CN116966442A - 放疗设备的视觉定位系统、方法及放疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放疗设备的视觉定位系统、方法及放疗设备，该视觉定位系统包括治疗装置、驱动机构、限束装置、特征识别件和图像控制单元；驱动机构用于驱动治疗装置移动；限束装置位于治疗装置的下方并开设有束流通道，治疗束流经由束流通道引导至患者的病灶处；特征识别件的数量至少为三个且间隔布置于限束装置朝向治疗装置的一侧；图像控制单元安装于治疗装置上并被配置为：获取特征识别件的当前图像；比对当前图像和目标图像；根据对比结果控制治疗装置移动到限束装置的预设上方位置。本发明通过图像控制单元来实现治疗装置和限束装置的定位对接，避免了治疗装置和限束装置进行物理硬件连接，消除对病人存在损伤的风险。

Description

放疗设备的视觉定位系统、方法及放疗设备

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种放疗设备的视觉定位系统、方法及放疗设备。

背景技术

术中放射治疗是指在手术中，充分暴露瘤床、残存灶和周围淋巴引流区等部位并将危及器官尽可能移到照射野外，在直视下进行单次大剂量照射，以期最大限度杀灭肿瘤细胞，防止或减少正常组织辐射损伤的治疗方法。在治疗的过程中，用于产生射线的治疗头与患者病灶处的限束装置进行对接，以保护患者的正常组织不受到损伤。治疗头与限束装置的定位对接方式有：软对接和硬对接。如果采用硬对接的方式，治疗头与限束装置采用机械结构进行物理接触的对接，而限束装置与病患的病灶连接，如果在治疗过程中病患与治疗头发生相对移动，限束装置将对病患造成损伤。软对接不需要治疗头与限束装置存在物理接触，可以降低病患受伤的风险。目前同类型的放疗系统，软对接过程中需要操作人员手动调节治疗头与限束装置的相对位置，对操作人员提出了新的要求。为了达到理想的定位精度，往往需要耗费较长的定位时间。且往往需要激光的辅助或额外的辅助光源，这使得设备变得臃肿，不适用于手术室环境。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种放疗设备的视觉定位系统、方法及放疗设备，旨在解决现有技术中的放疗设备的视觉定位系统结构复杂的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种放疗设备的视觉定位系统，该放疗设备的视觉定位系统包括：

