CN116850484B - 图像引导系统及校准装置、位置校准方法、放射治疗设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种图像引导系统及其校准装置、位置校准方法、放射治疗设备，其中，校准装置包括至少两个光路通道和至少两个成像组件；每个光路通道均贯穿校准装置，光路通道用于供射线穿过；两个光路通道相互交叉，且两个光路通道的交叉点为校准装置的中心点；成像组件包括两个成像面，两个成像面设置在同一光路通道的相对两端；每个成像面均设置有标记部，标记部设置有中心标记点，中心标记点位于光路通道的延伸方向上；一个成像组件中两个成像面的中心标记点的连线穿过校准装置的中心点。本发明的校准装置用于在一次成像操作中获得一对图像信息，便于对一对图像信息进行比对，以便于调整成像设备的位置偏移。
Description
技术领域
本发明涉及成像设备技术领域，尤其涉及一种图像引导系统及校准装置、位置校准方法、放射治疗设备。
背景技术
放射治疗是现有的一种治疗技术，其包括2D IGRT(2D Image-Guided RadiationTherapy，2D图像引导放射治疗)。2D IGRT通过使用二维图像来引导放疗。在2D IGRT中，医生使用X射线或其他成像部件来获取患者对应部位的二维图像，然后使用这些图像来确定患者体位和肿瘤的位置。这些信息可以用来指导放射源的定位和定向，以确保放疗准确地照射到肿瘤区域，并最大限度地减少对周围健康组织的伤害。
在图像引导放射治疗系统中，会预先确定等中心点，并使得一对X射线的交点与该等中心点重合，在需要对患者病灶位置进行放疗时，仅需将患者病灶位置移动至等中心点即可。因此，在进行放疗前，医生或其他设备使用者将获得的X射线数字图像和由计划由治疗计划CT图像生成的DRR(Digitally Reconstructured Radiograph，数字重建放射影像)首先进行图像解剖特征增强处理，然后通过二维-三维图像配准，计算出患者病灶位置与等中心点之间偏移，由此在治疗前通过移动治疗床来调整患者摆位，实现对肿瘤的精确定位。
患者病灶位置与等中心点的偏移值是根据取得的一对X射线图像与CT图像进行配准计算所得，一对X射线图像与成像部件的位置、射线源到射线探测器的距离和角度有关。成像部位的位置误差会引起X射线图像的偏移误差，例如若一对X射线的交点与等中心点不重合，或一对X射线在成像设备，从而会影响计算患者病灶位置的偏移值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种放射治疗设备、图像引导系统及其校准装置，用于在一次成像操作中获得一对图像信息，便于对一对图像信息进行比对，以便于调整成像设备的位置偏移。
本发明还提高了一种图像引导系统的位置校准方法，用于准确的调节图像引导系统中部件的位置偏移，减少成像设备的位置误差。
本发明的目的采用以下技术方案实现：
一种图像引导系统的校准装置，包括：
至少两个光路通道，每个所述光路通道均贯穿校准装置，所述光路通道用于供射线穿过；两个所述光路通道相互交叉，且两个所述光路通道的交叉点为所述校准装置的中心点；
至少两个成像组件，所述成像组件包括两个成像面，两个所述成像面设置在同一所述光路通道的相对两端；每个所述成像面均设置有标记部，所述标记部设置有中心标记点，所述中心标记点位于所述光路通道的延伸方向上；一个所述成像组件中两个所述成像面的中心标记点的连线穿过所述校准装置的中心点。
优选地，两个相互交叉的所述光路通道对应的沿所述校准装置中一对相互交叉的对角线延伸形成；
和/或，所述成像面设置在所述校准装置的拐点处。
优选地，所述校准装置设置有凹陷槽和多个透光孔，所述校准装置的中心点位于所述凹陷槽内，所述透光孔的一端贯穿所述校准装置，所述透光孔的另一端与所述凹陷槽连通，位于所述中心点相对两侧的一对透光孔与至少部分所述凹陷槽共同形成一个所述光路通道；
所述成像面封堵所述透光孔。
优选地，所述标记部的形状为交叉的十字线结构，所述十字线的交点为所述中心标记点。
优选地，还包括：
校准球，用于指示所述图像引导系统的等中心点，且所述校准球能够与所述校准装置的中心点重合；
安装孔，用于将所述校准装置固定于图像引导系统；
校准孔，用于安装所述校准球；
定位通道，贯穿所述校准装置，所述定位通道用于供光线穿过；所述定位通道沿所述校准装置水平方向上的中心线延伸，且所述定位通道穿过所述校准装置的中心点；
定位组件，包括一对定位面，一对定位面设置在所述定位通道的相对两端，所述定位面设置有定位部，所述定位部设置有中心定位点，一对所述定位面的中心定位点的连线穿过所述校准装置的中心点。
优选地，所述校准装置设置有凹陷槽和一对透光孔，所述校准装置的中心点收容于所述凹陷槽内，所述透光孔的一端贯穿所述校准装置，所述透光孔的另一端与所述凹陷槽连通；一对所述透光孔与至少部分所述凹陷槽共同形成所述定位通道；所述定位面封堵所述透光孔；所述定位通道与光路通道相交；
