CN112316318A - 一种图像引导放射治疗的摆位引导系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种图像引导放射治疗的摆位引导系统和方法，包括：治疗计划部、X射线成像部、肿瘤信息部、患者摆位验证部和治疗床控制部；治疗计划部，用于根据诊断数据生成治疗计划文件；X射线成像部，用于拍摄DR图像；肿瘤信息部，用于接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部；患者摆位验证部，用于根据治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将摆位偏移量数据回传至肿瘤信息部，并由肿瘤信息部传输至治疗床控制部；治疗床控制部，用于根据摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。其将放射治疗过程中用到的部件有机结合起来，作为一个快速联通的整体为医院患者服务。

Description

一种图像引导放射治疗的摆位引导系统和方法
技术领域
本发明涉及一种图像引导放射治疗的摆位引导系统和方法，属于放射性治疗技术领域。
背景技术
放射治疗中患者的摆位验证速度和精度是影响患者治疗效率和疗效的重要因素，特别是在当前热门的粒子精准放射治疗技术中，患者摆位占用了较多的治疗时间，极大的降低了放射治疗的效率，增加了治疗成本，同时影响患者的放疗疗效。因此，如何快速有效的引导患者进行摆位操作及验证，是图像引导放疗技术的关键之一。
当前的图像引导系统经常作为一个独立的医疗设备，大多数使用数字X射线成像(DR)系统、CBCT成像系统、以及光学成像获取患者的摆位位置信息，对患者进行摆位引导和验证。这些获得的摆位信息不能和医院的治疗计划系统、肿瘤信息系统(OIS)及治疗床控制系统进行有机结合，使用时需要较多的人工操作，增加患者摆位时间的同时，还会增加医生及其他医护技术人员的工作量，不利于患者治疗。
总之，现有的图像引导系统缺乏快速有效的图像采集传输功能及和其他医疗系统有机集成的能力，不利于引导放疗过程中患者的快速摆位及验证。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种图像引导放射治疗的摆位引导系统和方法，其在放射治疗过程中，将医院的肿瘤信息系统、专用治疗计划系统、数字X射线成像(DR)系统、专用患者摆位验证系统以及治疗床控制系统有机结合起来，作为一个快速联通的整体为医院患者服务。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种图像引导放射治疗的摆位引导系统，包括：治疗计划部、X射线成像部、肿瘤信息部、患者摆位验证部和治疗床控制部；治疗计划部，用于根据诊断数据生成治疗计划文件；X射线成像部，用于拍摄DR图像；肿瘤信息部，用于接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部；患者摆位验证部，用于根据治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将摆位偏移量数据回传至肿瘤信息部，并由肿瘤信息部传输至治疗床控制部；治疗床控制部，用于根据摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。
进一步，治疗计划文件包括CT图像，治疗照射野参数，计划剂量文件和患者组织器官。
进一步，DR图像包括至少两张DR图像，两张DR图像的拍摄角度的夹角在60°—120°之间。
进一步，摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。
进一步，摆位偏移量数据通过2D-3D自动配准算法获得。
本发明还公开了一种图像引导放射治疗的摆位引导方法，采用上述任一项的图像引导放射治疗的摆位引导系统，包括以下步骤：S1根据诊断数据生成治疗计划文件；S2拍摄患者不同角度的若干张DR图像；S3肿瘤信息部接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部；S4患者摆位验证部根据治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将摆位偏移量数据回传至肿瘤信息部，并由肿瘤信息部传输至治疗床控制部；S5治疗床控制部根据摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。
进一步，摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。
进一步，摆位偏移量数据通过2D-3D自动配准算法获得。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：其解决常规图像引导放射治疗系统中图像获取和信息传输壁垒，OIS系统可以自动快速传输患者的治疗信息(包括治疗计划信息、DR图像信息、摆位偏移量数据等)，患者的治疗信息和摆位信息能够被自动快速获取和处理，引导患者精准摆位和治疗，在不增加新的医疗器械设备的同时，提高患者摆位效率和精度。
附图说明
图1是本发明一实施例中图像引导放射治疗的摆位引导系统的示意图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方向，通过具体实施例对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，具体实施方式的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，所用到的术语仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一
本实施例公开了一种图像引导放射治疗的摆位引导系统，如图1所述，包括：治疗计划部、X射线成像部、肿瘤信息部、患者摆位验证部和治疗床控制部。
