器配合工作的激光接收器、设置在标定水箱中的金属球及计算机；

所述计算机根据MRI设备的摆放位置生成MRI设备的位置模型，在选定标定水箱的摆放位置之后，在模型中确定金属球和激光发生器坐标，并确定激光接收器位置，利用激光发生器摆位，激光接收器与激光发生器对准后，MRI设备扫描标定水箱生成金属球坐标并传输至所述计算机，所述模型中确定的金属球坐标与实测金属球坐标一致则标定水箱位置标定完成。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1.本公开的光学与金属复合定位靶点，能够准确定位标定水箱位置，简化仪器的准备过程，节省了摆位时间，同时避免了人工操作经验不足或操作失误引起的误差，提高了测量精确度。

2.本公开的光学与金属复合定位方法，采用激光和金属双重定位，可以定位靶点在三维空间的位置，提高靶点定位的精准度。

3.本公开的光学与金属复合定位靶点，提前确定定位靶点安装在标定水箱内的位置和标定水箱的相对位置关系，取代了多个钨球寻找视野中心的方法，简化了操作流程，提高了MRI设备的标定效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开中激光发生器与激光接收器之间的数学关系图；

图2为本公开复合靶点与感应器应用模式示意图；

图3为本公开中标定水箱摆放流程图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例公开了一种用于MRI标定水箱的光学与金属复合定位方法，其流程图如图3所示，首先在计算机里根据MRI设备的摆放位置生成核磁共振位置模型，并以MRI设备的坐标系为标定坐标，在工程师选定标定水箱的摆放位置之后，根据金属球和标定水箱的相对位置关系，在计算机坐标系里产生金属球坐标，并根据金属球、激光发生器和激光接收器的相对位置关系，产生激光接收器位置，通过调节激光接收器的位置，就可以完成对于标定水箱摆放位置的确定。

进行解释说明的是：核磁共振简称MRI。

在计算机里根据MRI设备的摆放位置生成模型，该模型为MRI设备的位置模型，可理解为MRI设备的治疗床位置模型。金属球和标定水箱的相对位置关系提前进行确定，可利用此位置构建计算机模型。MRI坐标系是MRI设备扫描后，生成的坐标系，金属球坐标为金属球在该坐标系里的位置坐标。

金属球坐标为金属球在MRI设备图像中明显显示，可随图像生成于核磁共振坐标系。

在计算机里根据MRI设备的摆放位置生成模型的方法如下：计算机里的坐标系为MRI设备的图像坐标系，根据工作台位置，高度等信息确定MRI设备模型在计算机里模型的位置。标定水箱对MRI设备进行标定，最后标定水箱会放在MRI设备的工作台上。工作台位置，高度等信息为可测量信息，经过标准数值输入计算机确定。

标定水箱的摆放位置由标定工程师选择，在标定水箱的位置确定后，根据金属球、激光发生器和标定水箱的相对位置关系，确定金属球和激光发生器的位置。金属球、激光发生器与标定水箱的相对位置确定，所以标定水箱位置确定后，金属球、激光发生器位置可以确定。

本公开的中激光发生器位于标定水箱中且位置固定，此激光发生器激光线束是倾斜的，其中倾斜角度为α，激光发生器的离地距离为m，激光发生器离墙面的距离为w，所以激光接收器在墙面上且离地距离为n＝w·tanα+m，如图1所示。

本公开进一步的，在与激光发生器同一中线上，离地面n的位置安装激光接收器，如图2所示。

当激光接收器接收到激光时，输出数字1，且闪烁与激光颜色不同的灯光，当激光接收器没接收到激光时，输出为0，且不闪烁灯光。

基于上述原理，在激光接收器的位置确定后，打开标定水箱内激光发生器的开关，激光发生器发出激光，开始水箱的摆放，在工作台上水平移动标定水箱的位置，当激光接收器输出1，且灯光闪烁时，认为标定水箱已经摆放到正确位置。

