CN215653475U - 一种放疗体表定位测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放疗体表定位测控装置，包括：控制模组，用于调取和储存患者进行CT或EPID定位后的照射野数据；液晶屏，设置于射野模拟灯的出光方向上，且与控制模组电连接，用于显示控制模组调取出来的照射野数据，从而使射野模拟灯出光后，液晶屏上的照射野数据阻挡出光光线，以在患者的皮肤投影出照射野图形；通过在患者的皮肤上标记照射野图形的位置参考点，获取靶区标记点；摄像头组，与控制模组电连接，用于在每次放射治疗前拍摄靶区标记点，获取靶区标记点的坐标数据，并传输给控制模组；所述控制模组通过在每次放射治疗前，比较患者的照射野数据与靶区标记点的坐标数据，以判断患者的放疗部位是否出现校验超差。

Description

一种放疗体表定位测控装置

技术领域

本实用新型涉及智能测控仪器的技术领域，更具体地，涉及一种放疗体表定位测控装置。

背景技术

现有医学放射治疗领域，体位可重复性是放射治疗非常关键的环节，患者应尽量采取舒适、重复性好且能满足治疗需要的体位，尽可能使用一些体位固定装置(如温塑面罩、体位固定垫、体架等)。这些体位固定装置和加速器治疗机房内的三向激光灯一起，组成了三维空间定位坐标系，以保证加速器照射靶区和TPS(Treatment Planning System，放射治疗计划系统)软件规划靶区的一致性。

在临床实践中，放射治疗疗程相对比较长，放疗通常每天一次，每周治疗5天，周六、日休息，以利于正常组织细胞的恢复。放射治疗整个疗程所需的时间取决于肿瘤的类型、位置和范围、治疗的目的、病人的身体状况等多方面的因素，一般需时5-7周。在此期间，如果遇到患者发热等情况，导致疗程中途暂停，则整个疗程时间就会更长。

由于患者的身体在整个治疗过程中会有较大消耗，导致体形的变化，通常是变瘦，但亦有个别患者因为水肿等原因而体形膨胀。通过临床实践发现，患者体形的变化对放射治疗精度的影响是非常大的，会导致加速器实际照射靶区与TPS软件规划的目标靶区不一致，进而造成较大的放疗误差，可能伤及OAR器官(Organ At Risk，放疗危及器官，指放疗区域周边的正常器官)，最终背离了“最大放射治疗剂量”和“最小伤害”的理想平衡状态。

目前放疗的定位方法是：通过CT或EPID或者模拟定位机定位后，在患者的体位固定装置(如温塑面罩、体位固定垫、体架等)上画特殊的记号线作为“照射靶区标记”，为放疗过程中患者重复摆位做标识。但诸如此类定位标识，都建立在患者外部的体位固定装置上，它们无法解决患者本身体形的局部变化对放射治疗精度的影响，要评估或者消除这种影响，只能再次通过CT或EPID或者模拟定位机重新进行定位。

实用新型内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷(不足)，提供一种能够快速、便捷地进行体型定位验证的放疗体表定位测控装置，用于在每次加速器治疗床摆位之后且出束之前，准确地、高效地判断患者治疗区域形体变形量是否超出了误差许可，具有有效避免了让体形变化不明显的患者浪费治疗时间和增加治疗成本去重新CT或EPID定位的效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：

一种放疗体表定位测控装置，所述放疗体表定位测控装置安装于放疗直线加速器小机头机架上，且位于射野模拟灯的出光方向上，包括：

控制模组，用于调取和储存患者进行CT或EPID定位后的照射野数据；

液晶屏，设置于射野模拟灯的出光方向上，且与控制模组电连接，用于显示控制模组调取出来的照射野数据，从而使射野模拟灯出光后，液晶屏上的照射野数据阻挡出光光线，以在患者的皮肤投影出照射野图形；通过在患者的皮肤上标记照射野图形的位置参考点，获取靶区标记点；

