CN117398116A - 任意角度千伏级图像获取装置及图像获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及肿瘤治疗技术领域，尤其涉及一种任意角度千伏级图像获取装置及图像获取方法。包括旋转机架，旋转机架上设置加速器，旋转机架上相对于加速器对称设置两组图像采集装置，两组图像采集装置在机架上交叉设置，每组图像采集装置均包括X射线球管和平板接收器，X射线球管发出的射线与平板接收器垂直设置。本发明实现了任意角度的位图像采集；成像过程中无遮挡；无需进行投影换算，成像范围大，图像信息可信度增大；提高了图像采集的速度。

Description

任意角度千伏级图像获取装置及图像获取方法

技术领域

本发明涉及肿瘤治疗技术领域，尤其涉及一种任意角度千伏级图像获取装置及图像获取方法。

背景技术

放射治疗是重要的肿瘤治疗手段，目前已经进入精确放射治疗时代。精确放射治疗的最大优势体现在精确打击肿瘤，而对正常组织的损伤轻微，但实现这一目标需要具备准确发现肿瘤、精准定位肿瘤和精细控制肿瘤动度等条件，而这些条件都需要通过影像引导技术来实现。因此，影像引导技术是精确放射治疗发展的必要条件和质量保证，它的成像质量、速度和模式很大程度上影响了放射治疗的结果。

目前临床上采用了很多不同模式的影像引导技术，种类繁杂，各有优缺点。其中最常用的有三种影像引导技术，分别为电子射野成像系统、固定式影像引导系统和CBCT引导系统。

电子射野成像系统，由医用电子直线加速器直接产生兆伏级射束，通过平板接收器成像，替代了传统胶片成像，其优点是直接使用加速器产生射束，在放疗过程中实时成像；缺点是获取兆伏级图像所需照射剂量明显高于获取千伏级图像所需剂量，对身体的伤害也更大。

固定式影像引导系统采用加速器1与平板接收器3成角度设置，如图2所示，固定式影像引导的优点是，常规X线球管产生的是千伏级射束，能量较小，缺点是平板接收器3的接收图像7与实际图像6不符，如图3所示，需要经过投影换算，图像信息经过换算可信度降低。另一个缺点是，在加速器1旋转到X球管与平板接收器3的路径上时，X球管产生的射线被加速器1遮挡，无法成像，不能实现360°图像采集，如图4所示。

CBCT引导系统，如图5所示，使用常规X线球管和平板接收器，常规X线球管产生的是千伏级射束，能量较小，X线球管产生的射束与加速器呈90度设置，通过旋转360°获取一系列连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像。其优点是数据量丰富，并且与很多解剖位置、体位、摆位设施都能互相兼容。缺点是需要足够多的影像数据，采集效率相对低。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供了一种任意角度千伏级图像获取装置及图像获取方法，实现了任意角度的图像采集，提高了图像采集的速度，降低了对人体的伤害。

本发明提供了一种任意角度千伏级图像获取装置，包括旋转机架，旋转机架上设置加速器，旋转机架上相对于加速器对称设置两组图像采集装置，两组图像采集装置在机架上交叉设置，每组图像采集装置均包括X射线球管和平板接收器，X射线球管发出的射线与平板接收器垂直设置。

两组图像采集装置和加速器相对于旋转机架固定不动，两组图像采集装置和加速器均随旋转机架旋转，X射线球管发出射线，照射到人体上后，在平板接收器上成像。

所述的两组图像采集装置的交叉角度为10°-170°。平行设置的两个图像采集装置无法实现图像的采集，两组图像采集装置交叉角度至少为10度，最大交叉角度为170度，才能确保两组图像采集装置采集到图像。所述的X射线球管可产生千伏级X射线。千伏级X射线即可获得清晰图像，降低对人体的伤害。

一种图像获取方法，包括

S1：旋转机架可以停留在任意位置且在成像过程中旋转机架位置不变，两个X射线球管同时发出千伏级射线，穿过靶区，分别在对应的平板接收器上成像；不需要旋转机架转动直接成像，并且可以在任意角度位置成像，成像方式更加快捷高效；