治疗计划部，用于根据诊断数据生成治疗计划文件；本实施例中的治疗计划部优选为ciPlan系统，操作者使用ciPlan系统对当前患者制作治疗计划。治疗计划文件包括CT图像，治疗照射野参数，计划剂量文件和患者组织器官等。在治疗计划部，输入患者的计划CT、核磁共振(MR)等病理摆位图像，医师等操作人员根据CT、MR图像等勾画患者的危机器官和肿瘤靶区等组织器官，确定需要照射的部位和需要保护的正常组织，并计算每个组织器官的剂量分布情况，将其做成剂量体积直方图(DVH图)显示输出，并根据CT、MR图像生成多张重建数字射线图像(DRR图像)，将生成的组织器官和DRR图像根据DICOM(DigitalImaging and Communications in Medicine，即医学数字成像和通信，是医学图像和相关信息的国际标准ISO 12052)标准文件格式输出。
X射线成像部，用于拍摄DR图像；肿瘤信息部，用于接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部；DR图像包括至少两张DR图像，两张DR图像的拍摄角度的夹角在60°—120°之间。
肿瘤信息部，用于接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部。
患者摆位验证部，用于根据治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将摆位偏移量数据回传至肿瘤信息部，并由肿瘤信息部传输至治疗床控制部；摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。摆位偏移量数据通过手动或自动配准算法获得。在摆位验证部分，输入两张大角度相交的DR图像和患者的治疗计划CT图像，该两张图像DR图像作为配准图像进行可以进行旋转平移操作，同时根据治疗计划CT图像、DR图像拍摄的角度的等中心给角(SAD)等参数在小角度范围生成多张DRR图像作为被配准图像，本实施例优选每个角度各20张，将两张DR图像和生成的DRR图像进行配准，找出配准相似度最高的两张DRR图像，判断该两张DRR图像和DR图像的相似度是否达到设定的要求，如果达到治疗的要求，则输出配准参数作为患者的摆位偏移量参数。如果相似度达不到设定的要求，则调整DRR图像的生成范围，继续进行配准。最终得到患者的摆位偏移量参数作为输出。
治疗床控制部，用于根据摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。
实施例二
基于相同的发明构思，本实施例公开了一种图像引导放射治疗的摆位引导方法，采用上述任一项的图像引导放射治疗的摆位引导系统，
包括以下步骤：
在患者放射治疗开始之前，
S1根据诊断数据，如CT等，生成治疗计划文件；
S2当将患者被输送进入治疗室固定在治疗床上完成初始摆位后，拍摄患者不同角度的若干张DR图像；
S3肿瘤信息部接受治疗计划文件和DR图像，并将治疗计划文件和DR图像发送至患者摆位验证部；
S4患者摆位验证部根据治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将摆位偏移量数据回传至肿瘤信息部，并由肿瘤信息部传输至治疗床控制部；摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。患者摆位验证部通过患者CT自动生成的数字影像重建(DRR)图像和DR图像进行配准，操作者可以选择手动模式调节配准，也可以通过2D-3D配准算法自动配准，配准完成后自动快速获取患者摆位六维偏移量参数；
S5治疗床控制部根据摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。最后操作者根据治疗床获取的六维偏移量数据对治疗床进行手动移动或者在远程控制状态下自动快速移动，使患者摆位位置达到治疗条件，任何开始进行精准治疗。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。上述内容仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种图像引导放射治疗的摆位引导系统，其特征在于，包括：治疗计划部、X射线成像部、肿瘤信息部、患者摆位验证部和治疗床控制部；
所述治疗计划部，用于根据诊断数据生成治疗计划文件；
所述X射线成像部，用于拍摄DR图像；
所述肿瘤信息部，用于接受所述治疗计划文件和所述DR图像，并将所述治疗计划文件和DR图像发送至所述患者摆位验证部；
所述患者摆位验证部，用于根据所述治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将所述摆位偏移量数据回传至所述肿瘤信息部，并由所述肿瘤信息部传输至所述治疗床控制部；
所述治疗床控制部，用于根据所述摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。
2.如权利要求1所述的图像引导放射治疗的摆位引导系统，其特征在于，所述治疗计划文件包括CT图像，治疗照射野参数，计划剂量文件和患者组织器官。
3.如权利要求1所述的图像引导放射治疗的摆位引导系统，其特征在于，所述DR图像包括至少两张DR图像，两张DR图像的拍摄角度的夹角在60°—120°之间。
4.如权利要求1所述的图像引导放射治疗的摆位引导系统，其特征在于，所述摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。
5.如权利要求4所述的图像引导放射治疗的摆位引导系统，其特征在于，所述摆位偏移量数据通过2D-3D自动配准算法获得。
6.一种图像引导放射治疗的摆位引导方法，其特征在于，采用权利要求1-5所述的图像引导放射治疗的摆位引导系统，包括以下步骤：
S1根据诊断数据生成治疗计划文件；
S2拍摄患者不同角度的若干张DR图像；
S3肿瘤信息部接受所述治疗计划文件和所述DR图像，并将所述治疗计划文件和DR图像发送至所述患者摆位验证部；
S4患者摆位验证部根据所述治疗计划文件和DR图像获取患者摆位偏移量数据，将所述摆位偏移量数据回传至所述肿瘤信息部，并由所述肿瘤信息部传输至所述治疗床控制部；
S5治疗床控制部根据所述摆位偏移量数据对治疗床的摆位进行调整。
7.如权利要求6所述的图像引导放射治疗的摆位引导方法，其特征在于，所述摆位偏移量数据包括治疗床的三维坐标及三维旋转角度。
8.如权利要求7所述的图像引导放射治疗的摆位引导方法，其特征在于，所述摆位偏移量数据通过2D-3D自动配准算法获得。
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