治疗装置，用于产生治疗束流；

驱动机构，用于驱动治疗装置移动；

限束装置，位于治疗装置的下方并开设有束流通道，治疗束流经由束流通道引导至患者的病灶处并形成与病灶区域适形的不同规格的照射野；

特征识别件，数量至少为三个且间隔布置于限束装置朝向治疗装置的一侧；和

图像控制单元，安装于治疗装置上并被配置为：

获取特征识别件的当前图像；

根据当前图像控制治疗装置移动到限束装置的预设上方位置。

在本发明的实施例中，放疗设备的视觉定位系统还包括安装于图像控制单元上的发光件，发光件用于向限束装置发射光源，限束装置上设有检测位置，图像控制单元进一步被配置为：

判断发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；

根据判断结果控制图像控制单元开启或关闭。

在本发明的实施例中，限束装置包括：

限束装置，形成有束流通道并用于将治疗装置发射的治疗束流引导至患者的病灶处；

视觉导板，安装于限束装置背离患者的一端，视觉导板上设置有检测位置，检测位置为圆形凹槽，视觉导板的中部形成有环形槽；和

顶盖，嵌置于环形槽内，至少三个特征识别件以治疗束流为轴线呈圆周阵列间隔布置于顶盖上。

在本发明的实施例中，还提出一种放疗设备的视觉定位方法，应用于如上所述的放疗设备的视觉定位系统中，该放疗设备的视觉定位方法包括步骤：

将图像控制单元移动到限束装置上方的合适拍摄位置处；

获取特征识别件的当前图像；

根据当前图像控制治疗装置移动到限束装置的预设上方位置。

在本发明的实施例中，所述将图像控制单元移动到限束装置上方的合适拍摄位置处的步骤包括：

判断发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；

当光斑位置囊括所述检测位置时，则表明图像控制单元的拍摄位置已达到合适，并控制图像控制单元开启拍摄动作；

当光斑位置不囊括所述检测位置，调整图像控制单元的位置直至光斑位置囊括所述检测位置。

在本发明的实施例中，所述获取特征识别件的当前图像的步骤包括：

通过图像控制单元获取拍摄图片，并获取在拍摄位置处的驱动机构的当前坐标；

检测拍摄图片中的特征识别件所对应的特征点，并获取特征点对应的当前空间坐标；

根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算驱动机构的目标坐标；

根据目标坐标信息控制驱动机构移动到目标位置。

在本发明的实施例中，根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算驱动机构的目标坐标的步骤包括：

确定驱动机构在目标位置时的理论目标坐标；

根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的理论目标坐标计算第一差值；

根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算第二差值；

根据第一差值和第二差值计算驱动机构的理论目标坐标和驱动机构当前坐标的差值；

根据驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值计算驱动机构所要移动的距离和路径。

在本发明的实施例中，检测拍摄图片中的特征识别件所对应的特征点，并获取特征点对应的空间坐标的步骤包括：

对当前图像进行图像修正；

由修正后的当前图像计算出特征点的当前空间坐标信息；

将获取的特征点的当前空间坐标信息进行矫正，以最终得到修正后的当前空间坐标。

在本发明的实施例中，放疗设备的视觉定位方法的步骤还包括：

在治疗装置和限束装置对接定位完成后，检测两者的对接定位偏差；

判断对接定位偏差是否位于预设偏差范围内；

若对接定位偏差位于预设偏差范围内，则控制治疗装置执行放射治疗动作；

若对接定位偏差超出预设偏差范围，则禁止放射治疗动作并重复定位动作。

进一步地，在本发明的实施例中，还提出一种放疗设备，其包括根据如上所述的放疗设备的视觉定位系统。

通过上述技术方案，本发明实施例所提供的放疗设备的视觉定位系统具有如下的有益效果：

在治疗装置安装图像控制单元，在治疗装置的下方安装限束装置，限束装置开设有用于将治疗束流引导至患者的病灶处的束流通道；在限束装置朝向治疗装置的一侧间隔布置至少三个特征识别件。在进行定位时，通过图像控制单元获取特征识别件的当前图像，然后根据当前图像控制治疗装置移动到限束装置的预设上方位置。本申请通过图像控制单元来实现治疗装置和限束装置的定位对接，结构更加简单稳固，避免了治疗装置和限束装置进行物理硬件连接，消除对病人存在损伤的风险。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一实施例中放疗设备的视觉定位系统的结构示意图；

图2是根据本发明一实施例中限束装置的俯视示意图；

图3是根据本发明一实施例中放疗设备的视觉定位方法的流程示意图；

图4是根据本发明一实施例中放疗设备的视觉定位方法中小孔成像模型示意图；

图5是根据本发明一实施例中放疗设备的视觉定位方法中图像数字化模型示意图。

附图标记说明

标号	名称	标号	名称
				10	治疗装置	24	顶盖
11	图像控制单元	25	缺口
				20	限束装置	26	锁紧件
21	特征识别件	27	圆形凹槽
				22	施治器	28	束流通道
23	视觉导板

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

下面参考附图描述根据本发明的放疗设备及其视觉定位系统、方法。

如图1所示，在本发明的实施例中，提供一种该放疗设备的视觉定位系统包括治疗装置10、驱动机构、限束装置20、特征识别件21和图像控制单元11；治疗装置10用于产生治疗束流；驱动机构用于驱动治疗装置10移动；限束装置20位于治疗装置10的下方并开设有束流通道28，治疗束流经由束流通道28引导至患者的病灶处并形成与病灶区域适形的不同规格的照射野；特征识别件21的数量至少为三个且间隔布置于限束装置20朝向治疗装置10的一侧；图像控制单元11安装于治疗装置10上并被配置为：获取特征识别件21的当前图像；根据当前图像控制治疗装置10移动到限束装置20的预设上方位置。