摄像头组，与控制模组电连接，用于在每次放射治疗前拍摄靶区标记点，获取靶区标记点的坐标数据，并传输给控制模组；

所述控制模组通过在每次放射治疗前，比较患者的照射野数据与靶区标记点的坐标数据，以判断患者的放疗部位是否出现校验超差。

本技术方案的放疗体表定位测控装置主要在放疗前，对患者进行摆位之后使用，用于在摆位之后且出束之前，准确、高效地判断患者治疗区域变形量是否超出误差许可。其中，患者每次进行CT或EPID定位后的照射野数据为精准的放疗数据，通过导入控制模组内，从而使控制模组内储存有该CT或EPID定位后的照射野数据。在摆位之后，在放疗直线加速器上，且位于射野模拟灯的出光通道上，插入该定位装置，该定位装置通过控制系统将该照射野数据传输到液晶屏，从而使液晶屏中显示出该照射野数据。而液晶屏上方为射野模拟灯，因此，当射野模拟灯出光，投射于液晶屏上时，有照射野数据的地方则会遮挡光束，而没有照射野数据的地方，射野模拟灯的光束则可以直接出射，投射于患者体表上。因此，有照射野数据的地方会在患者体表上形成阴影，该阴影即为照射野图形。通过用记号笔直接在患者皮肤上进行标记照射野图形的位置参考点，从而可以获取直接设置在患者皮肤上的靶区标记点。其中，该靶区标记点只需在进行CT或EPID定位后的首次放疗时获取一次，后续在进行放疗之前，通过比较该靶区标记点的位置与原始的照射野数据所对应的位置是否一致，即可判断出患者是否因为身体的胖瘦变形导致放疗位置发生偏移。当靶区标记点的位置发生偏移，则重新进行CT或EPID定位，以及重新获取靶区标记点；当靶区标记点的位置没有发生偏移，则取下该放疗体表定位测控装置后，即可继续进行放疗，从而节省了不必要的CT或EPID定位成本。

本技术方案中，通过摄像头组拍摄，获取患者皮肤上的靶区标记点，并将靶区标记点转换为坐标数据，以便于与照射野数据进行位置比较，从而可以快速判断出靶区标记点的位置是否因患者的体型变化而导致校验超差。

进一步地，该摄像头组包括两组摄像机，分别设置于控制模组的两侧，从而采集到双目视觉图形信息，有利于提高射野投影图形的辨识图。

进一步地，显示于液晶屏上的照射野数据可以通过轮廓形式呈现，也可以通过网格、同心圆、标记点等形式呈现；对应地，投影于患者体表上的照射野图形的形式与照射野数据的形式一致，以便于标记靶区标记点，并将靶区标记点在后续每次放疗前，与照射野数据的位置信息进行比较，以便于快速识别靶区标记点是否出现校验超差。

在其中一种实施例中，还包括：

激光指示器，与控制模组电连接，用于在患者的放疗部位出现校验超差时，发出激光，照射患者体表实际超差的位置。

在其中一种实施例中，

所述控制模组内部集成有无线通信模块、中央处理器和储存器，

所述无线通信模块用于接收患者进行CT或EPID定位后的照射野数据，并传输给储存器储存；

所述中央处理器用于比较患者的照射野数据与靶区标记点的坐标数据，从而判断患者的放疗部位是否出现校验超差。

在其中一种实施例中，

所述控制模组内还设有相互电连接的第一伺服电机和第一齿轮组；

所述第一伺服电机与中央处理器电连接，用于驱动第一齿轮组转动；

所述第一齿轮组与摄像头组连接，用于带动摄像头组转动，以进行拍摄靶区标记点。

在其中一种实施例中，

所述控制模组内还设有相互电连接的第二伺服电机和第二齿轮组；

所述第二伺服电机与中央处理器电连接，用于驱动第二齿轮组转动；

所述第二齿轮组与激光指示器连接，用于带动激光指示器转动，以进行照射患者体表的实际超差位置。

在其中一种实施例中，

所述控制模组的外部设有触控显示屏，所述触控显示屏与中央处理器电连接。

在其中一种实施例中，

所述控制模组内部还设有第一支架，所述第一齿轮组包括相互啮合连接的扇形齿轮组和传动齿轮组；

所述传动齿轮组与第一伺服电机电连接；

所述扇形齿轮组与第一支架转动连接，且所述扇形齿轮组随着传动齿轮组的转动而绕第一支架旋转，所述摄像头组固定与扇形齿轮组上，从而带动摄像头组转动，以调节摄像头组的俯仰角。

本技术方案中，通过控制摄像头组转动，以便于摄像头组拍摄患者上的靶区标记点。具体地，在需要拍摄靶区标记点时，中央处理器控制第一伺服电机工作，第一伺服电机驱动传动齿轮组转动，传动齿轮组带动扇形齿轮组绕第一支架转动，从而带动摄像头组绕第一支架转动，以实现调节摄像头组的俯仰角进行拍摄。

