CN114028737A - 一种放射治疗设备的防碰撞方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种放射治疗设备的防碰撞方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像，确定放射治疗设备防碰撞区域和治疗床的三维轮廓参数，根据放射治疗设备防碰撞区域和治疗床的三维轮廓参数获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数；当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第一预设值发出治疗床停止指令，本方法可以避免治疗床在移动过程中碰撞放射治疗设备。

Description

一种放射治疗设备的防碰撞方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种放射治疗设备的防碰撞方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
放射治疗设备主要用于恶性肿瘤的放射治疗，在治疗前、治疗中和治疗后都需要移动治疗床，治疗床在移动过程中有相互碰撞的潜在可能，这种碰撞可能会给会造成放射治疗设备损坏造成巨大的经济损失，还可能危及操作者和患者的人身安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射治疗设备的防碰撞方法，以解决背景技术中提到的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种放射治疗设备的防碰撞方法，包括：
根据俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像确定放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数；
根据俯视视角的治疗床图像和侧视视角的治疗床图像确定治疗床三维轮廓参数；
根据治疗床三维轮廓参数和放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数；
当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第一预设值发出治疗床停止指令。
优选地，所述俯视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像由第一摄像机获得，所述侧视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像由第二摄像机获得，所述第一摄像机拍摄方向与所述第二摄像机拍摄方向垂直。
优选地，所述放射治疗设备的防碰撞方法，还包括：在获得俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像之前将第一摄像机的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，将第二摄像机的拍摄基准线与侧视视角的放射治疗设备轮廓对齐。
优选地，所述第一摄像机的拍摄基准线和第二摄像机的拍摄基准线为与放射治疗设备轮廓对应的至少一个点、至少一个线条或至少一个几何形线框。
优选地，所述确定治疗床三维轮廓参数包括确定描述治疗床三维轮廓的多个标点的三维坐标参数，所述确定放射治疗设备防撞区域三维轮廓参数包括确定描述放射治疗设备防撞区域三维轮廓的多个标点的三维坐标参数。
优选地，所述获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数的方法包括：计算描述治疗床三维轮廓的多个标点的三维坐标参数和描述放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓的多个标点的三维坐标参数之间的差值，获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数。
优选地，所述放射治疗设备的防碰撞方法，还包括当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，第一预设值＜第二预设值。
本发明还提供了一种放射治疗设备的防碰撞装置，包括：
图像获取模块，包括用于获得俯视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像的第一摄像机，以及用于获得侧视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像的第二摄像机；
校准模块，用于将第一摄像机的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，将第二摄像机的拍摄基准线与侧视视角的放射治疗设备轮廓对齐；
三维轮廓参数生成模块，其根据第一摄像机和第二摄像机拍摄图像分别生成治疗床三维轮廓参数和治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数；
距离参数判断模块，用于判断治疗床三维轮廓与治疗设备防碰撞区域的距离参数；
指令模块，用于当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于预设值发出治疗床停止指令，当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，第一预设值＜第二预设值。
本发明还提供了一种放射治疗设备的防碰撞设备，包括：
第一摄像机，用于获取俯视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像；
第二摄像机，用于获取侧视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像；
一个或多个处理器，用于执行一个或多个程序；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的放射治疗设备的防碰撞方法。
本发明还提供了一种用于执行上述任意一项所述放射治疗设备的防碰撞方法中步骤的计算机可读存储介质。
