专利名称：放射治疗高精度快速摆位的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种病人放射治疗的辅助设施，尤其是涉及一种放射治疗摆位系统。
背景技术：
目前，放射治疗分次治疗中病人体位恢复的速度和精度直接影响精确放射治疗的治疗效果和效率。国内治疗系统中通常采用CT模拟后在病人身体上纹刻照射野，在实际治疗中每次通过激光标定病人身体上纹刻的照射野的方法恢复做CT模拟时的体位。这样一来，摆位时，精度只能靠医师的经验定性判断体位恢复程度而且时间长。国外最新发展的摆位方法中，有在病人身上放置标志物的办法，如只对红外光有反射特性的标志物来显示定位标志点，然后用红外激光照射治疗区域，红外摄像机摄取图像，跟首次的定位标志点位置进行比较来调整病人姿态，或者直接使用红色LED发光管来指示定位标志点的位置。这些摆位系统分次摆位前要精确摆放或固定标志物在病人身体上本身就存在偶然误差，况且摆位时间没有减少；另外一些方法使用激光扫描技术把病人的体轮廓扫描下来作为参考图像，在分次治疗摆位时与当时的扫描图像进行比较，这种方法存在设备昂贵、费时的缺点。以上提到的方法中，没有一个完全满足精确、快速、自动的摆位要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有放射疗法分次治疗中每次均要进行摆位，且摆位精度不高、速度很慢因而影响治疗效果的问题，而提出一种高精度快速摆位方法和系统。
放射治疗高精度快速摆位的方法，其特征在于对病人在治疗床上进行首次摆位，概率确定病灶周围三个控制点，能够在三维空间确定病灶位置，在加速器前方病人视野内设置三个微型云台和二个摄像机，云台上固定有可见光激光器，手动操作云台控制器控制微型云台，让三个激光点移动到设定的三个控制点位置，系统记录下该病人的三个激光器的位置参数；采集由摄像机送来的两路视频信号的当前帧，操作员在两图像上标出三个控制点的精确位置，定位点坐标计算软件根据两当前帧进行立体匹配，计算出三个控制点的精确坐标，存储下三个控制点在摄像机坐标系中的坐标，首次治疗结束后在病人体表标记激光点位置；以后的分次治疗摆位时，病人在病人床上概率恢复治疗位置后，首先由云台驱动软件调用该病人三个激光器位置参数，恢复首次治疗时激光器位置，启动系统，定位点坐标计算软件计算定位点的坐标，与存储的首次坐标比较，由云台控制软件计算偏差量并由治疗床驱动接口软件转换成治疗床驱动信号驱动治疗床调整病人姿态到首次的位置。
手动或自动操作云台控制器控制微型云台让三个激光点移动到三个控制点位置时，要求精度在0.1°以内。
激光点和定位点可以由软件自动识别。
放射治疗高精度快速摆位系统，包括有摄像机，治疗床，图像采集处理装置，计算机控制与显示系统，其特征在于在加速器前上方安装有二个摄像机、三个微型云台，各个微型云台上分别安装一个红色可见光激光器，微型云台和云台控制器联接，摄像机和图像处理装置联接。
所述的图像采集处理装置由高性能PC机、采集卡、定位点坐标计算软件、云台驱动软件组成，两个摄像机分别安装在加速器前上方的天花板上以便整个病人的身体均在视野内，三个微型云台安装在天花板上，位于治疗床的前上方、左前上方、右前上方。
所述的摄像机可以是三台或多个，所述的微型云台及红色可见光激光器可以是三个或多个。
所述的放射治疗高精度快速摆位系统，其特征在于可以在每次治疗过程中自动纠正病人位置的变化。
本发明的高精度快速摆位方法与系统，无需复杂的定位标志物，病人在首次精确摆位后就可以去掉CT模拟时的临时标志物，只需标出定位点位置，摆位前无需进行标志点设置，人工或软件识别定位点，而且定位点坐标误差可以通过驱动软件自动输出到治疗床驱动机构，所以摆位速度快、自动化程度高，又系统根据首次治疗的激光器位置严格恢复定位点原始位置，摄像机位置固定无变化，所以计算条件一致，故摆位精度高。
图1是高精度快速摆位系统配置示意图。