其中，特征识别件21可以为特殊且方便识别的图案或者特殊形状，通过直接喷涂或者镶嵌的方式设于限束装置20上。优选地，该视觉识别件可以为块状结构，采用黑色圆环+白色内充物的方式。

本申请通过采集并识别特征识别件21的位置信息后，从而得到识别特征件和治疗装置10之间的空间位置关系，进而由该空间位置关系计算出所需要移动的目标位置，根据目标位置控制治疗装置10移动即可。本申请通过图像控制单元11来实现治疗装置10和限束装置20的定位对接，结构更加简单稳固，避免了治疗装置10和限束装置20进行物理硬件连接，消除对病人存在损伤的风险。

在本发明的实施例中，放疗设备的视觉定位系统还包括安装于图像控制单元11上的发光件，发光件用于向限束装置20发射光源，限束装置20上设有检测位置，图像控制单元11进一步被配置为：判断发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；根据判断结果控制图像控制单元11开启或关闭。

可以理解地，在治疗装置10和限束装置20定位对接之前，需要对治疗装置10和限束装置20进行初定位，具体地，发光件发出的光源形成的光斑落在限束装置20上，当光斑位置囊括所述检测位置时，说明此时治疗装置10上的图像控制单元11已到达合适的拍摄位置，若光斑位置不囊括所述检测位置，则手动调节移动治疗装置10的位置，直至光斑位置囊括所述检测位置后，则开始下一步图像控制单元11获取特征识别件21的图像进行定位的动作。

需要说明的是，图像控制单元11包括通讯连接的图像拍摄组件和控制组件，图像拍摄组件用于获取特征识别件21的当前图像并将当前图像信息发送给控制组件，控制组件用于根据当前图像信息控制治疗装置10的移动。其中，治疗装置10的治疗头安装在机械臂上，由机械臂带动运动，当然也可以是其他任何可移动的支撑设备。该驱动机构和控制组件电连接，控制组件根据接收到的特征识别件21的当前图像信息来控制驱动机构动作，从而带动治疗装置10向目标位置移动。其中，图像拍摄组件可以优选为3D相机。

如图2所示，限束装置20包括同轴布置的施治器22、视觉导板23和顶盖24；施治器22内形成有束流通道并用于将治疗装置10发射的治疗束流引导至患者的病灶处，束流通道的大小决定了治疗用照射野的大小；施治器22包含球形施治器、圆筒形施治器、平板型施治器、半球形施治器等不同类型，用以产生与病灶区域适形的不同规格的照射野；视觉导板23安装于施治器22背离患者的一端，检测位置设置在视觉导板23上，检测位置为圆形凹槽27，视觉导板23的中部形成有环形槽，其中，圆形凹槽27的内径大于环形槽的外径，发光件发射的光源尺寸和圆形凹槽27的内径适配，这样多个发光件发出的环形光源能够完全落于圆形凹槽27内，以便于图像控制单元11拍摄位置的检测。进一步地，发光件的类型不做限定，可以为激光发射器，以发射圆形激光；也可以为红色LED灯。

并且，顶盖24嵌置于环形槽内，至少三个特征识别件21以治疗束流为轴线呈圆周阵列间隔布置于顶盖24上。由于三个点确定一个平面，因此特征识别件21的数量要至少为三个，当特征识别件21的数量为三个时，三个特征识别件21呈三角形对称布置结构形式。