和/或，所述定位部的形状为交叉的十字线结构，所述十字线的交点为所述中心定位点。
一种图像引导系统，包括：
上述任意一项的图像引导系统的校准装置；
至少一对射线发生装置，用于产生能够穿过所述校准装置的光路通道的射线，一对所述射线发生装置产生的射线相互交叉；
至少一对图像处理装置，用于接收穿过所述校准装置的光路通道的射线，并生成图像信息。
优选地，还包括控制组件，所述控制组件用于控制所述射线发生装置和/或所述图像处理装置运动；
和/或，所述射线发生装置为X射线球管，所述图像处理装置为平板探测器。
一种放射治疗设备，包括上述任意一种的图像引导系统。
一种如上述图像引导系统的位置校准方法，包括：
步骤S1：将所述校准装置安装于所述图像引导系统，并使所述校准装置的中心点与所述图像引导系统的目标点重合；
步骤S2：所述射线发生装置发出射线，所述射线穿过所述校准装置并被所述图像处理装置接收，所述图像处理装置根据接收到的射线生成图像信息；
步骤S3：所述图像处理装置将生成的图像信息传输至数据处理装置，所述数据处理装置根据图像信息得到所述射线发生装置和/或所述图像处理装置的位置偏移量信息；
步骤S4：根据所述数据处理装置计算的所述射线发生装置和/或所述图像处理装置的位置偏移量信息，调整所述射线发生装置和/或所述图像处理装置的位置；
步骤S5：重复步骤S3至步骤S4，直至所述射线发生装置和/或所述图像处理装置调整至指定位置。
优选地，所述步骤S2包括：
一对所述射线发生装置发出射线，每个所述射线发生装置的射线穿过所述校准装置的两个成像面；
一对所述图像处理装置与一对所述射线发生装置一一对应，每个所述图像处理装置接收与其对应的所述射线发生装置发出的射线，并生成包含两个成像面投影的图像信息。
优选地，所述步骤S3中，所述数据处理装置根据图像信息计算所述射线发生装置的位置偏移量信息包括：
以所述图像处理装置生成的图像的中心点为第一原点，得到所述图像信息中靠近所述图像引导系统的目标点的所述成像面投影的中心标记点的坐标点A为(X1，Y1)，远离所述图像引导系统的目标点的所述成像面投影的中心标记点的坐标点B为(X2，Y2)；
所述射线发生装置在X轴方向上的位置偏移量为(X1+X2)/2，所述射线发生装置在Y轴方向上的位置偏移量为(Y1+Y2)/2；
所述步骤S4中，调整所述射线发生装置的位置包括：
若X1＞X2，则调整所述射线发生装置沿X轴的负方向移动(X1+X2)/2的距离，若X1＜X2，则调整所述射线发生装置沿X轴的正方向移动(X1+X2)/2的距离；
若Y1＞Y2，则调整所述射线发生装置沿Y轴的负方向移动(Y1+Y2)/2的距离，若Y1＜Y2，则调整所述射线发生装置沿Y轴的正方向移动(Y1+Y2)/2的距离。
优选地，所述步骤S5包括：
重复步骤S3至步骤S4，直至所述射线发生装置的在X轴方向上的位置偏移量和在Y轴上的位置偏移量均小于指定阈值，则所述射线发生装置被调整至指定位置。
优选地，所述步骤S3中，
所述数据处理装置根据图像信息计算所述图像处理装置的位置偏移量信息包括：
以所述图像处理装置生成的图像中的一个成像面投影的中心标记点为第二原点，得到此成像面投影的标记部邻近所述图像引导系统的目标点的第一端点C的坐标为(X3，Y3)，此成像面投影的标记部远离所述图像引导系统的目标点的第二端点D的坐标为(X4，Y4)；所述标记部中投影形成第一端点C的第一标记点与所述中心标记点的间距，和所述标记部中投影形成第二端点D的第二标记点与所述中心标记点的间距的比值为a：b；
若X3＞X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值大于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置顺时针偏移；
若X3＞X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值小于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置逆时针偏移；
若X3＜X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值大于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置逆时针偏移；
若X3＜X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值小于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置顺时针偏移；
所述步骤S4中，调整所述图像处理装置的位置包括：
若所述图像处理装置顺时针偏移，则将所述图像处理装置绕旋转轴逆时针转动额定角度；
若所述图像处理装置逆时针偏移，则将所述图像处理装置绕旋转轴顺时针转动额定角度；
其中，所述旋转轴为垂直于所述第一端点C与所述第二端点D的连线，且穿过所述第二原点的直线。
