CN220443047U - 放疗设备及其视觉定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种放疗设备及其视觉定位系统，该视觉定位系统包括治疗装置、限束装置、特征识别件和图像控制单元；治疗装置设有用于向限束装置发射光源的发光件；限束装置用于将治疗束流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并设有检测位置；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根据发光件发出的光斑位置和检测位置的囊括情况进行开启或关闭，图像控制单元用于获取特征识别件的当前图像并根据对比结果控制治疗装置移动到预设位置。本申请通过初步定位和图像定位来实现治疗装置和限束装置的定位对接，避免了物理硬件连接，消除对病人存在损伤的风险。

Description

放疗设备及其视觉定位系统

技术领域

本实用新型属于医疗器械技术领域，尤其涉及一种放疗设备及其视觉定位系统。

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。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种放疗设备及其视觉定位系统，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，本实用新型提供一种放疗设备的视觉定位系统，所述放疗设备的视觉定位系统包括：

治疗装置，用于产生治疗束流并设置有发光件，所述发光件用于向所述限束装置发射光源；

限束装置，位于所述治疗装置的下方并用于将所述治疗束流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，所述限束装置上设有检测位置；

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

图像控制单元，安装于所述治疗装置上，所述图像控制单元根据所述发光件发出的光斑位置和所述检测位置的囊括情况进行开启或关闭，所述图像控制单元用于获取所述特征识别件的当前图像，并根据所述当前图像和治疗装置的空间位置关系控制所述治疗装置移动到预设位置。

在本实用新型的实施例中，所述限束装置包括同轴布置的：

施治器，用于将所述治疗装置发射的治疗束流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；和

视觉导板，安装于所述施治器背离患者的一端，所述视觉导板上设置有所述检测位置，所述检测位置为圆形凹槽结构。

在本实用新型的实施例中，所述视觉导板的中部形成有环形槽，所述限束装置还包括嵌置于所述环形槽内的顶盖，至少三个所述特征识别件以治疗束流为轴线呈圆周阵列间隔布置于所述顶盖上或视觉导板上。

在本实用新型的实施例中，所述圆形凹槽的内径大于所述环形槽的外径。

在本实用新型的实施例中，所述发光件发射的光源尺寸和所述圆形凹槽的内径适配。

在本实用新型的实施例中，所述顶盖的外周形成与多个缺口，所述限束装置还包括锁紧所述顶盖的锁紧件，所述视觉导板的外周形成有贯穿孔，所述锁紧件穿过所述贯穿孔并抵接所述缺口的内周壁。

在本实用新型的实施例中，所述放疗设备的视觉定位系统还包括设于所述治疗装置上的激光位移传感器，所述激光位移传感器用于完成定位后测量所述治疗装置和所述视觉导板之间的距离。

在本实用新型的实施例中，所述放疗设备的视觉定位系统还包括用于驱动所述治疗装置移动的机械臂，所述机械臂和所述图像控制单元电连接。

在本实用新型的实施例中，还提出一种放疗设备，所述放疗设备包括如上所述的视觉定位系统。

通过上述技术方案，本实用新型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：

在治疗装置上设置有发光件和图像控制单元，发光件用于向限束装置发射光源，在治疗装置的下方设有用于将治疗束流引导至患者的病灶处的限束装置，限束装置上设有检测位置和至少三个特征识别件。在治疗装置和限束装置定位对接之前，发光件发出的光源形成的光斑落在限束装置上，当光斑位置囊括检测位置时，说明此时治疗装置上的图像控制单元已到达合适的拍摄位置，则开始下一步图像控制单元获取特征识别件的图像进行定位的动作。当图像控制单元位于合适拍摄位置时，通过采集并识别特征识别件的位置信息后，从而得到识别特征件和治疗装置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移动即可。本申请通过初步定位和图像定位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。

本实用新型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实用新型的理解，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实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是根据本实用新型一实施例中放疗设备的视觉定位系统的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例中限束装置的俯视示意图。

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

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。

下面参考附图描述根据本实用新型的放疗设备及其视觉定位系统。

如图1所示，在本实用新型的实施例中，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10、限束装置20、特征识别件21和图像控制单元11；治疗装置10用于产生治疗束流并设置有发光件，发光件用于向限束装置20发射光源；限束装置20位于治疗装置10的下方并用于将治疗束流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，限束装置20上设有检测位置；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，图像控制单元11根据发光件发出的光斑位置和检测位置的囊括情况进行开启或关闭，图像控制单元11用于获取特征识别件21的当前图像，并根据当前图像和治疗装置10的空间位置关系控制治疗装置10移动到预设位置。