此外，在顶盖24的外周形成与多个均匀间隔布置的缺口25，限束装置20还包括锁紧顶盖24的锁紧件26，视觉导板23的外周形成有贯穿孔，锁紧件26穿过贯穿孔并抵接缺口25的内周壁。为了使得锁紧件26更好的固定顶盖24和视觉导板23，多个缺口25和多个特征识别件21依次交叉间隔布置。

如图3所示，在本发明的实施例中，还提出一种放疗设备的视觉定位方法，应用于如上所述的放疗设备的视觉定位系统中，该放疗设备的视觉定位方法包括步骤：

S10：将图像控制单元11移动到限束装置20上方的合适拍摄位置处；

S20：获取特征识别件21的当前图像；

S30：根据当前图像控制治疗装置10移动到限束装置20的预设上方位置。

本申请通过图像控制单元11的特征识别件21的图像信息和驱动机构的目标图像的空间位置关系来实现治疗装置10和限束装置20的精确定位对接，在定位过程中，治疗装置10和限束装置20并不存在接触的情况，避免了治疗装置10和限束装置20进行物理硬件连接，消除对病人存在损伤的风险。

在本发明的实施例中，所述将图像控制单元11移动到限束装置20上方的合适拍摄位置处的步骤包括：

S11：判断发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；

S12：当光斑位置囊括所述检测位置时，则表明图像控制单元11的拍摄位置已达到合适，并控制图像控制单元11开启拍摄动作；

S13：当光斑位置不囊括所述检测位置，调整图像控制单元11的位置直至光斑位置囊括所述检测位置。

在该实施例中，在治疗装置10和限束装置20的精确定位之前，通过发光件发出的光斑位置和检测位置的囊括关系来进行图像控制单元11的粗定位，根据囊括关系手动粗调治疗装置10的位置，以使得图像处理单元的拍摄位置处于合适位置，以减少在拍摄过程中的拍摄误差。

在本发明的实施例中，所述获取特征识别件21的当前图像的步骤包括：

S21：通过图像控制单元11获取拍摄图片，并获取在拍摄位置处的驱动机构的当前坐标；

S22：检测拍摄图片中的特征识别件21所对应的特征点，并获取特征点对应的当前空间坐标；

S23：根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算驱动机构的目标坐标；

S24：根据目标坐标信息控制驱动机构移动到目标位置。

本实施例根据特征点的当前空间坐标是固定值以及驱动机构的坐标可以实时获取的原理来计算驱动机构需要移动的目标坐标，这种获取方式不涉及任何激光的辅助定位等，定位结构简单，且定位更加精确。

在本发明的实施例中，所述根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算驱动机构的目标坐标的步骤包括：

S231：确定驱动机构在目标位置时的理论目标坐标；

S232：根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的理论目标坐标计算第一差值；

S233：根据特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算第二差值；

S234：根据第一差值和第二差值计算驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值；

S235：根据驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值计算驱动机构所要移动的距离和路径。

其中，在该实施例中，驱动机构的位置坐标可以通过自身系统自动读取，在计算驱动机构的目标坐标时，首先确定驱动机构所需要的目标位置，在该目标位置下，获取该理论目标坐标。当采集的特征点的空间坐标固定不变，则驱动机构的理论目标坐标和实时位置的当前坐标均可以通过自身获取，那么通过上述的第一差值和第二差值相减得到的差值即为驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值，当该差值无限接近0时，说明驱动机构的当前坐标无限接近理论目标坐标，那么可以根据这种方式来进行驱动机构的位置调节，以使得驱动机构能够精确的接近目标位置，进而驱动治疗装置10到达目标位置。

