一種用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療機(jī)構(gòu)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]放射治療模擬機(jī)是使用診斷X射線(xiàn)設(shè)備模擬放射治療輻射束的幾何條件，定位放射治療過(guò)程中被照射的腫瘤靶區(qū)，從而劃定治療輻射野的位置、尺寸等參數(shù)。
[0003]目前，醫(yī)院給患者的腫瘤進(jìn)行模擬定位，確定放射治療輻射野參數(shù)時(shí)，需要在X光下反復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)架、界定器、井字線(xiàn)、治療床等部件，通常模擬定位一個(gè)患者需要20-30分鐘，耗時(shí)較長(zhǎng)，患者長(zhǎng)時(shí)間被X線(xiàn)照射，對(duì)人員造成一定的傷害，而且也影響X光球管的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位裝置及方法，可在較短的時(shí)間內(nèi)完成腫瘤的模擬定位。
[0005]本發(fā)明的用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位裝置，其包括:機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊、圖像記錄模塊和虛擬輻射野設(shè)定模塊；外圍設(shè)備為影像增強(qiáng)器和X射線(xiàn)發(fā)生裝置，X射線(xiàn)發(fā)生裝置發(fā)出的X射線(xiàn)穿過(guò)人體后經(jīng)影像增強(qiáng)器輸出透視圖像；
[0006]其中，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊包括:顯示控制計(jì)算機(jī)、伺服控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和位置采集單元；顯示控制計(jì)算機(jī)，將輸入的機(jī)架自動(dòng)到位命令和機(jī)架圓周掃描命令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給伺服控制單元，并實(shí)時(shí)顯示伺服控制單元發(fā)送來(lái)的機(jī)架角度位置；伺服控制單元，根據(jù)收到的機(jī)架自動(dòng)到位命令和機(jī)架圓周掃描命令輸出速度信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，并將位置采集單元采集的機(jī)架角度位置發(fā)送給顯示控制計(jì)算機(jī)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)收到的速度信號(hào)控制伺服電機(jī)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動(dòng)與停止，以驅(qū)動(dòng)放射治療模擬機(jī)完成機(jī)架自動(dòng)到位和機(jī)架圓周掃描功能；位置采集單元實(shí)時(shí)采集機(jī)架角度位置并將其輸入伺服控制單元，同時(shí)將機(jī)架角度位置實(shí)時(shí)輸出至圖像記錄模塊的放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī);
[0007]圖像記錄模塊，由圖像采集卡和放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)組成；其中，圖像采集卡將影像增強(qiáng)器輸出的透視圖像進(jìn)行錄像，按每秒20幀的速度采樣后以圖像文件格式保存在放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)中；放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)接收位置采集單元的機(jī)架角度位置，并將機(jī)架角度位置信息合成到相應(yīng)的各幀透視圖像文件中；
[0008]虛擬輻射野設(shè)定模塊，從合成后的各幀透視圖像文件中選擇指定機(jī)架角度的透視圖像文件，設(shè)置腫瘤中心、界定器角度和井字線(xiàn)尺寸，然后在透視圖像的腫瘤中心位置上疊加繪制出界定器和井字線(xiàn)的圖形，形成虛擬的輻射野，此時(shí)的輻射野參數(shù)記為定位的治療數(shù)據(jù)。
[0009]如上所述的用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位方法，其包括:
[0010]步驟I，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊將機(jī)架運(yùn)動(dòng)到O度，開(kāi)始X線(xiàn)透視，治療床前后左右運(yùn)動(dòng)，以使腫瘤出現(xiàn)在影像增強(qiáng)器輸出的透視圖像中，腫瘤中心與放射治療模擬機(jī)的界定器上十字線(xiàn)的中心重合，然后停止X線(xiàn)透視；
[0011]步驟2，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊將機(jī)架運(yùn)動(dòng)到90度，開(kāi)始X線(xiàn)透視，治療床只做上下運(yùn)動(dòng)，以使腫瘤處于影像增強(qiáng)器輸出的透視圖像中，腫瘤中心與放射治療模擬機(jī)的界定器上十字線(xiàn)的中心重合，然后停止X線(xiàn)透視；
