重离子治疗装置治疗室等中心坐标系参考框架及搭建方法与流程

本发明涉及重离子放疗，具体涉及一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系可视化参考框架及其搭建方法。

背景技术：

1、传统的光子放疗技术在治疗头束流出口透明窗口上，刻制十字丝，代表束流坐标系，该十字丝可随治疗头旋转机架转动，而当其转动到与等中心坐标系xoy面平行时，可检验代表坐标系xoz面和yoz面的激光灯，当其转动到与等中心坐标系yoz面平行时，可检验代表坐标系xoz面和xoy面的激光灯，这是一种治疗头和激光灯的互检方法，一旦治疗头或者激光灯的位置发生变动，这种检验方法能够检验出来，但是无法判断具体是激光灯还是治疗头出了问题。并且，这种方法并不适用于治疗头固定的重离子放疗治疗室。

2、重离子放疗与传统的光子放疗不同，是因为重离子束具有独特的物理学效应和生物学效应，使得重离子束对恶性肿瘤的治疗更具优势。重离子束的bragg峰可以控制束流在肿瘤组织处释放最大剂量，避免患者的正常组织接受过多的剂量而诱发新的病变，因而重离子束放疗过程中对设备的精度要求相较常规射线放疗也更加严格。重离子治疗的终端设备与重离子加速器作为一个整体，所有终端设备的安装都是基于治疗室等中心坐标系。因此在终端设备的安装和后续运维阶段一个高精度、稳定、可靠地等中心坐标参考基准尤为重要。

3、肿瘤患者入院完成 ct 扫描定位后，医生在治疗计划中标记出肿瘤位置并附上定位信息位置图片，方便治疗过程中定位。在治疗过程中，患者固定到床板上以后，用手控器控制治疗床到靶区验证位置，可以通过患者体外标记与激光线指示的重合度来判断靶区位置是否正确，然后再通过影像系统来拍取影像图片。比对实际影像图片位置和治疗计划的定位位置，通过机器人控制系统的微调功能，使患者病灶靶区与治疗位置与粒子射线照射位置严密吻合，一切准备就绪后，根据患者治疗计划完成治疗。在此过程中，摆位参考的激光灯代表的是治疗室等中心坐标系，dr 拍照对比后根据偏差发出的指令是依据影像系统里面的 dr 坐标系，而机器人则是根据机器人坐标系完成移动。所以，为使放疗医师高效准确的完成摆位，上述几个坐标系都应当统一于治疗室等中心坐标系。因此，在治疗过程中，一个高精度、稳定、可靠地等中心坐标参考基准尤为重要。为了使激光灯更好的统一于治疗室等中心坐标系，还应当有一个高精度、稳定、可靠、直观的坐标系可视化参考基准。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系可视化参考框架及其搭建方法，该治疗室等中心坐标系可视化参考框架用以解决治疗室终端设备安装、运维过程中的精确定位，以及为患者治疗过程中重要部件激光灯提供可视的高精度的参考基准，使放疗医师高效准确的完成摆位，提高治疗效率和治疗精度。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系可视化参考框架，包括治疗室等中心坐标系参考基准、治疗室等中心坐标系可视化基准以及坐标系统一测量系统；

4、所述治疗室等中心坐标系参考基准，包括布设于墙面的靶标座，该靶标座作为控制网点，将治疗室等中心坐标系与加速器全局坐标系统一起来；

5、所述治疗室等中心坐标系可视化基准，包括分设于与治疗室等中心坐标系xoy平面平行的墙面、与治疗室等中心坐标系xoz平面平行的墙面以及与治疗室等中心坐标系yoz平面平行的墙面上的基准装置；

6、基准装置包括底座以及安装在底座上靶标板，靶标板上设置有十字交叉的基准刻线，且两基准刻线交叉处及端头位置处均设置有锥形靶标；底座上还设置有用于调节靶标板横向位置和纵向位置的横向调节螺栓和纵向调节螺栓，靶标板上设置有用于调节靶标板竖向位置的竖向调节螺钉；

7、所述坐标系统一测量系统，包括激光跟踪仪和反射靶球，所述反射靶球放置于所述靶标座内以及所述靶标板上锥形靶标内。

8、上述治疗室等中心坐标系可视化参考框架的搭建方法，包括以下步骤：

9、1）在重离子治疗室布设靶标座作为控制网点；

10、2）利用激光跟踪仪将重离子治疗室内控制网点与加速器区域既有控制网点进行联测，建立基于加速器全局坐标系的三维控制网；

11、3）根据加速器全局坐标系与治疗室等中心坐标系之间的理论关系，导出所有控制网点在治疗室等中心坐标系下的理论坐标，建立基于治疗室等中心坐标系的三维控制网；

12、4）利用七参数转换将激光跟踪仪定位到基于治疗室等中心坐标系的三维控制网中；

13、5）利用激光跟踪仪在治疗室内布设治疗室等中心坐标系可视化基准；

14、6）调节基准装置，使得与治疗室等中心坐标系xoy坐标平面平行的墙面上的靶标板上的锥形靶标的x或y坐标为0，与xoz坐标平面平行的墙面上的靶标板上的锥形靶标的x或z坐标为0，与yoz坐标平面平行的墙面上的靶标板上的锥形靶标的y或z坐标为0，调节到位后固定基准装置；

15、7）将治疗室激光灯统一到基于治疗室等中心坐标系的三维控制网中。

16、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

17、在重离子治疗室布设的控制网点，作为治疗室等中心坐标系基于激光跟踪仪测量的高精度参考基准，可将治疗室等中心坐标系统一到加速器全局坐标系中，是所有治疗室设备的定位基准；即使出于屏蔽考虑，将治疗室区域和加速器区域独立分割的情况下，也能够使治疗室等中心坐标系与加速器坐标系精确统一；在重离子治疗装置治疗室搭建的可视化等中心坐标系参考框架，可以直观的将治疗室激光灯统一到治疗室等中心坐标系上，便于治疗病人期间摆位和日常qa，周检、月检等工作。

技术特征：

1.一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系参考框架，其特征在于，包括治疗室等中心坐标系参考基准、治疗室等中心坐标系可视化基准以及坐标系统一测量系统；

2.一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系参考框架的搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开一种重离子治疗装置治疗室等中心坐标系参考框架及搭建方法，其中：在重离子治疗室布设的控制网点，作为治疗室等中心坐标系基于激光跟踪仪测量的高精度参考基准，可将治疗室等中心坐标系统一到加速器全局坐标系中，是所有治疗室设备的定位基准，用于治疗室设备安装和维护期间的参考基准；在重离子治疗装置治疗室搭建的可视的等中心坐标系参考框架，直观的将治疗室激光灯统一到治疗室等中心坐标系上，便于治疗病人期间摆位和日常QA，周检、月检等工作；该参考框架上设置有基于激光跟踪仪的高精度的靶球基座，可以利用激光跟踪仪将该参考框架精密的调节并使其统一到治疗室等中心坐标系上。

技术研发人员：高永维,姚俊杰,朱新龙,李杰,鞠鹏,盛伟,张进龙
受保护的技术使用者：兰州科近泰基新技术有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1