放疗设备的激光定位系统的检测方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了放疗设备的激光定位系统的检测方法，包括步骤：探测器固定于放疗设备上，将三个激光定位灯分别放置于探测器的左右侧和顶侧；激光定位灯分别向探测器上对应的光电传感器发射激光信号，根据接收到的激光信号计算出坐标点集合数据；计算出激光定位灯的十字线的水平角度、垂直角度、夹角和交点坐标后根据这些参数进行检测；进行精度误差分析。上述步骤还包括对三个激光定位灯偏离精度的检测与分析。本发明还公开了放疗设备的激光定位系统的检测系统。其有益效果是：避免人工检测时凭借个人经验和技术导致检测质量不可靠，节省检测人员的时间，使激光定位系统的精确性大幅提升，进而使得放疗设备更加精确，确保肿瘤患者得到最可靠的治疗。
【专利说明】放疗设备的激光定位系统的检测方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗设备测量【技术领域】，尤其涉及一种放疗设备的激光定位系统的检测方法和系统。
【背景技术】
[0002]放射治疗已经成为治疗肿瘤的一个重要手段，肿瘤放射治疗要达到四个精确:精确定位、精确计划、精确摆位、精确治疗。肿瘤放射治疗的疗效与治疗的精确性有直接关系，降低误差提闻治疗精度是实施精确治疗的关键因素，能否准确执行放疗医生制定的治疗方案，治疗靶区是否能在模拟定位机所确定的范围准确执行，都要求直线加速器机械光学参数准确无误。
[0003]激光定位系统是一种确保放射治疗体位重复性、提高放射治疗精度的有效而且必不可少的放疗摆位工具，用于帮助治疗摆位、将靶区精确置于加速器的等中心处。激光定位系统通常由三组激光定位灯组成，机架正前方的顶部激光定位灯发射的激光线主要用于校正人体纵轴，通过它与人体正中线间的关系，判断人体是否躺直；机架两侧墙壁上各有一组分别射出横轴线和纵轴线的双线激光定位灯，纵轴线可以校正人体横断面是否在同一平面，横轴线可以校正人体冠状面是否在同一平面上，纵、横两轴线相交成十字线。激光定位灯的安装位置非常重要，左右两侧的水平线激光定位灯中心的高度要严格等于机架旋转等中心的高度，两侧垂直线激光定位灯中心的连线要过射野中心轴线且与床的纵向(Y方向)垂直，否则，即使把两侧的激光定位灯线在等中心处调整重合，由于存在上下或左右的倾角,在床的横向(X方向)离等中心土25cm范围内水平线或垂直线很难调整重合，导致摆位在两侧体表标记点产生误差。因此激光定位灯是否准确安装，关系到治疗效果和放疗安全，但很多医院在安装激光定位灯的过程中，没有将激光定位灯定位得非常精确，加上激光定位灯在使用过程中会受到环境、温差等因素的影响产生偏移，需要经常调整。
`[0004]现有检测方式包括以下步骤:1、水平度偏离检查，在床面上放一水平仪，调整水平仪使之处于水平状态，升床到一定高度，水平仪上端面与左右激光定位灯的水平激光线应完全重合，如果存在一定角度就需要调整相应水平激光定位灯的旋转；2、垂直度偏离检查，机架处于0度位置时用铅垂线分别对三个激光定位灯进行检查，线的另一端固定在机头与激光定位灯相对位置(或者固定在活动人字梯上)，调整相应激光定位灯垂直线水平移动与铅垂完全重合，如果存在一定角度就需要调整垂直激光定位灯的旋转；3、重合性检查，用一张透光白纸朝向激光定位灯，在横向(X方向)离等中心±25cm范围内移动白纸，左右水平线和垂直线均应分别重合，如果仅等中心处重合，就需要微调相应激光定位灯的倾角。这样的检测方法太过繁杂，且存在发生较大误差的可能。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种放疗设备的激光定位系统的检测方法，该检测方法包括步骤:[0006]S1、将探测器固定于放疗设备上以用于接收激光信号，将三个激光定位灯分别放置于探测器的左右两侧和顶侧，其中，所述探测器包括三个用于接收激光信号的光电传感器，所述光电传感器分别位于探测器的左右两侧面和顶部；
[0007]S2、左侧的激光定位灯、右侧的激光定位灯和顶侧的激光定位灯分别向探测器上对应的光电传感器发射激光信号，根据光电传感器的转盘接收到的激光信号计算出坐标点集合数据；
[0008]S3、计算机根据所述坐标点集合数据分别计算出激光定位灯的十字线的水平角度、垂直角度、夹角和交点坐标后，根据这些参数进行三个激光定位灯水平度偏离检测、垂直度偏离检测、偏离等中心距离检测，左右两侧的激光定位灯的重合性检测；
[0009]S4、根据以上步骤得出的实际数据和理论上的计算数据进行精度误差分析，以预设的容差值判断激光定位灯的各项数据误差是否在标准误差范围内。