优选地，所述步骤S5包括：
重复步骤S3至步骤S4，直至所述图像处理装置转动一个额定角度后，所述图像处理装置的偏移方向改变，则所述图像处理装置被调整至指定位置。
优选地，所述额定角度为0.05°～1°。
优选地，所述校准装置还包括：
定位通道，贯穿所述校准装置，所述定位通道用于供光线通过；所述定位通道沿所述校准装置的中心线延伸，且所述定位通道穿过所述校准装置的中心点；
定位组件，包括一对定位面，一对定位面设置在所述定位通道的相对两端，所述定位面设置有定位部，所述定位部设置有中心定位点，一对所述定位面的中心定位点的连线穿过所述校准装置的中心点；
所述步骤S1包括：
使用勘测工具形成穿过所述图像引导系统的目标点的水平光路，将所述校准装置安装于所述图像引导系统，并使所述校准装置的一对中心定位点沿所述勘测工具的水平光路的投影重合；
转动所述校准装置，以使所述射线发生装置产生的射线能够穿过所述校准装置的至少两个成像面。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
1、通过在一个光路通道的相对两端设置成像面，使得一个射线穿过一个光路通道时形成一对成像面的投影，根据一对成像面投影的中心标记点的偏移，即可判断图像引导系统中射线发生装置和图像处理装置的偏移量，以便于对射线发生装置和图像处理装置的位置进行调节。
2、本发明提供的图像引导系统的位置校准方法，可以对射线发生装置的位置偏移，射线与图像处理装置的垂直度偏移进行校准，提高射线发生装置和图像处理装置的位置精度，进而提高手术时对患者病灶处的手术精度。
附图说明
图1是本发明实施例的图像引导系统的结构示意图；
图2是本发明实施例的校准装置的结构示意图；
图3是本发明实施例的校准装置的平面剖视图；
图4是本发明实施例的成像面的结构示意图；
图5是本发明实施例的定位面的结构示意图；
图6是本发明实施例的射线发生装置偏移时部分射线照射路径的示意图；
图7是本发明实施例的射线发生装置偏移时部分图像处理装置获得的图像信息；
图8是本发明实施例的图像处理装置偏移时部分射线照射路径的示意图。
图中：100、校准装置；1、光路通道；21、成像面；211、标记部；3、凹陷槽；4、透光孔；5、定位通道；61、定位面；611、定位部；7、安装孔；8、校准孔；200、射线发生装置；300、图像处理装置；N、中心定位点；M、中心标记点；P、中心点；A，B、坐标点；C、第一端点；D、第二端点。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。
本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。
如图2和图3所示，对应于本发明一实施例的一种图像引导系统的校准装置100，校准装置100的中心点P可以与图像引导系统的目标点相重合，其中，图像引导系统的目标点可以为放疗时患者病灶的位置。校准装置100包括安装孔7、校准孔8、定位通道5、定位组件、至少两个光路通道1和至少两个成像组件，并且，校准装置100还设置有凹陷槽3和多个透光孔4。
安装孔7可以设置多个，例如安装孔7设置为两个，安装孔7可以用于供螺钉穿过，以使得校准装置100安装于图像引导系统中的对应位置。校准孔8与目标点的连线可以与校准装置100的厚度方向平行。校准孔8可以用于固定校准球并供校准球穿过。其中，校准球可以为预设在图像引导系统中与目标点重合的小型球体，在一实施例中，所述目标点可以为图像引导系统的等中心点，即校准球可以用于指示图像引导系统的等中心点。当校准装置100安装于图像引导系统后，校准球可以与校准装置100的中心点P重合，以用于校正校准装置100的位置。校准球的尺寸远小于校准装置100的尺寸，以使使用者可以观测到校准球，且校准球不会对穿过光路通道1或定位通道5的射线或光线产生过多遮挡。光路通道1贯穿校准装置100，且光路通道1用于供射线穿过，以使外部射线可以通过光路通道1穿过校准装置100。多个光路通道1中至少包括两个相互交叉的光路通道1。且两个光路通道1的交叉点为校准装置100的中心点P。
其中，光路通道1可以有一对透光孔4和至少部分凹陷槽3共同形成。具体地，校准装置100的中心点P位于凹陷槽3内。透光孔4的一端贯穿校准装置100，另一端与凹陷槽3连通；一对透光孔4位于中心点P的相对两侧，凹陷槽3的至少一部分可以连通该一对透光孔4，以使得一对透光孔4和凹陷槽3中用于连接该一对透光孔4的部分形成一个光路通道1。至少部分透光孔4可以设置于校准装置100的拐点处，且两个相互交叉的光路通道1可以对应的沿校准装置100中一对相互交叉的对角线延伸形成；例如，当校准装置100为近似正方形结构，且该正方形结构的四角均设置有一个切面时，多个透光孔4中的四个对应设置在正方形结构的四角的切面处，一对透光孔4和至少部分凹陷槽3形成的光路通道1沿校准装置100的一个对角线延伸形成，另一对透光孔4和至少部分凹陷槽3形成的光路通道1沿校准装置100的另一个对角线延伸形成，且两个光路通道1的交点即为正方形结构的中心点，即为校准装置100的中心点P。