使用MRI设备扫描标定水箱，此时生成的图像中可以找到金属球的坐标位置，对比计算机模拟系统里金属球位置与此时是否相等，若两个坐标值相等，则认为此时标定水箱的摆放完成。金属球会在图像里显示出来，就可以在图像里找到金属球的坐标信息。不相等表示摆位失败，需要重新摆位。

该实施例子中，金属球和激光发生器在相同位置，该方法利用光学和金属靶点的耦合，完成标定水箱摆位。所述光学和金属靶点的耦合可以通过光学特性和金属特性共同实现空间上的定位，较之传统人工手动摆位、金属成像简化了准备流程，提高了容错率与精准度。

另一方面，再次参见附图2所示，公开了无光野加速器标定水箱的光学与金属复合定位系统，包括：

位于标定水箱中且位置固定的激光发生器、与激光发生器配合工作的激光接收器、设置在标定水箱中的金属球及计算机；

所述计算机根据MRI设备的摆放位置生成MRI设备的位置模型，在选定标定水箱的摆放位置之后，在模型中确定金属球和激光发生器坐标，并确定激光接收器位置，利用激光发生器摆位，激光接收器与激光发生器对准后，MRI设备扫描标定水箱生成金属球坐标并传输至所述计算机，所述模型中确定的金属球坐标与实测金属球坐标一致则标定水箱位置标定完成。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，包括：

根据核磁共振设备的摆放位置生成核磁共振位置模型；

在该模型中选定标定水箱的摆放位置之后，确定金属球和激光发生器坐标；

根据激光发生器坐标确定激光接收器的位置；

标定水箱开始摆位，激光发生器开始工作，判断激光发生器与激光接收器是否对准，若是，则核磁共振扫描标定水箱并生成实测金属球坐标；

将实测金属球坐标与模型中确定的金属球坐标对比，若相等，则完成标定水箱摆放。

2.如权利要求1所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，所述生成核磁共振位置模型的步骤为：

标定水箱放在核磁共振工作台上；

确定金属球和标定水箱的相对位置；

根据工作台位置，高度信息及金属球和标定水箱的相对位置确定生成核磁共振位置模型。

3.如权利要求1所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，所述激光发生器激光线束是倾斜的，其中倾斜角度α为激光发生器激光线束与地平面的夹角，激光发生器的离地距离为m，激光发生器离墙面的距离为w，所以激光接收器在墙面上且离地距离为n＝w·tanα+m。

4.如权利要求3所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，在与激光发生器同一中线上，离地面n的位置安装激光接收器。

5.如权利要求3所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，当激光接收器接收到激光时，输出数字1，且闪烁与激光颜色不同的灯光，当激光接收器没接收到激光时，输出为0，且不闪烁灯光。

6.如权利要求5所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，激光发生器发出激光，开始标定水箱的摆放，在工作台上水平移动标定水箱的位置，当激光接收器输出1，且灯光闪烁时，认为标定水箱已经摆放到正确位置。

7.如权利要求5所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，使用核磁共振扫描标定水箱，此时生成的图像中获得金属球的坐标位置。

8.如权利要求1所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，将实测金属球坐标与模型中确定的金属球坐标对比，若不相等，则重新标定水箱，直至相等。

9.如权利要求1所述的一种标定水箱的光学与金属复合定位方法，其特征是，金属球和激光发生器所处位置相同。

10.无光野加速器标定水箱的光学与金属复合定位系统，其特征是，包括：

位于标定水箱中且位置固定的激光发生器、与激光发生器配合工作的激光接收器、设置在标定水箱中的金属球及计算机；

所述计算机根据MRI设备的摆放位置生成MRI设备的位置模型，在选定标定水箱的摆放位置之后，在模型中确定金属球和激光发生器坐标，并确定激光接收器位置，利用激光发生器摆位，激光接收器与激光发生器对准后，MRI设备扫描标定水箱生成金属球坐标并传输至所述计算机，所述模型中确定的金属球坐标与实测金属球坐标一致则标定水箱位置标定完成。

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