本发明的技术效果和优点：根据俯视视角的放射治疗设备和治疗床图像确定放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数和治疗床三维轮廓参数以判断两者的距离参数，当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于预设值发出治疗床停止指令，其次，放射治疗设备防碰撞区域外侧设置放射治疗设备防碰撞警示区域，提前提供警示信号，以此避免治疗床与放射治疗设备发生碰撞。
附图说明
图1为本发明实施例一的放射治疗设备的防碰撞方法的流程图；
图2为本发明实施例一中的第一摄像机、第二摄像机、放射治疗设备和治疗床的位置正视示意图；
图3为本发明实施例一中的第二摄像机、放射治疗设备和治疗床的位置俯视示意图；
图4为本发明实施例一中的第一摄像机拍摄基准线示意图；
图5为本发明实施例一中的第二摄像机拍摄基准线示意图；
图6为本发明实施例二中的放射治疗设备的防碰撞装置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明，需要说明的是本发明的放射治疗设备是指利用原子核或人工装置产生射线治疗肿瘤的设备，如钴-60放疗设备和医用电子直线加速器等，也可以是用于放射治疗的CT和核磁共振等医学影像设备，所述治疗床是指可旋转和可移动的治疗床，所述治疗床包括狭义理解的单纯的治疗床，也包括广义理解的包括患者的治疗床。本发明适用于通过可旋转和可移动的治疗床将患者移动到放射治疗设备的治疗位置，放射治疗完成后通过治疗床将患者从放射治疗设备的治疗位置移出，避免治疗床的床板与放射治疗设备发生的情况。
实施例一
如图1、图2和图3所示，本发明一种放射治疗设备的防碰撞方法可以由防碰撞装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现。本方法具体包括：
S1、获取俯视视角和侧视视角的放射治疗设备图像，其中，所述俯视视角的放射治疗设备图像由第一摄像机获得，所述侧视视角的放射治疗设备图像由第二摄像机获得，所述第一摄像机拍摄方向与所述第二摄像机拍摄方向垂直，可选的，如图4和图5所示，在获得俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像之前将第一摄像机取景框中的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，以校准第一摄像机拍摄方向和焦距，所述第一摄像机的拍摄基准线和第二摄像机取景框中的拍摄基准线为与放射治疗设备轮廓对应的至少一个点、至少一个线条或至少一个几何形线框。
S2、俯视视角和侧视视角的放射治疗设备图像确定放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数，其中，放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数根据俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像和放射治疗设备的物理尺寸换算确定，所述确定放射治疗设备防撞区域三维轮廓参数包括确定描述放射治疗设备防撞区域三维轮廓的多个标点的三维坐标参数。
S3、获取俯视视角和侧视视角的治疗床图像，其中，所述俯视视角的治疗床图像由第一摄像机获得，所述侧视视角的治疗床图像由第二摄像机获得。
S4、确定治疗床三维轮廓参数，其中，治疗床三维轮廓参数根据俯视视角的治疗床图像和侧视视角的治疗床图像和治疗床的物理尺寸换算确定，所述确定治疗床三维轮廓参数包括确定描述治疗床三维轮廓的多个三维坐标参数。
S5、获得治疗床轮廓与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数,描述放射治疗设备防撞区域三维轮廓的多个三维坐标参数和描述治疗床三维轮廓的多个三维坐标参数为同一三维坐标系中的参数，通过计算治疗床三维坐标参数与放射治疗设备三维坐标参数的差值，获得治疗床轮廓与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数。
S6,当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第一预设值发出治疗床停止指令，可选的，当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，第一预设值＜第二预设值。
本实施例通过治疗床三维坐标参数与放射治疗设备三维坐标参数的差值，获得治疗床轮廓与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数，防止治疗床与放射治疗设备发生碰撞。
实施例二
如图6所示的一种放射治疗设备的防碰撞装置，包括：图像获取模块21、校准模块22、三维轮廓参数生成模块23、距离参数判断模块24和指令模块25。
其中，图像获取模块21用于获得俯视视角的治疗床图像和侧视视角的治疗床图像；校准模块22用于将第一摄像机的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，将第二摄像机的拍摄基准线与侧视视角的放射治疗设备轮廓对齐，以校准第一摄像机拍摄方向和焦距；三维轮廓参数生成模块23用于生成治疗床三维轮廓参数和治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数；距离参数判断模块24用于判断治疗床三维轮廓与治疗设备防碰撞区域的距离参数；指令模块25用于当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于预设值发出治疗床停止指令，当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，警警示信号可以通过终端以声音、灯光和图案等方式表达。
需要说明的是，上述放射治疗设备的防碰撞装置的实施例中，所包括的模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
实施例三