成像组件包括至少两个成像面21，在本实施例中，成像组件可以设置两个成像面21；在其他实施例中，成像组件也可以设置为其他数量，本实施例以设置两个成像面21进行说明。
进一步参照图4，两个成像面21设置在同一光路通道1的相对两端，以使得射线穿过一光路通道1时，可以形成一对成像面21的投影。其中，每个成像面21均设置有标记部211，标记部211设置有中心标记点M，中心标记点M位于光路通道1的延伸方向上，且一个成像组件中两个成像面21的中心标记点M的连线穿过校准装置100的中心点P。例如，成像面21可以封堵透光孔4，且成像面21中的标记部211位于透光孔4沿与其对应的光路通道1延伸方向的上方或下方或位于透光孔4内；成像面21的外周可以与校准装置100的外侧壁抵接，并且，也可以通过螺钉等紧固件将成像面21的外周与校准装置100的外侧壁进行固定。
其中，标记部211可以为交叉的十字线结构，十字线的交叉点为标记部211的中心标记点M。此外，标记部211也可以设置为其他形状，例如具有交叉线的其他结构，交叉线的交点作为标记部211的中心标记点M；或具有一点状结构的其他结构，该点状结构作为标记部211的中心标记点M。
当一束射线穿过一个光路通道1时，亦会穿过设置于此光路通道1相对两端的成像面21，形成两个成像面21的投影。若两个成像面21的投影中两个中心标记点M重合，该射线即穿过校准装置100的中心点P，且表明发出该射线的射线发生装置200的位置准确；若两个成像面21的投影中两个中心标记点M不重合，该射线即未穿过校准装置100的中心点P，且表明发出该射线的射线发生装置200具有偏移量。并且，根据两个不重合的中心标记点M之间的偏差，可以调整发出射线的射线发生装置200的位置，以使得两个成像面21的投影中两个中心标记点M重合。
定位通道5贯穿校准装置100，并用于供光线通过。定位通道5穿过校准装置100的中心点P，且定位通道5沿校准装置100的中心线延伸，其中，中心线可以是校准装置100在安装于图像引导系统的指定位置后，在竖直方向上的中心线或在水平方向上的中心线；优选地，定位通道5沿校准装置100水平方向上的中心线延伸形成。定位通道5可以与光路通道1相交，且定位通道5与光路通道1的交点为对准装置100的中心点P。
定位通道5可以由一对透光孔4和凹陷槽3的至少一部分形成。一对透光孔4设置在校准装置100的中心点P沿校准装置100的中心线方向上的相对两端，该透光孔4的结构可以与形成光路通道1的透光孔4结构相同。凹陷槽3的至少一部分连通此一对透光孔4，且此一对透光孔4与凹陷槽3的至少一部分形成定位通道5。
进一步参照图5，定位组件包括一对定位面61，一对定位面61设置在定位通道5的相对两端。定位面61设置有定位部611，定位部611设置有中心定位点N，一对定位面61的中心定位点N的连接，穿过校准装置100的中心点P。其中，定位部611的形状可以与标记部211的形状相同。定位组件可以用于在校准装置100安装于图像引导系统时进行初定位，例如，在将校准装置100安装于图像引导系统后，调整校准装置100中一对定位面61的中心定位点N的连线穿过图像引导系统中的目标点，即完成校准装置100的初定位。
如图1所示，本发明还提供了一种图像引导系统，包括上述数据处理装置、校准装置100、控制装置、至少一对射线发生装置200以及至少一对图像处理装置300。射线发生装置200用于产生能够穿过校准装置100的光路通道1的射线，射线发生装置200与光路通道1一一对应。在本实施例中，射线发生装置200具体可以设置为一对，一对射线发生装置200与校准装置100中的一对光路通道1的位置相对应，例如一对射线发生装置200产生的射线相互交叉，以穿过校准装置100中一对交叉的光路通道1。其中，射线发生装置200可以为X射线球管，X射线球管用于产生X射线。
图像处理装置300用于接收穿过校准装置100的光路通道1的射线，并生成图像信息。一个图像处理装置300与一个射线发生装置200相对应，即一个图像处理装置300用于接收一个射线发生装置200发出的射线，并且该图像处理装置300与射线发生装置200位于一个光路通道1的相对两侧。其中，图像处理装置300可以为平板探测器，平板探测器用于接收射线，并将光信号转换为包含图像信息的电信号，并将电信号传输至数据处理装置进行数据处理。
控制装置用于控制射线发生装置200和/或图像处理装置300运动，例如控制装置可以控制射线发生装置200和/或图像处理装置300在XYZ轴向的移动和转动，控制装置可以采用自动化设备，通过数据处理装置的处理结果自动控制射线发生装置200和/或图像处理装置300运动；或者控制装置可以为可手动调节的机械机构，当发现射线发生装置200和/或图像处理装置300偏移时，手动调节控制装置以调节射线发生装置200和/或图像处理装置300的位置。其中，X轴可以为水平线，且该水平线在延伸路径上可以穿过一对射线发生装置200或一对图像处理装置300；Y轴为垂直于X轴的另一水平线；Z轴为竖直线。
