专利名称：肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法
技术领域：
本发明涉及医疗设备领域，具体是一种肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法。
背景技术：
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放射治疗是进行肿瘤治疗的重要 手段之一。肿瘤放射治疗的目的是给肿瘤靶区最大的治疗剂量，而使肿瘤周围的正常组织和器官吸收的照射剂量最小，从而提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的并发症。因此，放射治疗必须做到“精确诊断、精确设计、精确定位、精确治疗”。现有技术对靶器官的定位，大多都是通过在该器官组织上植入金标，用对金标的定位方法来完成对祀器官组织的定位。美国Accuray公司的CyberKnife系统和德国BraiLab公司的Novalis系统中，对靶器官组织定位是将两个X射线源固定于治疗室的天花板上，两个X射线接收器放置于地上的某个位置，X射线源和接收器的位置必须保证两束X射线在靶器官目标组织处正交。定位过程是通过将患者初始定位CT重建的数字影像DDR与两个射线方向的图像进行融合，从而得到靶器官金标的位置信息。对金标的植入有严格的要求，才能得到合格的X射线图像。该方法X射线源和X射线接收器固定，两个X射线的投影方向固定，不利于更好的反映患者体内金标的三维位置信息。对于受呼吸动作影响较大的器官，如肺、肝、胰等，其形状、体积和位置都有一定的变化，在定位的时候就必须考虑呼吸运动对靶器官位置的影响。发明内容:
本发明的目的是为了克服现有技术X射线源和X射线接收器固定，不能对靶器官的运动进行定位跟踪的缺陷，提供一种操作方便，能够更好的反映患者体内靶器官的三维位置信息，并可以对靶器官的运动进行定位跟踪的肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法。本发明的目的是通过下述技术方案来实现的:
本发明的肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法其特征在于由下述步骤组成:第一步，C形臂(I)置于六自由度的机器人手臂(3)上，X射线源(4)与X射线接收器(5)分别固定于C形臂(I)的两端，用于产生靶器官的X射线图像；第二步，靶器官已植入金标的患者(6)置于数控治疗床(7)上，在患者(6)体表放置应变片，应变片随患者(6)的呼吸动作发生相应的形变，产生相应的电信号，处理后获得患者(6)的呼吸运动随时间变化的幅度图；第三步，将C形臂置于合适的位置，X射线源(4)放射X射线，在X射线接收器(5)上获取第一幅患者(6)靶器官金标的X射线图像，保存图像信息，再调整C形臂到与第一次放射方向正交的位置，于患者(6)第一次放射时相同的呼吸相位上进行第二次放射，获取第二幅患者靶器官金标的X射线图像，保存图像信息；第四步，对患者(6)第一幅和第二幅X射线图像进行图像处理，得到已植入患者(6)体内的金标在第一幅和第二幅图像上的平面坐标，再加上两次放射对应的机器人手臂(3)末端的空间坐标、两次放射对应的机器人手臂(3)末端的旋转角度、两次放射对应的C形臂沿着导轨划动的角度和C形臂的半径，计算出患者(6)体内金标的空间坐标，从而实现对靶器官的定位。
上述方案中，所述第四步中，得到已植入患者(6)体内的金标在第一幅和第二幅图像上的平面坐标，分别为Χ(1、％和Xl、yi，两次放射对应的机器人手臂(3)末端的位置坐标分别为xa、ya、zi^n Xb、Yb、zb，两次放射对应的机器人手臂(3)末端的旋转角度分别为^ci和θ i，两次放射对应的机器人手臂3末端沿C形臂导轨划动的角度分别为C10和α 1; C形臂的半径为R，代入下述公式，分别得到两次放射对应的X射线源(4)的空间坐标xsa、ysa、Zsa和xsb、ySb> Zsb,两次放射对应的金标在X射线接收器(5)上投影点的空间坐标xfa、yfa> Zfa和xfb权利要求
1.一种肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法，其特征在于由下述步骤组成:第一步，C形臂(I)置于六自由度的机器人手臂(3)上，X射线源(4)与X射线接收器(5)分别固定于C形臂(I)的两端，用于产生靶器官的X射线图像；第二步，靶器官已植入金标的患者(6)置于数控治疗床(7)上，在患者(6)体表放置应变片，应变片随患者(6)的呼吸动作发生相应的形变，产生相应的电信号，处理后获得患者(6)的呼吸运动随时间变化的幅度图；第三步，将C形臂置于合适的位置，X射线源(4)放射X射线，在X射线接收器(5)上获取第一幅患者(6)靶器官金标的X射线图像，保存图像信息，再调整C形臂到与第一次放射方向正交的位置，于患者(6)第一次放射时相同的呼吸相位上进行第二次放射，获取第二幅患者(6)靶器官金标的X射线图像，保存图像信息；第四步，对患者(6)第一幅和第二幅X射线图像进行图像处理，得到已植入患者(6)体内的金标在第一幅和第二幅图像上的平面坐标，再加上两次放射对应的机器人手臂(3)末端的空间坐标、两次放射对应的机器人手臂(3)末端的旋转角度、两次放射对应的C形臂沿着导轨划动的角度和C形臂的半径，计算出患者(6)体内金标的空间坐标，从而实现对靶器官的定位。
2.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法，其特征在于所述第四步中，得到已植入患者(6)体内的金标在第一幅和第二幅图像上的平面坐标，分别为X(l、y0和Xp Y1，两次放射对应的机器人手臂(3)末端的位置坐标分别为xa、ya、za和xb、yb、zb,两次放射对应的机器人手臂(3)末端的旋转角度分别为Qtl和Q1，两次放射对应的机器人手臂3末端沿C形臂导轨划动的角度分别为和Ci1, C形臂的半径为R，代入下述公式，分别得到两次放射对应的X射线源(4)的空间坐标xsa、ysa> zsa和xsb、ysb、zsb,两次放射对应的金标在X射线接收器(5)上投影点的空间坐标xfa、yfa> zfa和xfb、yft> zfb:
3.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法，其特征在于所用装置由六维自由度机器人(2)、C形臂(I)、数控治疗床(7)组成，其中，C形臂(I)置于六自由度的机器人手臂(3)上，X射线源(4)与X射线接收器(5)分别固定于C形臂(I)的两端，用于产生靶器官的X射线图像；应变片放置在患者(6)体表上，应变片随患者(6)的呼吸动作发生相应的形变，产生相应的电信`号，处理后获得患者(6)的呼吸运动随时间变化的幅度图。
全文摘要
本发明是医疗设备领域内的一种肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法，由下述步骤组成第一步，Ｃ形臂置于六自由度的机器人手臂上，Ｘ射线源与Ｘ射线接收器分别固定于Ｃ形臂的两端；第二步，在患者体表放置应变片，获得患者的呼吸运动随时间变化的幅度图；第三步，获取第一幅患者靶器官金标的Ｘ射线图像，再调整Ｃ形臂的位置，于相同的呼吸相位上进行第二次放射，获取第二幅图像；第四步，计算出患者体内金标的空间坐标，从而实现对靶器官的定位。本发明提供的肿瘤放射治疗中靶器官的定位方法，操作方便，能够更好的反映患者体内靶器官的三维位置信息，并可以对靶器官的运动进行定位跟踪。
文档编号A61B6/00GK103099630SQ20121046375
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月18日 优先权日2012年11月18日
发明者姚进, 尤在勇, 熊端平, 韦崇高, 陈威铭, 吴大可 申请人:成都威铭科技有限公司