本发明还提供了一种放射治疗设备的防碰撞设备，以达到防止治疗床与放射治疗设备碰撞的目的，所述防碰撞设备包括但不限于：第一摄像机、第二摄像机、一个或多个处理器、存储器，其中，所述第一摄像机用于获取俯视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像，所述第二摄像机用于获取侧视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像，一个或多个处理器用于执行一个或多个程序，所述一个或多个程序包括操作系统和一个或多个摄像机校准、图像数据采集及处理、放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓和治疗床三维轮廓的数据生成、计算及转换、治疗床操作指令和警示信号的执行和发送，所述存储器用于存储上述一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现上述任一所述的放射治疗设备的防碰撞方法，所述存储器可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器，所述存储器可以进一步包括其它可移动或不可移动的如可读写的磁盘驱动器，所述防碰撞设备还可以包括光纤、网线、总线、网卡、调制解调器、输入和输出接口等，通过上述设备，可以实现治疗床与放射治疗设备的防碰撞，提高治疗床在移动过程中对防碰撞处理的及时性，避免治疗床和放射治疗设备的损坏。
实施例四
本发明还提供了一种用于执行上述实施例一所述放射治疗设备的防碰撞方法中步骤的计算机可读存储介质。
最后应说明的是：上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (10)

1.一种放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，包括：
根据俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像确定放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数；
根据俯视视角的治疗床图像和侧视视角的治疗床图像确定治疗床三维轮廓参数；
根据治疗床三维轮廓参数和放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数；
当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第一预设值发出治疗床停止指令。
2.根据权利要求1所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，所述俯视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像由第一摄像机获得，所述侧视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像由第二摄像机获得，所述第一摄像机拍摄方向与所述第二摄像机拍摄方向垂直。
3.根据权利要求2所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，还包括：在获得俯视视角的放射治疗设备图像和侧视视角的放射治疗设备图像之前将第一摄像机的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，将第二摄像机的拍摄基准线与侧视视角的放射治疗设备轮廓对齐。
4.根据权利要求3所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，所述第一摄像机的拍摄基准线和第二摄像机的拍摄基准线为与放射治疗设备轮廓对应的至少一个点、至少一个线条或至少一个几何形线框。
5.根据权利要求1所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，所述确定治疗床三维轮廓参数包括确定描述治疗床三维轮廓的多个标点的三维坐标参数，所述确定放射治疗设备防撞区域三维轮廓参数包括确定描述放射治疗设备防撞区域三维轮廓的多个标点的三维坐标参数。
6.根据权利要求5所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，所述获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域轮廓之间的距离参数的方法包括：计算描述治疗床三维轮廓的多个标点的三维坐标参数和描述放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓的多个标点的三维坐标参数之间的差值，获得治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数。
7.根据权利要求1所述放射治疗设备的防碰撞方法，其特征在于，还包括当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，第一预设值＜第二预设值。
8.一种放射治疗设备的防碰撞装置，包括：
图像获取模块，包括用于获得俯视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像的第一摄像机，以及用于获得侧视视角的治疗床图像和放射治疗设备图像的第二摄像机；
校准模块，用于将第一摄像机的拍摄基准线与俯视视角的放射治疗设备轮廓对齐，将第二摄像机的拍摄基准线与侧视视角的放射治疗设备轮廓对齐；
三维轮廓参数生成模块，其根据第一摄像机和第二摄像机拍摄图像分别生成治疗床三维轮廓参数和治疗设备防碰撞区域三维轮廓参数；
距离参数判断模块，用于判断治疗床三维轮廓与治疗设备防碰撞区域的距离参数；
指令模块，用于当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于预设值发出治疗床停止指令，当治疗床与放射治疗设备防碰撞区域三维轮廓之间的距离参数小于第二预设值大于第一预设值时发出警示信号，第一预设值＜第二预设值。
9.一种放射治疗设备的防碰撞设备，包括：
第一摄像机，用于获取俯视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像；
第二摄像机，用于获取侧视视角的放射治疗设备图像和治疗床图像；
一个或多个处理器，用于执行一个或多个程序；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-8中任一所述的放射治疗设备的防碰撞方法。
10.一种用于执行权利要求1-8中任一所述放射治疗设备的防碰撞方法中步骤的计算机可读存储介质。
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