[0010]其中，所述探测器还包括原点传感器、水平传感器、激光定位灯图像采集器和拟合单元，所述原点传感器用于辅助光电传感器接收激光信号时确定坐标系的原点位置，所述水平传感器用于辅助光电传感器在绝对水平面接收激光信号；
[0011 ] 所述步骤S2具体包括:
[0012]光电传感器将接收到的激光信号的光阈值电压转化为模拟信号；
[0013]激光定位灯图像采集器将模拟信号转化为数字信号形成二值化图像；
[0014]拟合单元将二值化图像拟合十字线形成多组坐标点集合数据。
[0015]其中，所述步骤S3具体包括:
[0016]三个激光定位灯的十字线的水平角度a的计算，根据
[0017]水平直线I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a≤0);以及
[0018]水平直线I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ；
[0019]得到用于计算水平角度a的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)；
[0020]三个激光定位灯的十字线的垂直角度P的计算，根据
[0021]垂直直线I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a≤0);以及
[0022]垂直直线I2的斜率方程式^kpb1 ；
[0023]得到用于计算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)；
[0024]三个激光定位灯的十字线的夹角0的计算,根据
[0025]水平直线的斜率方程式W=Ic1X+!^ ;以及
[0026]垂直直线的斜率方程式:y=k2x+b2 ；
[0027]得到用于计算十字线的夹角0的方程:tan 0=(1^-10/(l+kik2)
[0028]激光定位灯的十字线的交点坐标p (x，y)的计算，以水平直线I1和垂直直线I2为输入条件,通过直线相交,并根据
[0029]aiX+biY+c^O ；以及
[0030]a2x+b2y+c2=0 ;且
[0031]a。a2、bp b2全不为零时,得到:
【权利要求】
1.一种放疗设备的激光定位系统的检测方法，其特征在于，该检测方法包括步骤: 51、将探测器固定于放疗设备上以用于接收激光信号，将三个激光定位灯分别放置于探测器的左右两侧和顶侧，其中，所述探测器包括三个用于接收激光信号的光电传感器，所述光电传感器分别位于探测器的左右两侧面和顶部； 52、左侧的激光定位灯、右侧的激光定位灯和顶侧的激光定位灯分别向探测器上对应的光电传感器发射激光信号，根据光电传感器的转盘接收到的激光信号计算出坐标点集合数据； 53、计算机根据所述坐标点集合数据分别计算出激光定位灯的十字线的水平角度、垂直角度、夹角和交点坐标后，根据这些参数进行三个激光定位灯水平度偏离检测、垂直度偏离检测、偏离等中心距离检测，左右两侧的激光定位灯的重合性检测； 54、根据以上步骤得出的实际数据和理论上的计算数据进行精度误差分析，以预设的容差值判断激光定位灯的各项数据误差是否在标准误差范围内。
2.根据权利要求1所述的放疗设备的激光定位系统的检测方法，其特征在于，所述探测器还包括原点传感器、水平传感器和激光定位灯图像采集器，所述原点传感器用于辅助光电传感器接收激光信号时确定坐标系的原点位置，所述水平传感器用于辅助光电传感器在绝对水平面接收激光信号； 所述步骤S2具体包括: 光电传感器将接收到的激光信号的光阈值电压转化为模拟信号； 激光定位灯图像采集器将模拟信号转化为数字信号形成二值化图像； 计算机将二值化图像拟合十字线形成多组坐标点集合数据。
3.根据权利要求1所述的放疗设备的激光定位系统的检测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括: 三个激光定位灯的十字线的水平角度a的计算，根据 水平直线I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 水平直线I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ； 得到用于计算水平角度ct的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)； 三个激光定位灯的十字线的垂直角度P的计算，根据 垂直直线I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 垂直直线I2的斜率方程式^=Ic2Wb1 ； 得到用于计算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)； 三个激光定位灯的十字线的夹角e的计算，根据 水平直线的斜率方程式W=Iv^b1 ;以及 垂直直线的斜率方程式:y=k2x+b2 ； 得到用于计算十字线的夹角0的方程:tan 0 =(1^-1^)/(1+1^1?)