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。当图像控制单元11位于合适拍摄位置时，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。本申请通过初步定位和图像定位来实现治疗装置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。

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。

如图1所示，限束装置20包括同轴布置的施治器22和视觉导板23；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为亚克力材质且安装于施治器22背离患者的一端。

并且，视觉导板23上设置有检测发光件发射的光源位置的检测位置；为了方便检测光源的光斑位置，发光件的数量设置为多个且环形布置，这样多个发光件发出的光源也呈环形，为了与光源的形状相匹配，将检测位置也设置为圆形凹槽27结构，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。

如图2所示，视觉导板23的中部形成有环形槽，限束装置20还包括嵌置于环形槽内的顶盖24，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上或视觉导板23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。

在本实用新型的实施例中，圆形凹槽27的内径大于环形槽的外径，可以理解地，圆形凹槽27位于环形槽的外侧外圆上，且圆形凹槽27的直径越大越有利于治疗装置10的定位粗调。

在本实用新型的实施例中，发光件发射的光源尺寸和圆形凹槽27的内径适配，当这样治疗装置10上的图像控制单元11处于合适拍摄位置时，发光件发出的光斑位置能够完全落在圆形凹槽27内，也就是说光斑囊括圆形凹槽27。其中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。

在本实用新型的实施例中，顶盖24的外周形成与多个缺口25，缺口25为弧形凹槽结构且内凹面背离顶盖24的外周壁设置。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。具体地，视觉导板23的中间为镂空结构以形成供治疗束流导向贯穿的束流通道28。

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均匀间隔布置，且将多个缺口25和多个特征识别件21依次交叉间隔布置。

在本实用新型的实施例中，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。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的垂直距离符合对接要求后，解除治疗头到位联锁。

在本实用新型的实施例中，放疗设备的视觉定位系统还包括用于驱动治疗装置10移动的机械臂，机械臂和图像控制单元11电连接。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。图像控制单元11包括图像采集组件和控制组件，图像采集组件用于采集识别特征件的当前位置图像，控制组件根据当前位置图像和治疗装置10的偏差来控制机械臂移动到目标位置处。

在本实用新型的实施例中，还提出一种放疗设备，放疗设备包括如上所述的视觉定位系统。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。

在本实用新型的描述中，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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。

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实用新型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实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

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)，用于产生治疗束流并设置有发光件，所述发光件用于向限束装置(20)发射光源；

所述限束装置(20)，位于所述治疗装置(10)的下方并用于将所述治疗束流引导至患者的病灶处，形成与病灶区域适形的不同规格的照射野，所述限束装置(20)上设有检测位置；

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，所述图像控制单元(11)根据所述发光件发出的光斑位置和所述检测位置的囊括情况进行开启或关闭，所述图像控制单元(11)用于获取所述特征识别件(21)的当前图像，并根据所述当前图像和所述治疗装置(10)的空间位置关系控制所述治疗装置(10)移动到预设位置。

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，所述限束装置(20)包括同轴布置的：

施治器(22)，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并形成与病灶区域适形的不同规格的照射野；和

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)结构。

3.根据权利要求2所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述视觉导板(23)的中部形成有环形槽，所述限束装置(20)还包括嵌置于所述环形槽内的顶盖(24)，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)上或视觉导板(23)上。

4.根据权利要求3所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述圆形凹槽(27)的内径大于所述环形槽的外径。

5.根据权利要求3所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述发光件发射的光源尺寸和所述圆形凹槽(27)的内径适配。

6.根据权利要求3所述的放疗设备的视觉定位系统，其特征在于，所述顶盖(24)的外周形成与多个缺口(25)，所述限束装置(20)还包括锁紧所述顶盖(24)的锁紧件(26)，所述视觉导板(23)的外周形成有贯穿孔，所述锁紧件(26)穿过所述贯穿孔并抵接所述缺口(25)的内周壁。

7.根据权利要求2至6中任一项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设于所述治疗装置(10)上的激光位移传感器，所述激光位移传感器用于完成定位后测量所述治疗装置(10)和所述视觉导板(23)之间的距离。

8.根据权利要求1至6中任一项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用于驱动所述治疗装置(10)移动的机械臂，所述机械臂和所述图像控制单元(11)电连接。

9.一种放疗设备，其特征在于，所述放疗设备包括根据权利要求1至8中任意一项所述的视觉定位系统。