此外，本发明还提供了一种放射治疗设备，其包括上述的图像引导系统。
在一个实施例中，放射治疗设备包括治疗头，治疗头可以包含于图像引导系统，校准装置100通过安装孔7安装于治疗头上。
在一个实施例中，图像引导系统的等中心点与放射治疗设备的等中心点重合，即上述目标点可以为放射治疗设备的等中心点。
本发明还提供了一种图像引导系统的位置校准方法，包括：
步骤S1：将校准装置100安装于图像引导系统，并使校准装置100的中心点P与图像引导系统的目标点重合；
步骤S2：射线发生装置200发出射线，射线穿过校准装置100并被图像处理装置300接收，图像处理装置300根据接收的射线生成图像信息；
步骤S3：图像处理装置300将生成的图像信息传输至数据处理装置，数据处理装置根据图像信息获得射线发生装置200和/或图像处理装置300的位置偏移量信息；
步骤S4：根据数据处理装置处理得到的射线发生装置200和/或图像处理装置300的位置偏移量信息，调整射线发生装置200和/或图像处理装置300的位置；
步骤S5：重复步骤S3至步骤S4，直至射线发生装置200和/或图像处理装置300调整至指定位置。
其中，步骤S1具体可以包括：通过校准装置100的两个安装孔7将其固定于图像引导系统中，且校准球可以自校准装置100的校准孔8移动至校准装置100的凹陷槽3内。使用勘测工具形成穿过图像引导系统的目标点，即穿过校准球的水平光路，例如使用经纬仪水平方向观测校准球，与经纬仪的观测线平行的线可以穿过一对射线发生装置200或一对图像处理装置300。之后调整校准装置100中一对定位部611的中心定位点N的位置，直至一对中心定位点N与校准球，在经纬仪的观测视角下重合，即可使校准装置100的中心点P与校准球重合，即校准装置100的中心点P与图像引导系统的等中心点重合，即完成校准装置100位置上的定位。
之后开启射线发生装置200，转动校准装置100以使得射线发生装置200产生的射线可以穿过校准装置100中位于一个光路通道1上的至少一对成像面21，即完成校准装置100的安装定位。其中，转动校准装置100时，校准装置100以穿过一对中心定位点N的轴向为轴旋转。
步骤S2具体可以包括：一对射线发生装置200发出射线，每个射线发生装置200的射线穿过校准装置100的两个成像面21；
曝光；一个射线发生装置200发出的射线被与其对应的一个图像处理装置300接收，图像处理装置300即可形成图像信息，因为该射线发生装置200发出的射线在穿过校准装置100的成像面21时产生部分遮挡，因此图像处理装置300形成的图像信息中包含射线穿过的两个成像面21的投影。
步骤S3具体包括：
参照图6和图7，以图像处理装置300生成的图像的中心点为第一原点，以相互的垂直的水平线作为X轴和Y轴，以竖直线作为Z轴；其中，X轴具体可以为延伸方向可以穿过一对图像处理装置300的直线。得到图像信息中靠近图像引导系统的目标点的成像面21投影的中心标记点M的坐标点A为(X1，Y1)，远离图像引导系统的目标点的成像面21投影的中心标记点M的坐标点B为(X2，Y2)。当射线发生装置200位置准确时，该射线发生装置200发出的射线经过一对成像面21的中标记点和校准装置100的中心点P，此时坐标点A与坐标点B重合，若坐标点A与坐标点B不重合，则判断射线发生装置200存在偏移量。射线发生装置200在X轴方向上的位置偏移量计为(X1+X2)/2，射线发生装置200在Y轴方向上的位置偏移量计为(Y1+Y2)/2。
参照图8，以图像处理装置300生成的图像中，一个成像面21投影的中心标记点M为第二原点，以相互的垂直的水平线作为X轴和Y轴，以竖直线作为Z轴；其中，X轴具体可以为延伸方向可以穿过一对图像处理装置300的直线。得到此成像面21投影的标记部211中，邻近图像引导系统的目标点的第一端点C的坐标为(X3，Y3)，远离图像引导系统的目标点的第二端点D的坐标为(X4，Y4)。标记部211中投影形成第一端点C的第一标记点与中心标记点M的间距，和，标记部211中投影形成第二端点D的第二标记点与中心标记点M的间距的比值为a：b。当图像处理装置300与对应的射线发生装置200发出的射线垂直时，第一标记点与中心标记点M的连线，按一定比例放大形成第一端点C与第二原点的连线；第二标记点与中心标记点M的连线，按一定比例放大形成第二端点D与第二原点的连线，且两种的放大比例相同，即第一端点C与第二原点之间的间距与第二端点D与第二原点之间的间距的比值，等于a：b，而若其不等于a：b，则判断图像处理装置300具有偏移量。
若X3＞X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，与第二端点D与第二原点之间的间距的比值，大于a：b，则判断包含第二原点的图像处理装置300顺时针偏移；