； 激光定位灯的十字线的交点坐标P (x，y)的计算，以水平直线I1和垂直直线I2为输入条件,通过直线相交,并根据ajX+bjy+c^O ;以及a2x+b2y+c2=0 ;且a:、Bybpb2全不为零时,得到:
4.根据权利要求1所述的放疗设备的激光定位系统的检测方法，其特征在于，所述步骤S3还包括以下检测内容:以等中心坐标作为输入，计算三个激光定位灯的十字线的交点坐标与等中心坐标的距离之差，从而获取激光定位灯偏离等中心的具体位置。
5.一种放疗设备的激光定位系统的检测系统，其特征在于，包括探测器、激光定位灯、计算模块、检测模块和分析模块； 所述探测器用于固定于放疗设备上以接收激光信号并将激光信号转换为坐标点集合数据； 所述激光定位灯设有三个，三个激光定位灯分别放置于探测器的左右两侧和顶侧；所述计算模块用于根据所述坐标点集合数据分别计算出激光定位灯的十字线的水平角度、垂直角度、夹角和交点坐标； 所述检测模块用于根据计算模块计算出的参数进行三个激光定位灯水平度偏离检测、垂直度偏离检测、偏离等中心距离检测，左右两侧的激光定位灯的重合性检测； 所述分析模块用于根据上述模块得出的实际数据和理论上的计算数据进行精度误差分析，并以预设的容差值判断激光定位灯的各项数据误差是否在标准误差范围内。
6.根据权利要求5所述的放疗设备的激光定位系统的检测系统，其特征在于，所述探测器还包括原点传感器、水平传感器、激光定位灯图像采集器和拟合单元； 所述原点传感器用于辅助光电传感器接收激光信号时确定坐标系的原点位置； 所述水平传感器用于辅助光电传感器在绝对水平面接收激光信号； 所述光电传感器用于将接收到的激光信号的光阈值电压转化为模拟信号； 所述激光定位灯图像采集器用于将模拟信号转化为数字信号形成二值化图像； 所述拟合单元用于将二值化图像拟合十字线形成多组坐标点集合数据。
7.根据权利要求5所述的放疗设备的激光定位系统的检测系统，其特征在于，所述计算模块包括: 水平角度计算单元，用于计算三个激光定位灯的十字线的水平角度a，计算过程根据: 水平直线I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 水平直线I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ； 得到用于计算水平角度ct的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)； 垂直角度计算单元，用于计算三个激光定位灯的十字线的垂直角度3，计算过程根据: 垂直直线I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 垂直直线I2的斜率方程式^=Ic2Wb1 ； 得到用于计算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)； 夹角计算单元，用于计算三个激光定位灯的十字线的夹角9，计算过程根据: 水平直线的斜率方程式W=Iv^b1 ;以及 垂直直线的斜率方程式:y=k2x+b2 ； 得到用于计算十字线的夹角0的方程:tan 0 =(1^-1^)/(1+1^1?)；交点坐标计算单元，用于计算激光定位灯的十字线的交点坐标P (X, y),计算过程根据: 以水平直线I1和垂直直线I2为输入条件,通过直线相交,并根据
8.根据权利要求5所述的放疗设备的激光定位系统的检测系统，其特征在于，所述计算模块还包括一测距单元，该测距单元用于以等中心坐标作为输入，计算三个激光定位灯的十字线的交点坐标与等中心坐标的距离之差，从而获取激光定位灯偏离等中心的具体位置。
【文档编号】A61N5/00GK103768724SQ201410041988
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月28日 优先权日:2014年1月28日
【发明者】李强, 雷国胜 申请人:深圳市医诺智能科技发展有限公司