用于术中放疗系统的表面成像设备和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于术中放疗系统的表面成像设备和方法。该设备包括摄像装置和参数生成装置。摄像装置包括摄像头和用于固定摄像头的摄像头适配器，并且被配置为采集治疗区的表面图像。参数生成装置耦接到摄像头并且包括处理器，处理器被配置为基于所采集的表面图像来生成用于控制术中放疗设备的参数。该设备和方法将治疗区的表面图像用于放疗，通过在表面图像或融合图像上精确地勾画靶区和危及器官来生成放疗参数，从而能够在有效地保护危及器官的前提下给予靶区足够的照射靶区剂量。

Surface imaging equipment and method for intraoperative radiotherapy system

The present invention provides a surface imaging device and method for intraoperative radiotherapy system. The device comprises a camera device and a parameter generating device. The camera device includes a camera and a camera adapter for fixing the camera, and is configured to collect the surface image of the treatment area. The parameter generation device is coupled to the camera and includes a processor, and the processor is configured to generate parameters for the control of the intraoperative radiotherapy equipment based on the collected surface images. The device and method use the surface image of the treatment area to be used for radiotherapy. By accurately drawing the target area and endanger the organs on the surface or fusion image, the radiation parameters can be generated, so that the target area can be given enough dose to the target area on the premise of effectively protecting the organ.