图2是高精度快速摆位方法工作原理框图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步描述参见图1、图2，本发明的高精度快速摆位系统，包括一对摄像机1、三个微型云台2、三个红色可见光激光器3、图像采集处理装置4、云台控制器5、治疗床驱动接口软件6，所述的图像采集处理装置由高性能PC机、采集卡7、定位点坐标计算软件8、云台驱动软件9组成，两个摄像机1分别安装在加速器前上方的治疗室天花板上以便整个病人的身体均在视野内，三个红色可见光激光器3分别固定在三个微型云台2内，并分别安装在治疗床的前上方、左前上方、右前上方，云台控制器5及图像采集处理装置4安置在治疗室适当的位置。首次摆位结束时，概率确定病灶周围三个控制点(能够在三维空间确定病灶位置)，启动系统，手动操作云台控制器5控制微型云台2(精度在0.1°以内)让三个激光点移动到相应位置，系统记录下该病人的三个激光器的位置参数。采集卡7采集由摄像机1送来的两路视频信号的当前帧(一个像对)，操作员在两图像上标出三个定位点的精确位置，定位点坐标计算软件8根据两像对进行立体匹配计算出三个点的精确坐标，存储下三个点在摄像机坐标系中的坐标，首次治疗结束后在病人体表标记激光点位置。以后的分次治疗摆位时，病人在病人床上概率恢复治疗位置后，首先由云台驱动软件9调用该病人三个激光器位置参数，恢复首次治疗时激光器位置，启动系统，定位点坐标计算软件8计算定位点的坐标，与存储的首次坐标比较，由云台控制软件9计算偏差量并由治疗床驱动接口软件6转换成治疗床驱动信号驱动治疗床调整病人姿态到首次的位置，医师可以直观地看到定位点和激光点重合的位置恢复过程。
本发明适合任何精确放射治疗系统，包括X刀到调强放射治疗系统，这种廉价的摆位系统特别适合我国的国情。
权利要求
1.放射治疗高精度快速摆位的方法，其特征在于对病人在治疗床上进行首次摆位，概率确定病灶周围三个控制点，能够在三维空间确定病灶位置，在加速器前方病人视野内设置三个微型云台和二个摄像机，云台上固定有可见光激光器，手动操作云台控制器控制微型云台，让三个激光点移动到设定的三个控制点位置，系统记录下该病人的三个激光器的位置参数；采集由摄像机送来的两路视频信号的当前帧，操作员在两图像上标出三个控制点的精确位置，定位点坐标计算软件根据两当前帧进行立体匹配，计算出三个控制点的精确坐标，存储下三个控制点在摄像机坐标系中的坐标，首次治疗结束后在病人体表标记激光点位置；以后的分次治疗摆位时，病人在病人床上概率恢复治疗位置后，首先由云台驱动软件调用该病人三个激光器位置参数，恢复首次治疗时激光器位置，启动系统，定位点坐标计算软件计算定位点的坐标，与存储的首次坐标比较，由云台控制软件计算偏差量并由治疗床驱动接口软件转换成治疗床驱动信号驱动治疗床调整病人姿态到首次的位置。
2.根据权利要求1所述的放射治疗高精度快速摆位的方法，其特征在于手动或自动操作云台控制器控制微型云台让三个激光点移动到三个控制点位置时，要求精度在0.1°以内。
3.根据权利要求1所述的放射治疗高精度快速摆位的方法，其特征在于激光点和定位点可以由软件自动识别。
4.放射治疗高精度快速摆位系统，包括有摄像机，治疗床，图像采集处理装置，计算机控制与显示系统，其特征在于在加速器前上方安装有二个摄像机、三个微型云台，各个微型云台上分别安装一个红色可见光激光器，微型云台和云台控制器联接，摄像机和图像处理装置联接。
5.根据权利要求4所述的放射治疗高精度快速摆位系统，其特征在于所述的图像采集处理装置由高性能PC机、采集卡、定位点坐标计算软件、云台驱动软件组成，两个摄像机分别安装在加速器前上方的天花板上以便整个病人的身体均在视野内，三个微型云台安装在天花板上，位于治疗床的前上方、左前上方、右前上方。
6.根据权利要求4所述的放射治疗高精度快速摆位系统，其特征在于所述的摄像机可以是三台或多个，所述的微型云台及红色可见光激光器可以是三个或多个。
7.根据权利要求4所述的放射治疗高精度快速摆位系统，其特征在于可以在每次治疗过程中自动纠正病人位置的变化。
全文摘要
本发明属于一种放射治疗高精度快速摆位的方法和系统，包括一对摄像机、三个微型云台、三个红色可见光激光器、图像采集处理装置、云台控制器、治疗床驱动接口软件，首次摆位结束时，系统记录下该病人的三个激光器的位置参数及三个定位点的精确坐标。以后的分次治疗摆位时，恢复首次治疗时激光器位置，定位点坐标计算软件计算定位点的坐标，与存储的首次坐标比较，由云台控制软件计算偏差量并由治疗床驱动接口软件转换成治疗床驱动信号驱动治疗床调整病人姿态到首次的位置，医师可以直观地看到定位点和激光点重合的位置恢复过程。
文档编号A61N5/06GK1583194SQ0315284
公开日2005年2月23日 申请日期2003年8月24日 优先权日2003年8月24日
发明者陶声祥, 吴宜灿 申请人:中国科学院等离子体物理研究所