[0012]步驟3，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊控制機(jī)架做圓周掃描運(yùn)動(dòng)，機(jī)架將從-180到+180度來(lái)回做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；在機(jī)架圓周掃描啟動(dòng)后開(kāi)始X線(xiàn)透視，同時(shí)圖像記錄模塊的圖像采集卡也開(kāi)始按每秒20幀的速度序列采集X線(xiàn)透視圖像，并以圖像文件格式保存在放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)中；放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)接收位置采集單元的機(jī)架角度位置，并將機(jī)架角度位置信息合成到相應(yīng)的各幀透視圖像文件中；
[0013]步驟4，機(jī)架做圓周掃描結(jié)束后，停止X線(xiàn)透視并停止圖像采集；
[0014]步驟5，虛擬輻射野設(shè)定模塊，連續(xù)播放，此時(shí)的輻射野參數(shù)記為定位的治療數(shù)據(jù)，選擇指定機(jī)架角度下的透視圖像文件，設(shè)置腫瘤中心、界定器角度和井字線(xiàn)尺寸，然后在透視圖像的腫瘤中心位置上疊加繪制出界定器和井字線(xiàn)的圖形，形成虛擬的輻射野，記錄下此時(shí)的機(jī)架角、界定器角、井字線(xiàn)尺寸；
[0015]步驟6，操作放射治療模擬機(jī)，使放射治療模擬機(jī)處于步驟5記錄的機(jī)架角、界定器角、井字線(xiàn)尺寸，確認(rèn)實(shí)際輻射野是否與預(yù)期一致，若有偏差，進(jìn)行微調(diào)直至與預(yù)期一致；若一致，則定位成功，確認(rèn)后的輻射野參數(shù)即可作為治療數(shù)據(jù)，用以制定患者的治療計(jì)劃和進(jìn)行照射。
[0016]本發(fā)明的用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位系統(tǒng)及方法，通過(guò)記錄機(jī)架全360度旋轉(zhuǎn)過(guò)程的患者透視圖像，然后在計(jì)算機(jī)上繪制虛擬輻射野的方法，可在3-4分鐘內(nèi)完成腫瘤的快速模擬定位，節(jié)省了定位時(shí)間，減少了患者的X線(xiàn)照射，延長(zhǎng)了 X線(xiàn)球管的壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位方法工作流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明的用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位系統(tǒng)的構(gòu)成圖；
[0019]圖3為本發(fā)明的機(jī)架自動(dòng)到位及圓周掃描控制模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖4為本發(fā)明的圖像記錄單元的結(jié)構(gòu)圖；
[0021]圖5為為本發(fā)明的虛擬輻射野設(shè)定單元的工作流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0023]如圖2所示，一種用于放射治療模擬機(jī)的腫瘤定位裝置，其包括:機(jī)架自動(dòng)到位及圓周掃描控制模塊、圖像記錄模塊和虛擬輻射野設(shè)定模塊；外圍設(shè)備為影像增強(qiáng)器和X射線(xiàn)發(fā)生裝置，X射線(xiàn)發(fā)生裝置產(chǎn)生的X射線(xiàn)穿過(guò)人體后經(jīng)影像增強(qiáng)器輸出透視圖像；
[0024]其中，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊，用于控制放射治療模擬機(jī)自動(dòng)運(yùn)動(dòng)到指定的角度，并且可以從-180度到+180做反復(fù)圓周掃描運(yùn)動(dòng)；
[0025]如圖3所示，機(jī)架自動(dòng)到位與圓周掃描控制模塊包括:顯示控制計(jì)算機(jī)、伺服控制單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)和位置采集單元；顯示控制計(jì)算機(jī)，將輸入的機(jī)架自動(dòng)到位命令和機(jī)架圓周掃描命令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送給伺服控制單元，并實(shí)時(shí)顯示伺服控制單元發(fā)送來(lái)的機(jī)架角度位置；伺服控制單元，根據(jù)收到的機(jī)架自動(dòng)到位命令和機(jī)架圓周掃描命令輸出速度信號(hào)至電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，并將位置采集單元采集的機(jī)架角度位置發(fā)送給顯示控制計(jì)算機(jī)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)收到的速度信號(hào)控制伺服電機(jī)正反向運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動(dòng)與停止，以驅(qū)動(dòng)放射治療模擬機(jī)完成機(jī)架自動(dòng)到位和機(jī)架圓周掃描功能；位置采集單元實(shí)時(shí)采集機(jī)架角度位置并將其輸入伺服控制單元，同時(shí)將機(jī)架角度位置實(shí)時(shí)輸出透視圖像至圖像記錄模塊的放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)；
[0026]如圖4所示，圖像記錄模塊由圖像采集卡和放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)組成；其中，圖像采集卡將影像增強(qiáng)器輸出的透視圖像進(jìn)行錄像，按每秒20幀的速度采樣后以圖像文件格式保存在放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)中；放射治療模擬機(jī)工作站計(jì)算機(jī)接收