在本发明的实施例中，所述检测拍摄图片中的特征识别件21所对应的特征点，并获取特征点对应的空间坐标的步骤包括：

S221：对当前图像进行图像修正；

在对特征识别件21的当前图形进行修正时采用小孔成像模型和畸变矫正的过程来实现，具体如下：

首先设三维空间任一物点W(x_w，y_w，z_w)，通过刚体变换到二维平面的像素坐标为：

式中R为3×3的正交旋转矩阵，t(t_xt_yt_z)_T为3×1的平移向量，t是实际坐标系原点O_w在摄像机坐标系中的坐标，O_3T＝(0 0 0)_T。

一、如图4所示为小孔成像模型，在摄像机针孔模型下将W_c(x_c,y_c,z_c)投影得到图像点物理坐标w(x_u,y_u)：

转换成齐次坐标形式为：

二、畸变矫正

由于摄像机的线性模型较为理想，通常获得图像中点坐标需经非线性模型矫正后才能应用于线性模型。图像畸变会造成空间坐标点与成像点之间共线关系发生变化，影响空间点坐标值计算精度，得到误差较大而失真的点坐标。考虑非线性畸变，得到含有畸变的投影图像物理坐标(x_d，y_d)为：

式中，(x_d，y_d)是线性模型下的图像点坐标，(x_u，y_u)是图像点的实际坐标，δ_xu与δ_yu为非线性畸变值，与图像点位置有关。引入畸变系数矩阵kc，则含有畸变的投影图像坐标为：

如图5所示为图像数字化的图像模型显示，

根据摄像机五参数模型，将点坐标(x_d,y_d)转换为图像点的像素坐标为：

转换成齐次坐标形式：

式中，f_u＝1/d_x，f_v＝1/d_y，用理想的图像物理坐标w(x_u,y_u)代替含有畸变校正的图像坐标(x_d,y_d)，计算得到：

则摄像机内置参数矩阵为：

式(8)可简化写成：

根据以上摄像机模型分析，摄像机的标定参数由摄像机内部参数矩阵K、畸变系数矩阵k_c、外部参数矩阵组成。

S222：由修正后的当前图像计算出特征点的当前空间坐标信息；

在对修正后的当前图像进行空间坐标转换时，采用双目摄像机内外参数标定的方式进行，通过对上述畸变校正后的数据进行双目相机标定，最后导出数据，从而可以获得标定后的结果，标定后的结果即为特征点的当前空间坐标。

S223：将获取的特征点的当前空间坐标信息进行矫正，以最终得到修正后的当前空间坐标。

在对特征点的当前空间坐标信息进行矫正时，通常采用特征点检测和匹配的方式进行，具体如下：

特征匹配是利用从灰度信息中获取图像中的特征(如角点、线、轮廓和边缘等)来进行匹配，并且这些所提取的特征具有对噪声不太敏感、鲁棒性较好和匹配精度高等特点。

基于图像灰度的角点特征检测法，有效改善了边缘线间断而对后续角点特征检测产生的影响。选用Detect Harris Features函数，利用Harris算子，计算简便、高效，对于点状特征适应度高。

Harris角点特征检测原理是依据图像亮度自相关矩阵，得出两个满足要求的特征值λ₁、λ₂来确定特征点。

式中：M为图像亮度自相关矩阵；G(s)为高斯函数；I(x,y)为图像像素的灰度值；基于Harris响应函数表示为：

R＝Det(M)-kT_r ²(M)

式中：R为角点特征响应函数；

通过筛选R值，即可检测出角点。基于Harris算法检测角点特征的方法稳定性良好，操作简便，但局限于图像之间尺度变化较小的情况，即图像变换旋转角度、平移量都很小，若超出这种条件，算法精度将明显下降，造成检测结果不稳定。

针对以上问题对检测算法进一步改进，将空间域和尺度域中的极值点认定为角点，即可解决上述局限。改进算法如下：

其中，角点O附近角点分为不在边缘上的角点A与在边缘上的角点B；点A附近图像是均匀区域，梯度为0；点B在边缘上，梯度方向与OB垂直，其梯度与OB向量的点积为0，故可表示为：

