一種用于放射治療模擬機的腫瘤定位裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于醫療機構控制技術領域，具體涉及一種用于放射治療模擬機的腫瘤定位裝置及方法。
【背景技術】
[0002]放射治療模擬機是使用診斷X射線設備模擬放射治療輻射束的幾何條件，定位放射治療過程中被照射的腫瘤靶區，從而劃定治療輻射野的位置、尺寸等參數。
[0003]目前，醫院給患者的腫瘤進行模擬定位，確定放射治療輻射野參數時，需要在X光下反復運動機架、界定器、井字線、治療床等部件，通常模擬定位一個患者需要20-30分鐘，耗時較長，患者長時間被X線照射，對人員造成一定的傷害，而且也影響X光球管的壽命。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明的目的是提供一種用于放射治療模擬機的腫瘤定位裝置及方法，可在較短的時間內完成腫瘤的模擬定位。
[0005]本發明的用于放射治療模擬機的腫瘤定位裝置，其包括:機架自動到位與圓周掃描控制模塊、圖像記錄模塊和虛擬輻射野設定模塊；外圍設備為影像增強器和X射線發生裝置，X射線發生裝置發出的X射線穿過人體后經影像增強器輸出透視圖像；
[0006]其中，機架自動到位與圓周掃描控制模塊包括:顯示控制計算機、伺服控制單元、電機驅動器、伺服電機和位置采集單元；顯示控制計算機，將輸入的機架自動到位命令和機架圓周掃描命令通過網絡接口發送給伺服控制單元，并實時顯示伺服控制單元發送來的機架角度位置；伺服控制單元，根據收到的機架自動到位命令和機架圓周掃描命令輸出速度信號至電機驅動器，并將位置采集單元采集的機架角度位置發送給顯示控制計算機；電機驅動器，根據收到的速度信號控制伺服電機正反向運轉、啟動與停止，以驅動放射治療模擬機完成機架自動到位和機架圓周掃描功能；位置采集單元實時采集機架角度位置并將其輸入伺服控制單元，同時將機架角度位置實時輸出至圖像記錄模塊的放射治療模擬機工作站計算機;
[0007]圖像記錄模塊，由圖像采集卡和放射治療模擬機工作站計算機組成；其中，圖像采集卡將影像增強器輸出的透視圖像進行錄像，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工作站計算機中；放射治療模擬機工作站計算機接收位置采集單元的機架角度位置，并將機架角度位置信息合成到相應的各幀透視圖像文件中；
[0008]虛擬輻射野設定模塊，從合成后的各幀透視圖像文件中選擇指定機架角度的透視圖像文件，設置腫瘤中心、界定器角度和井字線尺寸，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的圖形，形成虛擬的輻射野，此時的輻射野參數記為定位的治療數據。
[0009]如上所述的用于放射治療模擬機的腫瘤定位方法，其包括:
[0010]步驟I，機架自動到位與圓周掃描控制模塊將機架運動到O度，開始X線透視，治療床前后左右運動，以使腫瘤出現在影像增強器輸出的透視圖像中，腫瘤中心與放射治療模擬機的界定器上十字線的中心重合，然后停止X線透視；
[0011]步驟2，機架自動到位與圓周掃描控制模塊將機架運動到90度，開始X線透視，治療床只做上下運動，以使腫瘤處于影像增強器輸出的透視圖像中，腫瘤中心與放射治療模擬機的界定器上十字線的中心重合，然后停止X線透視；
[0012]步驟3，機架自動到位與圓周掃描控制模塊控制機架做圓周掃描運動，機架將從-180到+180度來回做勻速旋轉運動；在機架圓周掃描啟動后開始X線透視，同時圖像記錄模塊的圖像采集卡也開始按每秒20幀的速度序列采集X線透視圖像，并以圖像文件格式保存在放射治療模擬機工作站計算機中；放射治療模擬機工作站計算機接收位置采集單元的機架角度位置，并將機架角度位置信息合成到相應的各幀透視圖像文件中；
[0013]步驟4，機架做圓周掃描結束后，停止X線透視并停止圖像采集；
[0014]步驟5，虛擬輻射野設定模塊，連續播放，此時的輻射野參數記為定位的治療數據，選擇指定機架角度下的透視圖像文件，設置腫瘤中心、界定器角度和井字線尺寸，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的圖形，形成虛擬的輻射野，記錄下此時的機架角、界定器角、井字線尺寸；
[0015]步驟6，操作放射治療模擬機，使放射治療模擬機處于步驟5記錄的機架角、界定器角、井字線尺寸，確認實際輻射野是否與預期一致，若有偏差，進行微調直至與預期一致；若一致，則定位成功，確認后的輻射野參數即可作為治療數據，用以制定患者的治療計劃和進行照射。
[0016]本發明的用于放射治療模擬機的腫瘤定位系統及方法，通過記錄機架全360度旋轉過程的患者透視圖像，然后在計算機上繪制虛擬輻射野的方法，可在3-4分鐘內完成腫瘤的快速模擬定位，節省了定位時間，減少了患者的X線照射，延長了 X線球管的壽命。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的用于放射治療模擬機的腫瘤定位方法工作流程圖；
[0018]圖2為本發明的用于放射治療模擬機的腫瘤定位系統的構成圖；
[0019]圖3為本發明的機架自動到位及圓周掃描控制模塊的結構圖；
[0020]圖4為本發明的圖像記錄單元的結構圖；
[0021]圖5為為本發明的虛擬輻射野設定單元的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。
[0023]如圖2所示，一種用于放射治療模擬機的腫瘤定位裝置，其包括:機架自動到位及圓周掃描控制模塊、圖像記錄模塊和虛擬輻射野設定模塊；外圍設備為影像增強器和X射線發生裝置，X射線發生裝置產生的X射線穿過人體后經影像增強器輸出透視圖像；
[0024]其中，機架自動到位與圓周掃描控制模塊，用于控制放射治療模擬機自動運動到指定的角度，并且可以從-180度到+180做反復圓周掃描運動；
[0025]如圖3所示，機架自動到位與圓周掃描控制模塊包括:顯示控制計算機、伺服控制單元、電機驅動器、伺服電機和位置采集單元；顯示控制計算機，將輸入的機架自動到位命令和機架圓周掃描命令通過網絡接口發送給伺服控制單元，并實時顯示伺服控制單元發送來的機架角度位置；伺服控制單元，根據收到的機架自動到位命令和機架圓周掃描命令輸出速度信號至電機驅動器，并將位置采集單元采集的機架角度位置發送給顯示控制計算機；電機驅動器，根據收到的速度信號控制伺服電機正反向運轉、啟動與停止，以驅動放射治療模擬機完成機架自動到位和機架圓周掃描功能；位置采集單元實時采集機架角度位置并將其輸入伺服控制單元，同時將機架角度位置實時輸出透視圖像至圖像記錄模塊的放射治療模擬機工作站計算機；
[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工作站計算機組成；其中，圖像采集卡將影像增強器輸出的透視圖像進行錄像，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工作站計算機中；放射治療模擬機工作站計算機接收