【技术实现步骤摘要】
用于术中放疗系统的表面成像设备和方法
本公开涉及放射治疗领域，更具体地涉及用于术中放疗系统的表面成像设备和方法。
技术介绍
术中放疗(Intra-OperativeRadiationTherapy，IORT)是在手术的过程中使用术中放疗设备对可见肿瘤、瘤床区或易复发转移部位所在的治疗区进行一次性的大剂量放射治疗。上个世纪九十年代后期，意大利HitesysS.P.A.公司、美国IntraopMedicalInc.公司和德国CarlZeissAG公司，先后推出名为NOVAC7的移动式术中电子直线加速器(美国专利No.5,635,721)、名为MOBETRON的移动式术中电子直线加速器(美国专利No.5,321,271)和名为IntraBeam的移动式术中低能X线机(美国专利No.6,452,177)，这些设备作为常规的术中放疗设备，已经被广泛地投入临床使用。然而，在使用这些术中放疗设备时，放射治疗科的医生需要在上手术台之后的短时间内根据经验来决定并设置用于控制术中放疗设备的放疗参数。由于缺少术中表面图像，在设置参数时无法定义靶区轮廓范围和照射范围，并造成剂量分布无法和靶区适形。另外，由于缺少术中表面图像，所设置的放疗参数是否正确或适当在很大程度上取决于医生的经验水平，因此无法始终保证放疗的质量，例如，可能导致靶区的剂量不足或者针对重要器官的剂量超标。
技术实现思路
一方面，提供了一种用于术中放疗系统的表面成像设备。该设备可以包括摄像装置和参数生成装置。摄像装置可以包括摄像头和用于固定摄像头的摄像头适配器，并且可以被配置为采集治疗区的表面图像。参数生成装置可以耦接到摄像头并且可以包括处理器，并且处理器可以被配置为基于摄像装置采集到的表面图像来生成用于控制术中放疗设备的参数。在一个实施例中，摄像头适配器可以包括穿通孔，该穿通孔的大小和形状与摄像头的透镜侧的大小和形状相匹配。在一个实施例中，摄像头可以包括一个或多个突出部。一个或多个突出部位于摄像头的外壳的侧面，并且摄像头适配器的上表面包括一个或多个固定槽，每个固定槽与一个突出部相对应，并且每个固定槽的形状和大小分别与对应的突出部的形状和大小相对应。在一个实施例中，每个突出部可以包括一个穿通孔，并且摄像头适配器上的每个对应的固定槽具有一个凹槽，每个突出部上的穿通孔和对应的固定槽中的凹槽的大小与对应的紧固螺丝的大小相对应。在一个实施例中，摄像头适配器可以包括弹簧定位销，弹簧定位销位于所述摄像头适配器下侧边缘处。另外，摄像头适配器可以包括与要固定到的目标位置处的卡槽相对应的卡扣。摄像头适配器可以通过弹簧定位销和卡扣装置与限光筒连接并固定在限光筒上。在一个实施例中，可以在限光筒中设置光学标记，以便在表面图像中生成治疗区的坐标信息。在一个实施例中，摄像头可以具备二维或三维、彩色或灰度的摄像功能。相应地，表面图像可以是二维彩色图像、二维灰度图像、三维彩色图像和三维灰度图像中的一个或多个。在一个实施例中，摄像头可以通过有线或无线的方式将所采集到的表面图像传送给参数生成装置。在一个实施例中，摄像装置还可以包括摄像头控制器。摄像头控制器可以通过有线或无线的方式耦接到摄像头，并且可以向摄像头发出指令以控制摄像头的操作。在一个实施例中，参数生成装置中的处理器可以被配置为基于由摄像装置所采集到的表面图像来勾画靶区和危及器官以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成参数。在另一个实施例中，参数生成装置中的处理器可以被配置为通过对表面图像和其他模态图像进行配准来获得融合图像，基于融合图像来勾画靶区和危及器官以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成参数。在不同的实施例中，由参数生成装置所生成的参数可以至少包括照射范围、射线能量、限光筒型号和扫描路径中的一个或多个。在一个实施例中，参数生成装置可以有线地或无线地耦接到术中放疗设备以向术中放疗设备传送所生成的参数。在一个实施例中，术中放疗设备可以是任何一种常规的术中放疗设备。在另外的实施例中，术中放疗设备可以是具有扫描束功能的术中放疗设备。另一方面，还提供了一种用于术中放疗系统的表面成像方法。该方法可以包括：采集治疗区的表面图像；以及基于所采集到的表面图像来设计放疗计划。在一个实施例中，设计放疗计划可以包括：基于表面图像来勾画靶区和危及器官；以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成用于控制术中放疗设备的参数。在另一个实施例中，设计放疗计划可以包括：通过对表面图像和其它其他模态图像进行配准来获得融合图像；基于融合图像来勾画靶区和危及器官；以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成用于控制术中放疗设备的参数。在不同的实施例中，所生成的参数可以至少包括照射范围、射线能量、限光筒型号和扫描路径中的一个或多个。另外，还提供了一种非临时性存储介质，在该非临时性存储介质上存储有程序指令，该程序指令在被执行时可以执行上述任何一种方法。在根据本公开的实施例的设备和方法中，采集治疗区的表面图像，并且基于所采集到的表面图像来生成用于控制术中放疗设备的准确参数，使得术中放疗设备能够及时地接收到准确的控制参数。由此，能够避免人的经验和/或操作速度对参数的设置和/或操作术中放疗设备的影响，能够准确地控制针对靶区或重要器官的剂量，从而能够有效地保证术中放疗的效果。另外，根据本公开的实施例的设备和方法具有通用性，能够与诸如常规的术中放疗设备和具有扫描束功能的放疗设备等不同的放疗设备结合使用。附图说明图1示出根据本公开的实施例的用于术中放疗系统的表面成像设备的框图。图2示出根据本公开的实施例的表面成像设备中的摄像装置的示例。图3示出根据本公开的实施例的表面成像设备中的摄像装置的示例。图4示出根据本公开的实施例的表面成像设备的工作过程的示例。图5示出根据本公开的实施例的治疗区的表面图像的示例。图6示出根据本公开的实施例的限光筒中的光学标记的示例。图7示出根据本公开的实施例的治疗区的表面图像的示例。图8示出根据本公开的实施例的术中放疗系统的示例。图9示出根据本公开的实施例的用于术中放疗系统的表面成像方法的流程图。具体实施方式下面结合附图来描述本公开的不同的实施例。在各个图中，相同或相似的标号可以指示相同或相似的元件/部件/部分。图1示出根据本公开的实施例的用于术中放疗系统的表面成像设备的示例1000。如图1所示，示例设备1000可以包括摄像装置1100和参数生成装置1200。摄像装置1100和参数生成装置1200可以通过有线或无线形式的链路1300耦接到一起，以便相互通信。摄像装置1100可以包括摄像头1110和用于固定摄像头1110的摄像头适配器1120，并且可以被配置为采集治疗区的表面图像。在不同的实施例中，摄像头1110可以是具备二维或三维、彩色或灰度的各种摄像功能的摄像头。相应地，摄像头1110所采集到的表面图像可以是二维彩色图像、二维灰度图像、三维彩色图像和三维灰度图像中的一个或多个。在一个实施例中，摄像头适配器1120可以是能够将摄像头1110固定在指定位置(例如，限光筒的顶部)的机械结构。在另外的实施例中，摄像头适配器1120可以通过粘合的方式将摄像头1110固定在指定位置。在一个实施例中，摄像头1110和摄像头适配器1120是可分离的。在另外的实施例中，摄像头1110本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于术中放疗系统的表面成像设备，包括：摄像装置，包括摄像头和用于固定所述摄像头的摄像头适配器，并且被配置为采集治疗区的表面图像；以及参数生成装置，耦接到所述摄像头并且包括处理器，所述处理器被配置为基于所述表面图像来生成用于控制术中放疗设备的参数。

【技术特征摘要】
1.一种用于术中放疗系统的表面成像设备，包括：摄像装置，包括摄像头和用于固定所述摄像头的摄像头适配器，并且被配置为采集治疗区的表面图像；以及参数生成装置，耦接到所述摄像头并且包括处理器，所述处理器被配置为基于所述表面图像来生成用于控制术中放疗设备的参数。2.根据权利要求1所述的表面成像设备，其中，所述表面图像为二维彩色图像、二维灰度图像、三维彩色图像和三维灰度图像中的一个或多个。3.根据权利要求1所述的表面成像设备，其中，所述处理器被配置为基于所述表面图像来勾画靶区和危及器官以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成所述参数。4.根据权利要求1所述的表面成像设备，其中，所述处理器被配置为通过对所述表面图像和其他模态图像进行配准来获得融合图像，基于所述融合图像来勾画靶区和危及器官以及基于所勾画出的靶区和危及器官来生成所述参数。5.根据权利要求1所述的表面成像设备，其中，所述参数至少包括照射范围、射线能...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴建荣，李明辉，牛传猛，
申请(专利权)人：戴建荣，李明辉，牛传猛，
类型：发明
国别省市：北京,11