在其中一种实施例中，

所述控制模组内部还设有第二支架，所述第二齿轮组包括球形齿轮和经、纬度齿轮；所述第二伺服电机包括经度伺服电机和纬度伺服电机，所述经度伺服电机与经度齿轮电连接，所述纬度伺服电机与纬度齿轮电连接；

所述激光指示器固定于球形齿轮上，所述球形齿轮嵌合在第二支架内，且与第二支架转动连接，所述经度齿轮和纬度齿轮分别与球形齿轮啮合连接，从而带动球形齿轮和激光指示器进行前后、左右摆动。

本技术方案中，通过控制激光指示器转动，以便于激光指示器照射于患者体表出现校验超差的位置，从而提醒医护人员进行重新定位。具体地，本技术方案中，中央处理器驱动经度伺服电机工作时，经度伺服电机驱动经度齿轮转动，经度齿轮带动球形齿轮进行前后摆动，从而带动激光指示器进行前后摆动；当中央处理器驱动纬度伺服电机工作时，纬度伺服电机驱动纬度齿轮转动，纬度齿轮带动球形齿轮进行左右摆动，从而带动激光指示器进行左右摆动，从而使得激光指示器照向患者皮肤上的校验超差位置，以进行提醒医护人员进行重新CT或EPID定位。

进一步地，由于激光指示器可以进行前后、左右摆动，因此，激光指示器投射出来的光标可以在射野范围内任意位置进行靶区标记。

其中，本技术方案中，放疗体表定位测控装置放疗体表定位测控装置放疗体表定位测控装置在CT或EPID定位后，通过在体位固定垫的左右两外侧上画上标记，以定位患者的放疗部位，通过使放疗直线加速器外部左右两侧射出的激光光束与体位固定垫上的标记相吻合，以实现治疗前摆位。

在后续再次进行放疗之前，且在完成摆位之后，插入放疗体表定位测控装置，通过放疗体表定位测控装置的控制模组调取患者的照射野数据，并将照射野数据与摄像机拍摄的靶区标记点的坐标数据进行比较，以判断患者的放疗部位是否因体型变化导致校验超差，从而实现精准定位，且避免进行不必要的CT或EPID定位，增加治疗成本。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过控制模组获取患者进行CT或EPID定位后的照射野数据，并将照射野数据按照所需的比例图形显示于液晶屏上，通过照射野图形遮挡射野模拟灯投射下来的光束，以在患者体表形成黑色阴影，即照射野图形；通过在患者的皮肤上标记照射野图形的位置参考点，获取靶区标记点；在后续进行放疗前，通过比较该靶区标记点的坐标数据与照射野数据的坐标数据是否一致，从而可以快速判断出患者的放疗部位是否因局部体型变化而导致校验超差，以避免进行不必要的CT或EPID定位，增加治疗成本。

附图说明

图1为本实用新型在放疗直线加速器上的放置位置示意图。

图2为本实用新型的结构示意图一。

图3为本实用新型的结构示意图二。

图4为控制模组的结构示意图一。

图5为控制模组的结构示意图二。

图6为调节摄像头组俯仰角的示意图。

图7为照射野数据在液晶屏上的呈现形式示意图。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例公开了一种放疗体表定位测控装置1，该放疗体表定位测控装置1安装于放疗直线加速器上，且位于射野模拟灯6的出光方向上，包括控制模组14、液晶屏15、摄像头组和激光指示器12。

其中，控制模组14内部集成有无线通信模块、中央处理器和储存器，用于调取和储存患者4进行CT或EPID定位后的照射野数据16；

结合图3所示，液晶屏15设置于射野模拟灯6的出光方向上，且与控制模组14电连接，用于显示控制模组14调取出来的照射野数据16，从而使射野模拟灯6出光后，液晶屏15上的照射野数据16阻挡出光光线，以在患者4的皮肤投影出照射野图形；通过在患者4的皮肤上标记照射野图形的位置参考点，获取靶区标记点51；

摄像头组包括两组摄像机11、13，分别设置于控制模组14的两侧，且与控制模组14电连接，用于在每次放射治疗前拍摄靶区标记点51，获取靶区标记点51的坐标数据，并传输给控制模组14；控制模组14通过在每次放射治疗前，比较患者4的照射野数据16与靶区标记点51的坐标数据，以判断患者4的放疗部位是否出现校验超差。当出现校验超差，则重新进行CT或EPID定位；当没有出现校验超差，则继续进行放射治疗。

