一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜的制作方法

1.本实用新型涉及一种定位体膜，具体涉及一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜。


背景技术：

2.随着放疗技术的日益提高，肿瘤放疗进入了“精确定位，精确计划，精确放疗”时代。体位固定技术是实现每次放疗体位重复性和摆位准确性的有效方法，对靶区位置精度有至关重要的作用。热塑定位膜固定是目前较常用的体位固定技术，其作用是限制体位移动，使患者在整个放疗过程中保持同一体位，保证照射靶区的重复性，从而提高治疗精度。放疗定位膜制作是调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy therapy，imrt)的起始阶段，也是关键步骤，此时患者治疗体位的设定及定位膜的制作成型将贯穿于整个放疗过程，直接影响到以后放射治疗的精确性。
3.放射治疗时，患者仰卧于固定架上，定位体膜覆盖于患者的相应部位进行定位。分次治疗时，患者的体位相对于计划时出现偏差，比如在治疗床上下、左右、前后三个维度上，以及出现角度的偏移，都会影响放射治疗的精确性。目前针对治疗床上下、左右、前后三个维度的偏移可通过正交射线投影成像以及体表光学图像进行测量，从而根据偏移量通过控制治疗床移动的方式将肿瘤靶区与治疗射线进行精确配准。但是有些肿瘤，如：脑部肿瘤为了避免海马体被射线照射，需要通过旋转治疗床来获得最佳治疗方案，但是旋转角度的测量由于正交射线投影、体表光学图像很难提取出其有效图像特征，目前缺乏有效的旋转角度测量方法。而旋转偏移量又是降低摆位误差，提高肿瘤照射的精确度的关键性数据，因此对其精确测量对于提升肿瘤放射治疗的效率以及患者的治疗舒适度具有重要的意义。
4.现有的通过现有的双目视觉体表检测技术，得到体膜图像，可以检测定位体膜在三个维度的误差偏移，但是很难获得可以检测旋转角度的特征信息。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜。
6.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
7.一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜，包括：固定框以及设置于固定框上的网状膜片，在网状膜片上设有至少两个处于不同位置的发光部，在每个发光部的中心均设有吸光部。
8.本实用新型公开一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜，通过在体膜上增加反光部和吸光部，以实现在光学体表图像中获取角度特征信息，从而实现对治疗床旋转角度的检测与测量。
9.本实用新型可以有效解决摆位时旋转角度带来的误差，提高定位的精确度，从而实现更精准的放射治疗，弥补了目前基于体表图像难以检测治疗床旋转角度的不足。
10.在上述技术方案的基础上，还可做如下改进：
11.作为优选的方案，在网状膜片上设有内凹槽，发光部置于该内凹槽内，且发光部的上表面与与其临近的网状膜片的上表面齐平。
12.采用上述优选的方案，可以有效对发光部进行图像特征提取。
13.作为优选的方案，发光部为涂覆于内凹槽表面的发光层。
14.采用上述优选的方案，便于加工。
15.作为优选的方案，发光部与网状膜片为可拆卸式连接。
16.采用上述优选的方案，可以更换不同的发光部。
17.作为优选的方案，在内凹槽的槽底表面设有一个或多个定位凸起，在发光部的底部表面设有与定位凸起一一匹配的定位槽。
18.采用上述优选的方案，对发光部进行定位安装，防止安装出现偏移。
19.作为优选的方案，在内凹槽的槽底表面设有顶部具有吸光部的立柱，在发光部上设有与立柱相匹配的通孔。
20.采用上述优选的方案，采用立柱对吸光部进行支撑的同时，对发光部进行定位。
21.作为优选的方案，在网状膜片上内凹槽的外侧设有与其连通的工作槽。
22.采用上述优选的方案，工作槽便于工作人员对发光部进行安装。
23.作为优选的方案，吸光部的顶面不低于发光部的顶面。
24.采用上述优选的方案，便于图像识别。
25.作为优选的方案，吸光部与发光部为可拆卸式连接。
26.采用上述优选的方案，便于对吸光部进行更换。
27.作为优选的方案，在固定框上设有多个固定孔。
28.采用上述优选的方案，便于将定位体膜和床板进行固定。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的肿瘤放射治疗定位体膜的结构示意图。
31.图2为本实用新型实施例提供的发光部的结构示意图。
32.图3为本实用新型实施例提供的发光部和网状膜片的连接示意图。
33.图4为本实用新型实施例提供的塑形之后的体膜的结构示意图。
34.图5为本实用新型实施例提供的角度检测的步骤。
35.图6为本实用新型实施例提供的体膜二值化后的图像。
36.图7为本实用新型实施例提供的圆形吸光物质的二值化图像
37.图8为本实用新型实施例提供的拟合直线图。
38.其中：1-固定框，11-固定孔，2-网状膜片，21-内凹槽，3-发光部，4-吸光部，51-定位凸起，52-定位槽，6-立柱，7-工作槽。
具体实施方式
