当前位置: 首页 > 专利查询>医科达公司专利>正文

标定和质量保证的方法技术

技术编号:9572559 阅读:147 留言:0更新日期:2014-01-16 05:09
本发明专利技术涉及放射疗法领域。特别地,本发明专利技术涉及在放射疗法系统中标定定位系统的方法,放射疗法系统包含具有固定放射焦点的放射疗法单元。该方法包含步骤:将标定工具可分离地附接到固定布置;用成像系统执行图像扫描程序;在涉及成像系统的坐标系中定义标定工具的位置;以及计算在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的定义位置和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的位置差,由此确定在涉及成像系统的坐标系和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及放射疗法领域。特别地,本专利技术涉及在放射疗法系统中标定定位系统的方法,该放射疗法系统包含具有固定放射焦点的放射疗法单元。专利技术背景这些年来外科手术技术的发展已经取得了很大进步。例如,针对患者需要脑外科手术,对患有非常小的外伤的患者的非侵入性外科手术现在是可用的。—种用于非侵入性外科手术的系统以Leksell Gamma Knife?的名义被卖出,其通过伽玛放射提供这样的外科手术。放射从大量的固定放射源发射并且通过准直仪聚焦,即用于朝着定义靶或治疗体积获取限制横截面的束的通路或通道。每个源提供不足以损伤干预组织的剂量的伽玛放射。但是,当从所有放射源出来的放射束正交或会聚时组织破坏发生,导致放射达到组织破坏水平。会聚点在下文被称为“焦点”。使用立体固定单元将用放射疗法治疗的患者固定到定位系统。因此,立体固定单元使患者的治疗体积关于定位系统不动,即,使含有要治疗的组织区域的患者的一部分不动。例如,当治疗区域或体积是患者头部内的组织的一部分时,立体固定单元一般构成例如可以例如通过固定螺栓或类似的被固定到患者的颅骨的头部固定框架。然后,用立体固定单元坐标系界定立体固定单元的坐标,通过与治疗体积的固定关系其也用于界定治疗体积的轮廓。在操作中,立体固定单元和由此的立体固定单元坐标系关于固定放射焦点移动,因此焦点准确地定位在固定单元坐标系的预定坐标上。这样的立体固定单元和坐标系的`实例分别包括Leksell立体头部框架和LeksellXYZ坐标系。Leksell XYZ坐标系是通过与立体固定单元的框架完全对齐的三个正交轴界定的笛卡儿坐标系,其用三个正交侧布置。相对于患者,X轴在患者的内侧-外侧方向上延伸、I轴在前-后方向上延伸以及z轴在颅-骶方向上延伸。换句话说,如果患者很好地在Leksell XYZ坐标系中定位,x轴将从耳到耳延续、z轴从头部到脚趾以及y轴从患者的背部到前面。关于在放射疗法系统中的放射疗法,疗法在治疗计划系统中计划。使用成像系统扫描患者的治疗体积,例如,将锥形束计算机断层摄影(CBCT)系统和扫描的图像输入治疗计划系统。计算机断层摄影(CT)成像,也被称为计算机轴向断层摄影(CAT)扫描,涉及旋转X-射线装备结合数字计算机的使用,以获取身体的图像。使用CT成像,身体的器官和组织的横截面图像能产生。使用CT成像,不仅能使内科医生确定肿块存在,他们也还能够精确地定位其位置、准确地测量肿块的尺寸以及确定其是否已经蔓延到邻近组织。除了诊断某些癌症,CT成像用于计划和管理放射癌症治疗,以及用于计划某些类型的外科手术。使用CBCT图像,治疗体积的体积重建(volumetric reconstruction)能被创建,其能被用于计划治疗。最后,治疗体积的体积重建必须确切地涉及放射疗法系统的焦点位置和定位系统。但是,CBCT重建是关于成像系统的旋转轴构建的并且CBCT系统的旋转轴和立体固定单元坐标系不对齐,而是由于例如制造公差具有变化。这样的在CBCT坐标系和立体固定单元坐标系之间的角度变化能够例如当患者固定到定位系统并且定位在用于疗法期间的放射单元中时引起定位误差。因此,存在用于确定和补偿在成像系统的坐标系,如CBCT系统和立体固定单元坐标系之间的偏差的方法和系统的需要。专利技术概述本专利技术的一个目的在于提供用于补偿在成像系统的坐标系,如CBCT系统和立体固定单元坐标系之间的偏差的系统和方法。