或

S2：旋转机架带动图像采集装置旋转360°，其中一个X射线球管发出千伏级射线获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像；

或

S3：旋转机架带动图像采集装置旋转180°，两个X射线球管同时发出千伏级射线，获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像。只需要旋转180°即可获得清晰的图像，提高了图像采集的速度。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明通过在旋转机架上相对于加速器对称设置两组图像采集装置，实现了任意角度的位图像采集；加速器和图像采集装置均置于旋转机架上，并随旋转机架旋转，成像过程中无遮挡；X射线球管发出的射线与平板接收器垂直设置，无需进行投影换算，成像范围大，图像信息可信度增大；提高了图像采集的速度，采用千伏级X射线球管，在满足成像要求的同时，降低了对人体的伤害。可以采用三种不同的图像获取方法，提高了装置的适应性。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为固定式影像引导系统的主视结构示意图；

图3为固定式影像引导系统成像原理示意图；

图4为固定式影像引导系统发生遮挡的结构示意图；

图5为CBCT引导系统主视结构示意图。

图中：1、加速器；2、旋转机架；3、平板接收器；4、X射线球管；5、靶区；6、实际图像；7、接收图像。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述：

实施例1

如图1所示，本发明所述的一种任意角度千伏级图像获取装置，包括旋转机架2，旋转机架2为环形。旋转机架2上设置加速器1，旋转机架2上相对于加速器1对称设置两组图像采集装置，两组图像采集装置在机架上交叉设置，每组图像采集装置均包括X射线球管4和平板接收器3，X射线球管4发出的射线与平板接收器3垂直设置。两组图像采集装置的交叉角度为10°、90°或170°。平板接收器3靠近加速器1设置，X射线球管4远离加速器1设置。X射线球管4可产生千伏级X射线。

一种图像获取方法，包括

S1：旋转机架2可以停留在任意位置且在成像过程中旋转机架2位置不变，两个X射线球管4同时发出千伏级射线，穿过靶区5，分别在对应平板接收器3上成像；

或

S2：旋转机架2带动图像采集装置旋转360°，其中一个X射线球管4发出千伏级射线获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像；

或

S3：旋转机架2带动图像采集装置旋转180°，两个X射线球管4同时发出千伏级射线，获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像。

本发明中对结构的方向以及相对位置关系的描述，如前后左右上下的描述，不构成对本发明的限制，仅为描述方便。

Claims (6)

1.一种任意角度千伏级图像获取装置，其特征在于，包括旋转机架(2)，旋转机架(2)上设置加速器(1)，旋转机架(2)上相对于加速器(1)对称设置两组图像采集装置，两组图像采集装置在机架上交叉设置，每组图像采集装置均包括X射线球管(4)和平板接收器(3)，X射线球管(4)发出的射线与平板接收器(3)垂直设置。

2.根据权利要求1所述的任意角度千伏级图像获取装置，其特征在于，两组图像采集装置的交叉角度为10°-170°。

3.根据权利要求2所述的任意角度千伏级图像获取装置，其特征在于，X射线球管(4)可产生千伏级X射线。

4.根据权利要求3所述的任意角度千伏级图像获取装置，其特征在于，旋转机架(2)为环形。

5.根据权利要求4所述的任意角度千伏级图像获取装置，其特征在于，平板接收器(3)靠近加速器(1)设置，X射线球管(4)远离加速器(1)设置。

6.一种根据权利要求5所述的图像获取方法，其特征在于，包括

S1：旋转机架(2)可以停留在任意位置且在成像过程中旋转机架(2)位置不变，两个X射线球管(4)同时发出千伏级射线，穿过靶区(5)，分别在对应平板接收器(3)上成像；

或

S2：旋转机架(2)带动图像采集装置旋转360°，其中一个X射线球管(4)发出千伏级射线获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像；

或

S3：旋转机架(2)带动图像采集装置旋转180°，两个X射线球管(4)同时发出千伏级射线，获取连续的单张影像数据，进行重建后获得3D影像图像。