进一步地，激光指示器与控制模组14电连接，用于在患者4的放疗部位出现校验超差时，发出激光，照射患者4体表实际超差的位置，以提醒医护人员进行重新CT或EPID定位。

进一步地，控制模组14的外部设有触控显示屏17，触控显示屏17与中央处理器电连接，以便于医护人员进行触控操作。

如图4和图5所示，具体地，控制模组14内设有相互电连接的第一伺服电机111和第一齿轮组；第一伺服电机111与中央处理器电连接，用于驱动第一齿轮组转动；第一齿轮组与摄像头组连接，用于带动摄像头组转动，以进行拍摄靶区标记点51。

进一步地，控制模组14内部设有第一支架113，第一齿轮组包括相互啮合连接的扇形齿轮组112、114和传动齿轮组110；传动齿轮组110与第一伺服电机111电连接；扇形齿轮组112、114与第一支架113转动连接，且扇形齿轮组112、114随着传动齿轮组110的转动而绕第一支架113旋转，摄像头组固定与扇形齿轮组112、114上，从而带动摄像头组转动，以调节摄像头组的俯仰角α。

具体地，控制模组14内还设有相互电连接的第二伺服电机和第二齿轮组；第二伺服电机与中央处理器电连接，用于驱动第二齿轮组转动；第二齿轮组与激光指示器连接，用于带动激光指示器转动，以进行照射患者4体表的实际超差位置。

进一步地，控制模组14内部还设有第二支架124，第二齿轮组包括球形齿轮120和经、纬度齿轮123；第二伺服电机包括经度伺服电机121和纬度伺服电机125，经度伺服电机121与经度齿轮122电连接，纬度伺服电机125与纬度齿轮123电连接；激光指示器12固定于球形齿轮120上，球形齿轮120嵌合在第二支架124内，且与第二支架124转动连接，经度齿轮122和纬度齿轮123分别与球形齿轮120啮合连接，从而带动球形齿轮120和激光指示器12进行前后、左右摆动。

如图6所示，一般地，放疗直线加速器内的射野模拟灯6到放疗靶区5的直线距离为源轴距，即点O到点F的直线距离，该源轴距O-F是一致的，均为1000mm，但放疗体表定位测控装置1的放置高度可以不同，其中，射野模拟灯6到放疗体表定位测控装置1的直线距离为源托距，即点O到点T的直线距离，该源托距可根据需要设置。因此，为更准确地调节摄像头组11、13的拍摄视野，使摄像头组11、13对准放疗靶区5，因此摄像头组11、13的俯仰角α可以通过上述的第一伺服电机111和第一齿轮组进行自动调节。

具体地，本技术方案的工作原理为：

患者4每次进行CT或EPID定位后的照射野数据16为精准的放疗数据，通过将该照射野数据16导入控制模组14内，从而使控制模组14内储存有该CT或EPID定位后的照射野数据16。通过控制系统将该照射野数据16传输到液晶屏15，从而使液晶屏15中显示出该照射野数据16。

如图7所示，其中，该照射野数据16在液晶屏15上的呈现形式不限，其可以为轮廓形式，也可以为网格、同心圆、标记点等形式。

由于液晶屏15上方为射野模拟灯6，因此，当射野模拟灯6出光，投射于液晶屏15上时，显示照射野数据16的地方则会遮挡光束，而没有显示照射野数据16的地方，射野模拟灯6的光束则可以直接出射，投射于患者4体表上。从而使显示照射野数据16的地方在患者4体表上形成阴影，该阴影即为照射野图形。通过用记号笔直接在患者4皮肤上进行标记照射野图形的位置参考点，从而可以获取直接设置在患者4皮肤上的靶区标记点51。

在进行CT或EPID定位后的首次放疗时，该靶区标记点51的坐标数据与照射野数据16的坐标数据一致；在后续进行放疗时，若放疗的靶区部位因患者4的体型变化而发生偏移，则靶区标记点51的坐标位置会发生偏移。因此，通过比较靶区标记点51的坐标位置与首次放疗时的照射野数据16是否一致，则可判断靶区标记点51是否发生偏移，从而确定是否需要重新进行CT或EPID定位。

当靶区标记点51的坐标位置与首次放疗时的照射野数据16一致，则不需要重新CT或EPID定位；当靶区标记点51的坐标位置与首次放疗时的照射野数据16不一致，则说明靶区标记点51已发生校验超差，则需要重新进行CT或EPID定位，以确定新的照射野数据16和靶区标记点51。