这个和其他目的通过提供具有在独立权利要求中限定的特征的标定方法实现。优选的实施方案在从属权利要求中限定。根据本专利技术的一个方面,提供一种用于标定在放射疗法系统中关于治疗计划或者治疗捕获患者的图像的成像系统的方法,其中放射疗法系统包含具有固定放射焦点的放射疗法单元。此外,用于沿三个大体上正交的运动轴相对于在放射疗法单元中的固定焦点定位患者的治疗体积的定位系统也被包括在放射疗法系统中,其中定位系统包括固定布置,该固定布置用于可分离地和稳固地接合立体固定单元以使患者的治疗体积关于定位系统不动。方法包含以下步骤:-将标定工具(calibrationtool)可分离地附接到固定布置,其中标定工具定位在涉及定位系统的立体固定单兀坐标系中;-用成像系统执行图像扫描程序,其中包括标定工具的区域的一组图像被捕捉;-使用该组图像确定在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的位置;以及-计算在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的所确定的位置和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的位置差,由此确定在涉及成像系统的坐标系和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的关系。根据本专利技术的第二方面,提供一种用于标定在放射疗法系统中关于治疗计划或者治疗捕获患者的图像的成像系统的系统,该放射疗法系统包含具有固定放射焦点的放射疗法单元,和定位系统,该定位系统用于沿三个大体上正交的运动轴关于放射疗法单元中的固定焦点定位患者的治疗体积,其中定位系统包括固定布置,该固定布置用于可分离地和稳固地接合立体固定单元以使患者的治疗体积关于定位系统不动。用于标定的系统包含布置成可分离地附接到固定布置的标定工具和处理单元,其中标定工具定位在涉及定位系统的立体固定单元坐标系中。处理单元配置成从成像系统中获取通过成像装置捕捉的包括标定工具的区域的一组图像,来使用该组图像定义在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的位置;以及来计算在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的所确定的位置和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的位置差以确定在涉及成像系统的坐标系和在立体固定单元坐标系中的标定工具的位置之间的关系。本专利技术基于洞察到在成像系统的坐标系,如CBCT系统和界定治疗位置的立体坐标系之间由于例如制造公差产生的角度变化或偏差。CBCT系统用于捕捉患者的图像和治疗体积并且治疗体积的重建的图像因此必须涉及疗法单元的焦点位置和患者定位系统位置。CBCT坐标从焦点物理地偏移并且不可能从公差机械地知道关于焦点位置的CBCT系统具有什么位置。因此,当患者被平移进入放射疗法单元以进行治疗时这些变化或偏差导致定位误差。如果患者被平移大的距离,即使非常小的正弦误差可以导致大的偏差并且可以因此导致大的定位误差。这些洞察引起本专利技术和用于确定和补偿在成像系统的坐标系,如CBCT系统和定义治疗位置的立体坐标系之间的偏差的想法。使用确定的偏差,能够关于立体坐标系确定重建对象的位置和旋转。为了确定偏差,使用能容易地对齐并且确切地定位在立体坐标系中以及由此在图像采集过程中牢固地保持静止的标定工具。优选地,标定工具安装或附接到患者定位系统的立体固定单元。用于使治疗体积不动的立体固定单元固定地接合患者定位系统并且关于定位系统不能平移或旋转。使用一组通过成像系统捕捉的图像来确定在涉及成像系统的坐标系中的标定工具的位置。通过观察或识别具有关于患者定位系统的定义位置的标定工具的可辨别部分,或观察或识别具有关于患者定位系统的定义位置的标定工具的至少一个参考对象或记号,标定工具的位置确定变得更准确和快速。在本专利技术的优选的实施方案中,具有可附接到固定单元的至少三个球杆的标定工具被使用。每个球杆具有在立体坐标系中的已知的位置(坐标)。