定位床、定位系統以及定位方法
【技術領域】
[0001]本發明主要涉及醫療成像和/或放療領域，尤其涉及一種醫療成像和/或放療定位系統中使用的定位床、定位系統和定位方法。
【背景技術】
[0002]在放射治療領域，放療過程中需要多次高精度重復擺位，通常經過體表標記物、激光燈對準、II型尺確定定位點等工作流程。
[0003]例如，常用的金點定位法，其需要在患者體表放置三個金屬點并做皮膚標記。這三個金屬點在人體內形成一個虛擬參考點，通過CT掃描，可以確定該虛擬參考點與腫瘤中心點之間的相對位移。然后，擺位時先用激光燈將虛擬參考點移至放療機的等中心點，再根據之前確定的相對位移，通過移床將腫瘤中心移至放療機的等中心點。這種方法的缺點在于，其需要在體表做標記物，而且每次擺位都需要用激光燈校準。
[0004]此外，還可以采用頭體集成定位床定位技術，其主要是在床內布有一些用于定位的金屬絲，使用Π型尺在患者體表確定幾個定位點，并根據這幾個定位點使得每次擺位時患者與定位床的位置相對固定。通過帶定位床進行CT掃描，根據CT圖像可以確定腫瘤中心與床參考點之間的相對位移。擺位時用激光燈將床的參考點與放療機的等中心點對準，根據定位點用Π型尺將患者復位，再根據之前確定的相對位移通過移床將腫瘤中心移至放療機的等中心點。這種方法的缺點在于，其需要用Π型尺固定患者與床的相對位置。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是提供一種定位床、定位系統及其定位方法，能夠解決成像或放療過程中多次高精度重復擺位的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種定位床，其包括床體以及固定到所述床體上的定位線，所述定位線由成像系統可分辨的材料制成，所述定位線至少包括第一定位線、第二定位線和多條第三定位線，其中，所述第一定位線和所述第二定位線是成角度的且彼此間隔開地大致沿著所述床體的縱向方向延伸，所述多條第三定位線是與所述縱向方向成角度地布置在所述第一定位線和所述第二定位線之間并且與所述第一定位線和第二定位線均間隔開，其中，在縱向方向上，所述多個第三定位線投影而成首尾相接的直線與所述第一定位線和所述第二定位線的投影完全重合。
[0007]進一步地，所述定位線還包括第四定位線，所述第四定位線鄰近所述第二定位線并與所述第二定位線成角度地沿著所述縱向方向延伸，其中，在縱向方向上，所述第一定位線、第二定位線、所述多個第三定位線和所述第四定位線的投影直線完全重合。在一種實施例中，所述第一定位線平行于所述縱向方向。在一種實施例中，所述第四定位線平行于所述縱向方向。可選擇地，所述第四定位線布置在所述第二定位線和所述第三定位線之間。進一步地，所述第四定位線與所述第二定位線的最短距離，所述第四定位線與所述第三定位線的最短距離，所述第三定位線與所述第一定位線的最短距離是相等的。可選擇地，所述第四定位線與所述第二定位線大致成V形。進一步地，所述第四定位線與所述第二定位線的最小距離，所述第二定位線與所述第三定位線的最小距離，所述第三定位線與所述第一定位線的最小距離是相等的。
[0008]可選擇地，所述第一定位線平行于縱向方向。可選擇地，所述第一定位線和所述第二定位線與所述縱向方向所成角度相同，且關于所述第三定位線的縱向中心對稱。進一步地，所述第三定位線與所述第一定位線的最小距離與所述第三定位線與所述第二定位線的最小距尚是相等的。
[0009]可選擇地，所述第三定位線與所述縱向方向成的角度為30-60度。優選地，所述第三定位線與所述縱向方向成的角度為45度。
[0010]可選擇地，所述第一定位線與所述第二定位線成的角度為0-10度。
[0011]本發明還公開了一種定位系統，至少包括定位床和承載固定元件，所述定位床如前所述，所述承載固定元件固定在所述定位床上，所述承載固定元件上設置有標記單元以使患者相對所述承載固定元件固定。具體地，所述承載固定元件為可抽真空的真空墊或者體膜架。具體地，所述標記單元為銷子。
[0012]根據本發明，還公開了一種定位方法，包括:將患者連同內設有多條定位線的定位床做成像掃描以獲得帶有多條定位線的掃描圖像；根據所述掃描圖像計算出腫瘤中心點的床坐標；根據腫瘤中心點的床坐標移動所述定位床，使得腫瘤中心點與待對準的參考點重合。具體地，所述待對準的參考點為放療系統的等中心點。優選地，在對患者成像掃描之前，還包括預掃描定位床以獲得定位線的成像從而作為計算參考基準。具體地，在對患者成像掃描之前，還包括固定患者于所述定位床上。具體地，所述固定患者的步驟是通過所述定位床上的真空墊和銷子來完成的，其中，所述真空墊相對所述定位床是固定的，所述患者躺在所述真空墊上并對所述真空墊抽真空，然后對所述患者與所述真空墊的相對位置進行標記。
[0013]本發明還公開了一種根據前述的定位床確定床坐標的方法，其中:確定單位掃描圖像長度在床坐標中表示的實際距離μ ;確定床坐標的原點在掃描圖像中對應投影的坐標；根據腫瘤中心點與床坐標的原點在掃描圖像的X軸和Z軸的坐標差以及μ，求取腫瘤中心點在床坐標中的X坐標和Z坐標；根據第一定位線和第二定位線之間的距離及μ確定腫瘤中心點所在的第三定位線；以及根據腫瘤中心點所在的第三定位線起始點床坐標以及腫瘤中心點與第三定位線起始點的床坐標偏移量得到床坐標中的Y坐標。