具体地，在通过摄像头组拍摄靶区标记点51时，首先，中央处理器控制第一伺服电机111工作，第一伺服电机111驱动传动齿轮组110转动，传动齿轮组110带动扇形齿轮组112、114绕第一支架113转动，从而带动摄像头组绕第一支架113转动，以实现调节摄像头组的俯仰角α进行拍摄。

具体地，本实施例还通过设置激光指示器12照射于患者4校验超差的位置，以提示医护人员需要重新进行CT或EPID定位。

其中，在通过激光指示器12照射校验超差位置时，中央处理器驱动经度伺服电机121工作时，经度伺服电机121驱动经度齿轮122转动，经度齿轮122带动球形齿轮120进行前后摆动，从而带动激光指示器12进行前后摆动；当中央处理器驱动纬度伺服电机125工作时，纬度伺服电机125驱动纬度齿轮123转动，纬度齿轮123带动球形齿轮120进行左右带动，从而带动激光指示器12进行左右摆动，从而使得激光指示器12照向患者4皮肤上的校验超差位置，以进行提醒医护人员进行重新CT或EPID定位。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，所述放疗体表定位测控装置安装于放疗直线加速器内，且位于射野模拟灯的出光方向上，包括：

控制模组，用于调取和储存患者进行CT或EPID定位后的照射野数据；

液晶屏，设置于射野模拟灯的出光方向上，且与控制模组电连接，用于显示控制模组调取出来的照射野数据，从而使射野模拟灯出光后，液晶屏上的照射野数据阻挡出光光线，以在患者的皮肤投影出照射野图形；通过在患者的皮肤上标记照射野图形的位置参考点，获取靶区标记点；

摄像头组，与控制模组电连接，用于在每次放射治疗前拍摄靶区标记点，获取靶区标记点的坐标数据，并传输给控制模组；

所述控制模组通过在每次放射治疗前，比较患者的照射野数据与靶区标记点的坐标数据，以判断患者的放疗部位是否出现校验超差。

2.根据权利要求1所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，还包括：

激光指示器，与控制模组电连接，用于在患者的放疗部位出现校验超差时，发出激光，照射患者体表实际超差的位置。

3.根据权利要求2所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组内部集成有无线通信模块、中央处理器和储存器，

所述无线通信模块用于接收患者进行CT或EPID定位后的照射野数据，并传输给储存器储存；

所述中央处理器用于比较患者的照射野数据与靶区标记点的坐标数据，从而判断患者的放疗部位是否出现校验超差。

4.根据权利要求3所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组内还设有相互电连接的第一伺服电机和第一齿轮组；

所述第一伺服电机与中央处理器电连接，用于驱动第一齿轮组转动；

所述第一齿轮组与摄像头组连接，用于带动摄像头组转动，以进行拍摄靶区标记点。

5.根据权利要求3所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组内还设有相互电连接的第二伺服电机和第二齿轮组；

所述第二伺服电机与中央处理器电连接，用于驱动第二齿轮组转动；

所述第二齿轮组与激光指示器连接，用于带动激光指示器转动，以进行照射患者体表的实际超差位置。

6.根据权利要求3所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组的外部设有触控显示屏，所述触控显示屏与中央处理器电连接。

7.根据权利要求4所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组内部还设有第一支架，所述第一齿轮组包括相互啮合连接的扇形齿轮组和传动齿轮组；

所述传动齿轮组与第一伺服电机电连接；

所述扇形齿轮组与第一支架转动连接，且所述扇形齿轮组随着传动齿轮组的转动而绕第一支架旋转，所述摄像头组固定与扇形齿轮组上，从而带动摄像头组转动，以调节摄像头组的俯仰角。

8.根据权利要求5所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，

所述控制模组内部还设有第二支架，所述第二齿轮组包括球形齿轮和经、纬度齿轮；所述第二伺服电机包括经度伺服电机和纬度伺服电机，所述经度伺服电机与经度齿轮电连接，所述纬度伺服电机与纬度齿轮电连接；

所述激光指示器固定于球形齿轮上，所述球形齿轮嵌合在第二支架内，且与第二支架转动连接，所述经度齿轮和纬度齿轮分别与球形齿轮啮合连接，从而带动球形齿轮和激光指示器进行前后、左右摆动。

9.根据权利要求1所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，所述摄像头组包括两组摄像机，分别设置于控制模组的两侧。

10.根据权利要求1所述的一种放疗体表定位测控装置，其特征在于，显示于液晶屏上的照射野数据的呈现形式为轮廓式、网格式、同心圆式或标记点式的一种或多种。

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