若X3＞X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，与第二端点D与第二原点之间的间距的比值，小于a：b，则判断包含第二原点的图像处理装置300逆时针偏移；
若X3＜X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，与第二端点D与第二原点之间的间距的比值，大于a：b，则判断包含第二原点的图像处理装置300逆时针偏移；
若X3＜X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，与第二端点D与第二原点之间的间距的比值，小于a：b，则判断包含第二原点的图像处理装置300顺时针偏移。
其中，为了简化判断过程，标记部211可以选用正十字形结构，即标记部211各端点与中心标记点M之间的间距相同，以使得a：b为1:1，即在进行判断时：
若X3＞X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，大于第二端点D与第二原点之间的间距，则判断包含第二原点的图像处理装置300顺时针偏移；
若X3＞X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，小于第二端点D与第二原点之间的间距，则判断包含第二原点的图像处理装置300逆时针偏移；
若X3＜X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，大于第二端点D与第二原点之间的间距，则判断包含第二原点的图像处理装置300逆时针偏移；
若X3＜X4，且第一端点C与第二原点之间的间距，小于第二端点D与第二原点之间的间距，则判断包含第二原点的图像处理装置300顺时针偏移。
步骤S4具体包括：
若X1＞X2，则调整所述射线发生装置200沿X轴的负方向移动(X1+X2)/2的距离，若X1＜X2，则调整所述射线发生装置200沿X轴的正方向移动(X1+X2)/2的距离；
若Y1＞Y2，则调整所述射线发生装置200沿Y轴的负方向移动(Y1+Y2)/2的距离，若Y1＜Y2，则调整所述射线发生装置200沿Y轴的正方向移动(Y1+Y2)/2的距离。
若所述图像处理装置300顺时针偏移，则将所述图像处理装置300绕旋转轴逆时针转动额定角度；
若所述图像处理装置300逆时针偏移，则将所述图像处理装置300绕旋转轴顺时针转动额定角度；
其中，所述旋转轴为垂直于所述第一端点C与所述第二端点D的连线，且穿过所述第二原点的直线。
步骤S5具体包括：重复步骤S3至步骤S4，直至所述射线发生装置200的在X轴方向上的位置偏移量和在Y轴上的位置偏移量均小于指定阈值，则所述射线发生装置200被调整至指定位置，其中，指定阈值可以为1mm；直至所述图像处理装置300转动一个额定角度后，所述图像处理装置300的偏移方向改变，则所述图像处理装置300被调整至指定位置，其中，额定角度为0.05°～1°。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，在发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，所有的这些改变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种图像引导系统的校准装置，其特征在于，包括：
至少两个光路通道(1)，每个所述光路通道(1)均贯穿校准装置(100)，所述光路通道(1)用于供射线穿过；两个所述光路通道(1)相互交叉，且两个所述光路通道(1)的交叉点为所述校准装置(100)的中心点(P)；其中，所述光路通道(1)包括透光孔(4)，所述透光孔(4)贯穿所述校准装置(100)；
至少两个成像组件，所述成像组件包括两个成像面(21)，两个所述成像面(21)设置在同一所述光路通道(1)的相对两端，且所述成像面(21)封堵所述透光孔(4)；每个所述成像面(21)均设置有标记部(211)，所述标记部(211)设置有中心标记点(M)，所述中心标记点(M)位于所述光路通道(1)的延伸方向上；一个所述成像组件中两个所述成像面(21)的中心标记点(M)的连线穿过所述校准装置(100)的中心点(P)；
其中，所述中心点(P)与图像引导系统的目标点重合。
2.根据权利要求1所述的图像引导系统的校准装置，其特征在于，两个相互交叉的所述光路通道(1)对应的沿所述校准装置(100)中一对相互交叉的对角线延伸形成；
和/或，所述成像面(21)设置在所述校准装置(100)的拐点处。
3.根据权利要求1所述的图像引导系统的校准装置，其特征在于，所述校准装置(100)设置有凹陷槽(3)和多个透光孔(4)，所述校准装置(100)的中心点(P)位于所述凹陷槽(3)内，所述透光孔(4)的一端贯穿所述校准装置(100)，所述透光孔(4)的另一端与所述凹陷槽(3)连通，位于所述中心点(P)相对两侧的一对透光孔(4)与至少部分所述凹陷槽(3)共同形成一个所述光路通道(1)。