[0014]與現有技術相比，本發明具有以下優點:本發明定位床、定位系統以及定位方法取消了現有方法中諸多工作流程，減少了采用常規技術引入的誤差，并減少了擺位所耗費的時間。本發明定位系統及其定位方法無需在人體表面粘貼或植入任何標記物，能夠有效地簡化工作流程，減少擺位時間。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明定位系統及其定位方法的實施例一中定位床上定位線(自帶標尺型)的排布示意圖。
[0016]圖2為本發明定位系統及其定位方法的實施例一中腫瘤中心的定位示意圖。
[0017]圖3是本發明定位系統及其定位方法的實施例二中定位床上定位線(自帶標尺型)的排布示意圖。
[0018]圖4為本發明定位系統及其定位方法的實施例二中腫瘤中心的定位示意圖。
[0019]圖5是本發明定位系統及其定位方法的實施例三中定位床上定位線(預配置標尺型)的排布示意圖。
[0020]圖6為本發明定位系統及其定位方法的實施例三中定位床上定位線的坐標軸定位示意圖。
[0021]圖7為本發明定位系統及其定位方法的實施例三中腫瘤中心的定位示意圖。
[0022]圖8是本發明定位系統及其定位方法的實施例四中定位床上定位線(預配置標尺型)的排布示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。
[0024]在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明，但是本發明還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實施，因此本發明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0025]實施例一(自帶標尺型):
[0026]圖1是本發明定位系統及其定位方法所用的定位床上定位線的排布示意圖。在下文中，以醫療系統中的放射治療系統的定位系統作為示例進行描述。
[0027]本發明的實施例一中公開了一種放療快速定位系統，其包括如圖1所示的定位床10。具體地，該定位床10包括床體和固定到床體上的定位線，如果將定位線作為整體來看，定位線大致沿著床體的縱向方向布置，所謂縱向方向，一般指床體的長度方向，但特殊情況下除外(例如，僅對床體的一小塊區域，如僅占到床體長度的1/3甚至1/4，有定位需求的場合)。該定位床10的床坐標可作如下限定:0點為參考點，X軸坐標的正方向為從平躺在所述定位床上的患者右手部至左手部的方向；Y軸坐標的正方向為從平躺在定位床10上的患者腳部至頭部的方向；Ζ軸坐標的正方向為從平躺在定位床10上的患者后背至前胸的方向。更具體地，床坐標系中的O點為設計人員在定位床10的床板預設定的參考點，當床坐標為(0，0，0)時O點可以恰好位于固定系統的等中心點。所述等中心點:放療機的治療頭可以在一個豎直平面內繞固定軸旋轉，所述豎直平面與固定軸的交點定義為放療機的等中心點，該等中心點也就是不同方向的X射線射束中心的交匯點。越靠近等中心點所受的X射線照射的強度越大，因此，在治療時腫瘤應位于等中心點附近。根據這一原理，只要根據本發明能夠確定腫瘤的中心相對于O點的坐標，則只要在X、Y、Z上分別反向移動以使腫瘤的中心對準放療機的等中心點即可將完成放療定位。
[0028]在定位床10內嵌設有若干定位線，所述定位線的材料要與定位床10的床板的材料在成像時有差異，從而可以由成像系統分辨，在CT圖像中能夠明顯分辨出來。若成像系統為CT，則線的材料可采用低密度金屬，若成像系統為MRI，線的材料可采用油。
[0029]其中，所述定位線包括定位線Α、定位線C、定位線D及多條定位線B (包括B。，B1,B2, B3, B4)。定位線Α、定位線C、D和定位線B的直徑均可以優選為0.2_lmm。例如定位線A、定位線C、D和定位線B的直徑均可為0.5mm。本實施例中所有定位線的直徑都相同，其直徑的選擇原則為在成像系統可分辨的情況下盡量細。定位線A與定位床10的床坐標的Y軸方向平行。定位線C和定位線D之間大致呈V字形沿定位床10的床坐標的Y軸方向排布。多條定位線B相互平行且等間距地設置在定位線A和定位線C之間，定位線B與Y軸之間呈一夾角ΘΒΥ，并且多條定位線B在所述Y軸上的投影呈一首尾相接的直線。定位線B與Y軸之間的夾角ΘΒΥ可以優選為30° -60°，在本實施例中，該定位線B與Y軸之間的夾角ΘΒΥ為45°。如圖1所示，這些定位線B中，從左到右，靠左的定位線B(如B。)的最右側的端點與鄰近該定位線B的另一條靠右定位線B(例如B1)的最左側端點的Y軸坐標相同。
[0030]在本實施例中，定位線C與定位線D沿定位床10的床坐標的Y軸方向對稱分布，即定位線C與定位線D沿平行于Y軸的線M對稱分布。定位線Α、定位線C及定位線D的起始Y軸坐標相同，且終止Y軸坐標相同。鄰近定位線A的起點的定位線B的起始Y軸坐標與定位線A的起始Y軸坐標相同，鄰近定位線A的終點的定位線B的終止Y軸坐標與定位線A的終止Y軸坐標相同。
[0031 ] 各定位線在床坐標系中的坐標:
[0032]定位線A:XA，YA_，Ytaax, Za= O ；
[0033]定位線B:Χ
Bmin 7 ^Bmax 7 ^BOmin ? ^BOmax(N l)min 7 Υβ (N I) max ?0，
[0034]定位線C:Xcnin, Xcnax, YCnin，Yc_，Zc= 0 ；
[0035]定位線D:XDnin，XDnax, YDnin，YDnax，Zd= 0 ；
[0036]0 點:Xo=