通过识别在重建的体积中的这些参考对象(即球杆),标定工具的位置能相对于成像系统坐标系被定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于标定成像系统(50)的方法,所述成像系统(50)用于在放射疗法系统(1)中关于治疗计划或者治疗捕获患者的图像,所述放射疗法系统包含定位系统(20)和具有固定放射焦点的放射疗法单元(10),所述定位系统(20)用于沿着三个大体上正交的运动轴相对于所述放射疗法单元(10)中的所述固定焦点定位患者的治疗体积,其中所述定位系统包括固定布置(28),所述固定布置(28)用于可分离地和稳固地接合立体固定单元以使患者的治疗体积关于所述定位系统(20)不动,所述方法包括以下步骤:将标定工具(110)可分离地附接到所述固定布置(28),其中所述标定工具(110)定位在涉及所述患者定位系统(20)的立体坐标系中;用所述成像系统(50)执行图像扫描程序,其中包括所述标定工具(110)的区域的一组图像被捕捉;使用所述一组图像确定所述标定工具(110)在成像系统坐标系中的位置;计算在所述成像系统坐标系中的所述标定工具(110)的所述确定的位置和在所述立体坐标系中的所述标定工具(110)的位置之间的位置差,由此确定在所述成像系统坐标系和所述立体坐标系中的所述标定工具(110)的所述位置之间的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于标定成像系统(50)的方法,所述成像系统(50)用于在放射疗法系统(I)中关于治疗计划或者治疗捕获患者的图像,所述放射疗法系统包含定位系统(20)和具有固定放射焦点的放射疗法单元(10),所述定位系统(20)用于沿着三个大体上正交的运动轴相对于所述放射疗法单元(10)中的所述固定焦点定位患者的治疗体积,其中所述定位系统包括固定布置(28),所述固定布置(28)用于可分离地和稳固地接合立体固定单元以使患者的治疗体积关于所述定位系统(20)不动,所述方法包括以下步骤: 将标定工具(110)可分离地附接到所述固定布置(28),其中所述标定工具(110)定位在涉及所述患者定位系统(20)的立体坐标系中; 用所述成像系统(50)执行图像扫描程序,其中包括所述标定工具(110)的区域的一组图像被捕捉; 使用所述一组图像确定所述标定工具(110)在成像系统坐标系中的位置; 计算在所述成像系统坐标系中的所述标定工具(110)的所述确定的位置和在所述立体坐标系中的所述标定工具(110)的位置之间的位置差,由此确定在所述成像系统坐标系和所述立体坐标系中的所述标定工具(110)的所述位置之间的关系。2.根据权利要求1所述的方法,还包含步骤: 执行所述成像系统(50)的标定,其中包括确定所述成像系统(50)的旋转轴。3.根据权利要求1或2所述的方法,还包含基于所述计算的位置差确定位置修正,所述位置修正对应于将所述成像系统坐标系中的位置变换到所述立体坐标系中的对应位置所需要的所述成像系统(50)相对于所述定位系统(20)的移动修正。4.根据权利要求3所述的方法,其中确定位置修正的所述步骤包含将所述移动修正确定为相对于所述立体坐标系的各个`轴的三个旋转和沿所述立体坐标系的各个轴的三个平移。5.根据权利要求1-4所述的方法,其中执行图像扫描程序的所述步骤包含: 执行包括所述标定工具(110)的所述区域的体积重建。6.根据权利要求1-5所述的方法,其中使用所述一组图像确定所述标定工具(110)在成像系统坐标系中的位置的所述步骤包含以下步骤: 识别在所述体积重建中所述标定工具的预定义参考对象,其中所述参考对象具有在所述立体坐标系中已知的坐标;以及 相对于所述成像系统坐标系确定在所述体积重建中的每个识别的参考对象的坐标。7.根据权利要求6所述的方法,其中计算位置差的所述步骤包含步骤: 比较每个识别的参考对象在所述成像系统坐标系中的坐标和所述参考对象在所述立体坐标系中的对应坐标;以及 基于所述比较计算在所述成像系统坐标系中的所述标定工具的所述确定的位置和在所述立体坐标系中的所述标定工具的位置之间的所述位置差。8.一种用于标定成像系统(50)的系统,所述成像系统(50)用于在放射疗法系统(...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·卡尔松
申请(专利权)人:医科达公司
类型:
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1