4.根据权利要求1所述的图像引导系统的校准装置，其特征在于，所述标记部(211)的形状为交叉的十字线结构，所述十字线的交点为所述中心标记点(M)。
5.根据权利要求1所述的图像引导系统的校准装置，其特征在于，还包括：
校准球，用于指示所述图像引导系统的等中心点，且所述校准球能够与所述校准装置(100)的中心点(P)重合；
安装孔(7)，用于将所述校准装置(100)固定于所述图像引导系统；
校准孔(8)，用于安装所述校准球；
定位通道(5)，贯穿所述校准装置(100)，所述定位通道(5)用于供光线穿过；所述定位通道(5)沿所述校准装置(100)水平方向上的中心线延伸，且所述定位通道(5)穿过所述校准装置(100)的中心点(P)；
定位组件，包括一对定位面(61)，一对定位面(61)设置在所述定位通道(5)的相对两端，所述定位面(61)设置有定位部(611)，所述定位部(611)设置有中心定位点(N)，一对所述定位面(61)的中心定位点(N)的连线穿过所述校准装置(100)的中心点(P)。
6.根据权利要求5所述的图像引导系统的校准装置，其特征在于，所述校准装置(100)设置有凹陷槽(3)和一对透光孔(4)，所述校准装置(100)的中心点(P)收容于所述凹陷槽(3)内，所述透光孔(4)的一端贯穿所述校准装置(100)，所述透光孔(4)的另一端与所述凹陷槽(3)连通；一对所述透光孔(4)与至少部分所述凹陷槽(3)共同形成所述定位通道(5)；所述定位面(61)封堵所述透光孔(4)；所述定位通道(5)与光路通道(1)相交；
和/或，所述定位部(611)的形状为交叉的十字线结构，所述十字线的交点为所述中心定位点(N)。
7.一种图像引导系统，其特征在于，包括：
如权利要求1至6任意一项所述图像引导系统的校准装置(100)；
至少一对射线发生装置(200)，用于产生能够穿过所述校准装置(100)的光路通道(1)的射线，一对所述射线发生装置(200)产生的射线相互交叉；
至少一对图像处理装置(300)，用于接收穿过所述校准装置(100)的光路通道(1)的射线，并生成图像信息。
8.根据权利要求7所述的图像引导系统，其特征在于，还包括控制组件，所述控制组件用于控制所述射线发生装置(200)和/或所述图像处理装置(300)运动；
和/或，所述射线发生装置(200)为X射线球管，所述图像处理装置(300)为平板探测器。
9.一种放射治疗设备，其特征在于，包括如权利要求7或8所述的图像引导系统。
10.一种如权利要求7所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将所述校准装置(100)安装于所述图像引导系统，并使所述校准装置(100)的中心点(P)与所述图像引导系统的目标点重合；
步骤S2：所述射线发生装置(200)发出射线，所述射线穿过所述校准装置(100)并被所述图像处理装置(300)接收，所述图像处理装置(300)根据接收到的射线生成图像信息；
步骤S3：所述图像处理装置(300)将生成的图像信息传输至数据处理装置，所述数据处理装置根据图像信息得到所述射线发生装置(200)和/或所述图像处理装置(300)的位置偏移量信息；
步骤S4：根据所述数据处理装置计算的所述射线发生装置(200)和/或所述图像处理装置(300)的位置偏移量信息，调整所述射线发生装置(200)和/或所述图像处理装置(300)的位置；
步骤S5：重复步骤S3至步骤S4，直至所述射线发生装置(200)和/或所述图像处理装置(300)调整至指定位置。
11.根据权利要求10所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
一对所述射线发生装置(200)发出射线，每个所述射线发生装置(200)的射线穿过所述校准装置(100)的两个成像面(21)；
一对所述图像处理装置(300)与一对所述射线发生装置(200)一一对应，每个所述图像处理装置(300)接收与其对应的所述射线发生装置(200)发出的射线，并生成包含两个成像面(21)投影的图像信息。
12.根据权利要求11所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述数据处理装置根据图像信息计算所述射线发生装置(200)的位置偏移量信息包括：
以所述图像处理装置(300)生成的图像的中心点为第一原点，得到所述图像信息中靠近所述图像引导系统的目标点的所述成像面(21)投影的中心标记点(M)的坐标点A为(X1，Y1)，远离所述图像引导系统的目标点的所述成像面(21)投影的中心标记点(M)的坐标点B为(X2，Y2)；
所述射线发生装置(200)在X轴方向上的位置偏移量为(X1+X2)/2，所述射线发生装置(200)在Y轴方向上的位置偏移量为(Y1+Y2)/2；