39.下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。
42.另外，“包括”元件的表述是“开放式”表述，该“开放式”表述仅仅是指存在对应的部件，不应当解释为排除附加的部件。
43.为了达到本实用新型的目的，一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜的其中一些实施例中，肿瘤放射治疗定位体膜包括：固定框1以及设置于固定框1上的网状膜片2，在网状膜片2上设有三个处于不同位置的发光部3，在每个发光部3的中心均设有吸光部4。
44.发光部3设置于体膜的关键部位，如:头颈部的额头和左右脸颊处，胸腹部的左右季肋区和脐区处。
45.在一些具体实施例中，如图1所示，在体膜的头颈部设置有发光部3。
46.定位体膜由厚度为2mm的高分子聚合物热塑膜制成，包括头颈部膜片以及膜片边缘的固定框1，膜片嵌入在固定框1中。在固定框1上设有多个固定孔11，采用固定螺钉穿过固定框1上的固定孔11，将定位体膜固定于床板上。
47.如图2所示，为了实现角度检测，在体膜的额头中心处、两处面颊中心处共设置三处发光部3。发光部3是一个大小为3cm
×
3cm的正方形。在网状膜片2上设有内凹槽21，内凹槽21向内凹陷0.2mm，发光部3置于该内凹槽21内，且发光部3的上表面与与其临近的网状膜片2的上表面齐平，在正方形的发光部3的中心处，有一圆形吸光部4，吸光部4的半径为2mm。吸光部4可以但不限于为黑色纤维布，不吸收周围的光，以此在影像上与周围像素形成反差。吸光部4作为特征标志，将旋转前后的图像分别进行特征提取，以提取出的吸光部4的质心作为标记点，将标记点两两连成直线，对应直线间的夹角，即为治疗床的旋转角度。
48.发光部3为涂覆于内凹槽21表面的发光层，发光层为由卤磷酸钙荧光粉制备而成，且荧光粉表面与体膜表面平齐。在图像识别中，发光部3在二值图像中将呈现出特定的一块区域，以此将膜片其他区域区分开；该区域中心有一圆形吸光区域，吸光区域在影像上与周围像素形成反差。
49.经过加热塑形之后，体膜与病人体表紧密贴合，如图4所示。
50.下面介绍采用本实用新型的定位体膜进行角度检测的方法，如图5所示，包括以下步骤:
51.s1：分别采集治疗床旋转前和旋转后的体表图像；
52.s2：对图像进行滤波，去除干扰部分并二值化图像，如图6所示；
53.s3：对二值化图像进行边界对象抑制，保留圆形吸光部4的图样，如图7所示；
54.s4：得到圆形图样的质心坐标，选取合适的两个点并拟合直线，得到计划和治疗时
的角度偏移，如图8所示。
55.进一步，为了降低质心提取的误差，三个特征点可生成三条直线。可以采用中间值作为有效值，即去除最大值和最小值；当三个角度中有两个及以上相同时，采用相同值作为有效值。
56.经过射线照射，发光部3可以长时间的发出荧光，在影像处理过程中显示良好。通过发光部3突显出体表检测的roi区域，同时吸光部4在此基础上又在roi区域中形成了像素级的反差，两者结合，在影像中显示一黑一白，凸显了特征点，结合传统数字图像处理技术，通过特征点拟合出的直线，从而使得体膜具有角度检测的功能。
57.本实用新型公开一种具备角度检测功能的肿瘤放射治疗定位体膜，通过在体膜上增加反光部和吸光部4，以实现在光学体表图像中获取角度特征信息，从而实现对治疗床旋转角度的检测与测量。
58.本实用新型可以有效解决摆位时旋转角度带来的误差，提高定位的精确度，从而实现更精准的放射治疗，弥补了目前基于体表图像难以检测治疗床旋转角度的不足。
59.为了进一步地优化本实用新型的实施效果，在另外一些实施方式中，其余特征技术相同，不同之处在于，发光部3并不是涂覆于内凹槽21表面的发光层。在该实施例中，如图3所示，发光部3与网状膜片2为可拆卸式连接，如采用魔术贴将发光部3和网状膜片2进行连接。
60.进一步，在内凹槽21的槽底表面设有四个定位凸起51，在发光部3的底部表面设有与定位凸起51一一匹配的定位槽52。采用定位凸起51和定位槽52对发光部3进行定位安装，防止安装出现偏移。
61.进一步，在内凹槽21的槽底表面设有顶部具有吸光部4的立柱6，在发光部3上设有与立柱6相匹配的通孔。采用立柱6对吸光部4进行支撑的同时，对发光部3进行定位。
62.进一步，在网状膜片2上内凹槽21的外侧设有与其连通的工作槽7，工作槽7便于工作人员对发光部3进行安装。
63.进一步，吸光部4的顶面不低于发光部3的顶面，便于图像识别。
64.进一步，吸光部4与发光部3为可拆卸式连接吸光部4粘贴于发光部3上。
65.以上多种实施方式可交叉并行实现。
66.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
67.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”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；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。
68.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述
的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。