式中：为灰度梯度向量；/>为图像点指向原点O的向量；/>为图像点指向第i点的向量。

实际中存在误差θ，即：

迭代优化求解满足误差θ累计和最小，得到迭代式：

通过对Harris角点逐步迭代优化，最终可得到精确度更高的角点坐标。

摄像机的标定与特性点匹配是深入研究双目立体视觉障碍物识别和避障路径规划的基础。通过建立摄像机成像数学模型，考虑径向畸变和切向畸变非线性影响，改进摄像机参数标定算法，推导出非线性摄像机内置参数矩阵，并应用软件编程实现双目立体摄像机的标定，结果表征系统标定方法具有操作简单、精度高、计算快的特点。

在原有Harris算子基础上，考虑其对图像尺度变换的不适应性，对其增加尺度参数加以改进，提取角点坐标，基于软件编程实现特征点匹配与描述，并与其他算法匹配结果进行对比分析，在提高改进算法的鲁棒性与精度后，进一步优化改进算法对图像旋转角度的匹配适应度，最终基于软件编程得到匹配后的视差图。表征改进后的算法能够增强图像特征点的处理能力，时耗较短。

由于传统标定方法利用像机畸变模型建立约束方程，以非线性优化方法求解目标函数，将导致优化程序计算复杂，计算速度慢，而标定的结果取决于初始值等。常见的主动标定方法计算量大、算法耗时长、实验环境要求高，不易实现；自标定方法灵活，易于实现，但标定结果精确度低，鲁棒性差。本申请的视觉定位方法采用了主动视觉标定方式，考虑畸变影响而改进标定算法，具有算法简单、易于实现、鲁棒性高等特点，有效地解决了求解速率慢与标定结果的精确性不稳定的问题。以此基础上采用对Harris特征点检测算法改进算法增强了对图像特征点的处理能力，实现了双目立体视觉特征点匹配。

在本发明的实施例中，放疗设备的视觉定位方法的步骤还包括：

在治疗装置10和限束装置20对接定位完成后，检测两者的对接定位偏差；

判断对接定位偏差是否位于预设偏差范围内；

若对接定位偏差位于预设偏差范围内，则控制治疗装置10执行放射治疗动作；

若对接定位偏差超出预设偏差范围，则重复进行定位动作。

进一步地，该放疗设备的视觉定位系统还包括设于治疗装置10上的激光位移传感器，激光位移传感器用于完成定位后测量治疗装置10和视觉导板23之间的距离，从而计算两者的对接定位偏差。在定位完成后，当激光位移传感器检测到治疗装置10的治疗头和视觉导板23的对接定位偏差符合预设偏差范围后，解除治疗头到位联锁，进行下一步放射治疗动作。若对接定位偏差超过预设偏差范围时，则重新进行上述定位步骤，直至治疗装置10和限束装置20的对接定位偏差符合预设偏差范围为止。

进一步地，在本发明的实施例中，还提出一种放疗设备，其包括根据如上所述的放疗设备的视觉定位系统。由于该放疗设备采用了上述视觉定位系统的所有实施例，因此具有视觉定位系统所带来的所有有益效果，在此不作详细赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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本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。

Claims (10)

1.一种放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述放疗设备的视觉定位系统包括：

治疗装置(10)，用于产生治疗束流；

驱动机构，用于驱动所述治疗装置(10)移动；

限束装置(20)，位于所述治疗装置(10)的下方并开设有束流通道(28)，所述治疗束流经由所述束流通道(28)引导至患者的病灶处并形成与病灶区域适形的不同规格的照射野；

特征识别件(21)，数量至少为三个且间隔布置于所述限束装置(20)朝向所述治疗装置(10)的一侧；和

图像控制单元(11)，安装于所述治疗装置(10)上并被配置为：

获取所述特征识别件(21)的当前图像；

根据所述当前图像控制所述治疗装置(10)移动到所述限束装置(20)的预设上方位置。

2.根据权利要求1所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述放疗设备的视觉定位系统还包括安装于所述图像控制单元(11)上的发光件，所述发光件用于向所述限束装置(20)发射光源，指示图像控制单元采集范围，所述限束装置(20)上设有检测位置，所述图像控制单元(11)进一步被配置为：