所述步骤S4中，调整所述射线发生装置(200)的位置包括：
若X1＞X2，则调整所述射线发生装置(200)沿X轴的负方向移动(X1+X2)/2的距离，若X1＜X2，则调整所述射线发生装置(200)沿X轴的正方向移动(X1+X2)/2的距离；
若Y1＞Y2，则调整所述射线发生装置(200)沿Y轴的负方向移动(Y1+Y2)/2的距离，若Y1＜Y2，则调整所述射线发生装置(200)沿Y轴的正方向移动(Y1+Y2)/2的距离。
13.根据权利要求12所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
重复步骤S3至步骤S4，直至所述射线发生装置(200)的在X轴方向上的位置偏移量和在Y轴上的位置偏移量均小于指定阈值，则所述射线发生装置(200)被调整至指定位置。
14.根据权利要求11所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述步骤S3中，
所述数据处理装置根据图像信息计算所述图像处理装置(300)的位置偏移量信息包括：
以所述图像处理装置(300)生成的图像中的一个成像面(21)投影的中心标记点(M)为第二原点，得到此成像面(21)投影的标记部(211)邻近所述图像引导系统的目标点的第一端点C的坐标为(X3，Y3)，此成像面(21)投影的标记部(211)远离所述图像引导系统的目标点的第二端点D的坐标为(X4，Y4)；所述标记部(211)中投影形成第一端点C的第一标记点与所述中心标记点(M)的间距，和所述标记部(211)中投影形成第二端点D的第二标记点与所述中心标记点(M)的间距的比值为a：b；
若X3＞X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值大于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置(300)顺时针偏移；
若X3＞X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值小于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置(300)逆时针偏移；
若X3＜X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值大于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置(300)逆时针偏移；若X3＜X4，且所述第一端点C与所述第二原点之间的间距，与所述第二端点D与所述第二原点之间的间距的比值小于a：b，则判断包含所述第二原点的图像处理装置(300)顺时针偏移；
所述步骤S4中，调整所述图像处理装置(300)的位置包括：
若所述图像处理装置(300)顺时针偏移，则将所述图像处理装置(300)绕旋转轴逆时针转动额定角度；
若所述图像处理装置(300)逆时针偏移，则将所述图像处理装置(300)绕旋转轴顺时针转动额定角度；
其中，所述旋转轴为垂直于所述第一端点C与所述第二端点D的连线，且穿过所述第二原点的直线。
15.根据权利要求14所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述步骤S5包括：
重复步骤S3至步骤S4，直至所述图像处理装置(300)转动一个额定角度后，所述图像处理装置(300)的偏移方向改变，则所述图像处理装置(300)被调整至指定位置。
16.根据权利要求14或15所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述额定角度为0.05°～1°。
17.根据权利要求10所述的图像引导系统的位置校准方法，其特征在于，所述校准装置(100)还包括：
定位通道(5)，贯穿所述校准装置(100)，所述定位通道(5)用于供光线通过；所述定位通道(5)沿所述校准装置(100)的中心线延伸，且所述定位通道(5)穿过所述校准装置(100)的中心点(P)；
定位组件，包括一对定位面(61)，一对定位面(61)设置在所述定位通道(5)的相对两端，所述定位面(61)设置有定位部(611)，所述定位部(611)设置有中心定位点(N)，一对所述定位面(61)的中心定位点(N)的连线穿过所述校准装置(100)的中心点(P)；
所述步骤S1包括：
使用勘测工具形成穿过所述图像引导系统的目标点的水平光路，将所述校准装置(100)安装于所述图像引导系统，并使所述校准装置(100)的一对中心定位点(N)沿所述勘测工具的水平光路的投影重合；
转动所述校准装置(100)，以使所述射线发生装置(200)产生的射线能够穿过所述校准装置(100)的至少两个成像面(21)。
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