判断所述发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；

根据判断结果控制所述图像控制单元(11)开启或关闭。

3.根据权利要求1所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述限束装置(20)包括：

施治器(22)，形成有束流通道并用于将所述治疗装置(10)发射的治疗束流引导至患者的病灶处；

视觉导板(23)，安装于所述施治器(22)背离患者的一端，所述视觉导板(23)上设置有所述检测位置，所述检测位置为圆形凹槽(27)，所述视觉导板(23)的中部形成有环形槽；和

顶盖(24)，嵌置于所述环形槽内，至少三个所述特征识别件(21)以治疗束流为轴线呈圆周阵列间隔布置于所述顶盖(24)上。

4.一种放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3中任意一项所述的放疗设备的视觉定位系统中，所述放疗设备的视觉定位方法包括步骤：

将图像控制单元(11)移动到限束装置(20)上方的合适拍摄位置处；

获取所述特征识别件(21)的当前图像；

根据所述当前图像控制所述治疗装置(10)移动到所述限束装置(20)的预设上方位置。

5.根据权利要求4所述的放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，所述将图像控制单元(11)移动到限束装置(20)上方的合适拍摄位置处的步骤包括：

判断所述发光件发出的光斑位置是否囊括所述检测位置；

当所述光斑位置和所述检测位置重合时，则表明图像控制单元(11)的拍摄位置已达到合适，并控制所述图像控制单元(11)开启拍摄动作；

当所述光斑位置囊括所述检测位置时，调整所述图像控制单元(11)的位置直至所述光斑位置囊括所述检测位置。

6.根据权利要求4所述的放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，所述获取所述特征识别件(21)的当前图像的步骤包括：

通过所述图像控制单元(11)获取拍摄图片，并获取在拍摄位置处的驱动机构的当前坐标；

检测所述拍摄图片中的特征识别件(21)所对应的特征点，并获取特征点对应的当前空间坐标；

根据所述特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算所述驱动机构的目标坐标；

根据目标坐标信息控制所述驱动机构移动到目标位置。

7.根据权利要求6所述的放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，所述根据所述特征点的当前空间坐标和驱动机构的当前坐标计算所述驱动机构的目标坐标的步骤包括：

确定所述驱动机构在目标位置时的理论目标坐标；

根据所述特征点的当前空间坐标和所述驱动机构的理论目标坐标计算第一差值；

根据所述特征点的当前空间坐标和所述驱动机构的当前坐标计算第二差值；

根据所述第一差值和所述第二差值计算所述驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值；

根据所述驱动机构的理论目标坐标和当前坐标的差值计算所述驱动机构所要移动的距离和路径。

8.根据权利要求6所述的放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，所述检测所述拍摄图片中的特征识别件(21)所对应的特征点，并获取特征点对应的空间坐标的步骤包括：

对所述当前图像进行图像修正；

由修正后的当前图像转换计算出特征点的当前空间坐标信息；

将获取的特征点的当前空间坐标信息进行矫正，以最终得到修正后的当前空间坐标。

9.根据权利要求4所述的放疗设备的视觉定位方法，其特征在于，所述放疗设备的视觉定位方法的步骤还包括：

在治疗装置(10)和限束装置(20)对接定位完成后，检测两者的对接定位偏差；

判断对接定位偏差是否位于预设偏差范围内；

若所述对接定位偏差位于所述预设偏差范围内，则控制治疗装置(10)执行放射治疗动作；

若所述对接定位偏差超出所述预设偏差范围，则禁止执行放射治疗动作并重复定位动作。

10.一种放疗设备，其特征在于，包括根据权利要求1至3所述的放疗设备的视觉定位系统。