一种光射野一致性检测模体、方法、装置及设备与流程
本申请涉及数据处理领域，具体涉及一种光射野一致性检测模体、方法、装置及设备。
背景技术：
医学上的放射治疗技术中，在为患者进行放疗之前或者放疗过程中，需要利用各种医学影像设备对肿瘤及正常器官进行实时监控，以便能够根据肿瘤位置的变化实时调整x射线的照射，使得x射线的射野紧紧“追随”靶区，精确照射肿瘤位置，达到真正意义上的放射治疗病灶的目的。
但是，x射线是肉眼无法看到的，如果想要x射线精准的照射到肿瘤位置，需要引入可见光的光野辅助x射线定位。为此，要求可见光的光野与x射线的射野保持高度重合，以此达到通过可见光的光野确定x射线射野准确范围的目的，光野和射野的一致性对于临床治疗和诊断检查具有重要意义。
对于如何检测可见光光野与x射线射野的一致性，目前市场上通常使用带有刻度线的标定板，具体的，利用标定板在x射线的投影中也能呈现刻度的特性，通过读取光野和射野的每条边所在位置的刻度来判断两者是否重合，完成光射野一致性的检测。
但是，由于每个标定板的刻度一般适用于固定大小的射野，如果对于不同射野大小的检测，均利用同一标定板，则会产生检测结果不准确的问题，若要保证检测结果的准确性，则不得不更换合适的标定板进行检测，可见，目前的光野一致性检测受限于标定板的设计，灵活性不足。
技术实现要素：
有鉴于此，本申请提供了一种光射野一致性检测模体、方法、装置及设备，能够对光射野的一致性进行自由检测，不局限于几种固定大小的射野，解决目前的光射野一致性检测中灵活性不足的问题。
第一方面，本发明提供了一种光射野一致性检测模体，所述模体包括底座，所述底座的表面具有十字刻线，所述十字刻线的中心交点镶嵌有高衰减标记物。
可选的，所述底座的材料为低衰减材料，所述低衰减材料包括有机玻璃。
可选的，所述高衰减标记物包括金属材质的球体。
可选的，所述球体包括钢珠、铅球。
第二方面，本发明还提供了一种光射野一致性检测方法，所述方法包括：
控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野；
控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图；
保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野；
利用至少四个上述任一种模体，确定所述光野的顶点位置；
控制所述epid再次拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影；
根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述将所述epid拍摄投影图像，确定为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影之前，还包括：
扩大所述限束器的开口大小。
可选的，所述利用至少四个上述任一种模体，确定所述光野的顶点位置，包括：
控制至少四个上述任一种模体的十字刻线，分别与所述光野的边界重合，且控制所述模体的高衰减标记物，分别与所述光野的顶点位置进行对准。
可选的，所述根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息，包括：
根据所述顶点分布图中的顶点位置的投影，确定所述光野的边界；
确定所述射野分布图中所述射野的边界与所述光野的边界中，具有对应关系的边界；
分别计算每对具有对应关系的边界之间的距离，作为所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述确定所述射野分布图中所述射野的边界与所述光野的边界中，具有对应关系的边界，包括：
获取所述射野分布图中所述射野的各个边界的边界方程，以及获取所述光野的各个边界的边界方程；
将斜率之差小于预设第一阈值，且截距之差小于预设第二阈值的边界方程对应的边界，确定为具有对应关系的边界。
可选的，所述根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息，包括：
确定所述射野分布图中所述射野的顶点位置；
确定具有对应关系的所述光野的顶点位置与所述射野的顶点位置；
分别计算每对具有对应关系的顶点位置之间的距离，作为所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述方法还包括：
判断所述偏差信息是否大于预设阈值；
如果否，则确定所述光射和所述射野的一致性通过检测。
第三方面，本发明还提供了一种光射野一致性检测装置，所述装置包括：
第一控制单元，用于控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野；
第二控制单元，用于在得到所述射野后，控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图；在得到光野且确定所述光野的顶点位置后，控制所述epid拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影；所述光野的顶点位置由至少四个上述权利要求1-3中任一种模体确定；第三控制单元，用于保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野；
确定单元，用于根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
第四方面，本发明还提供了一种光射野一致性检测设备，所述设备包括：存储器和处理器，
所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器用于根据所述程序代码中的指令，执行以下步骤：
控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野；
控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图；
保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野；
利用至少四个上述任一种模体，确定所述光野的顶点位置；
控制所述epid再次拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影；
根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
本发明提供的光射野一致性检测方法，利用电子射野影像系统epid拍摄投影图像，分别得到射野分布图和光野的顶点分布图。通过比较射野分布图和光野的顶点分布图，最终确定光野和射野之间的偏差信息。本发明能够对光射野的一致性进行自由检测，不局限于几种固定大小的射野，解决目前的光射野一致性检测中灵活性不足的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测方法的流程图；
图2为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测模体的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测模体的俯视图；
图4为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测模体的前视图；
图5为本申请实施例提供的一种利用模体确定光野的顶点位置的示意图；
图6为本申请实施例提供的一种顶点分布图的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种射野分布图的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种光射野一致性检测设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
射野是指射线装置(如加速器等)发出的x射线，在一成像平面内的投影范围，而光野是指该射线装置机头模拟光源发出的可见光，在该成像平面内所界定的区域。光射野一致性检测是加速器等医用设备的重要性能指标，关系到加速器的质量检测和临床使用，是加速器投入临床使用之前需要进行的一项重要检测。
本发明提供了一种光射野一致性检测方法，利用电子射野影像系统epid拍摄投影图像，分别得到射野分布图和光野的顶点分布图。通过比较射野分布图和光野的顶点分布图，最终确定光野和射野之间的偏差信息。本发明能够对光射野的一致性进行自由检测，不局限于几种固定大小的射野，解决目前的光射野一致性检测中灵活性不足的问题。
参考图1，为本发明实施例提供的一种光射野一致性检测方法的流程图，所述方法包括：
s101：控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野。
本发明实施例提供的光射野一致性检测方法应用于射线装置，如加速器，射线装置具有限束器，射线装置发出的x射线经过限束器的开口后，在成像平面上投影，所以，限束器的开口大小影响x射线在成像平面上投影得到的射野的范围大小。
本发明实施例中，可以任意调整限束器的开口大小，在确定限束器的任一开口大小后，射线装置发出的x射线经过该限束器的开口后，在成像平面上投影，得到一射野。具体的，成像平面为电子射野影像系统epid的成像平面。
s102：控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图。
实际应用中，射线装置为配置有epid的装置，如配置有epid的加速器，具体的，epid在射线装置的正下方，用于拍摄在成像平面上投影的射野的投影图像，得到该射野的射野分布图。如图7所示，为一种射野分布图的示意图。通常，由于限束器的开口形状为矩形，所以，射野分布图的形状也为矩形。
s103：保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野。
实际应用中，射线装置还具有光野灯，在利用epid拍摄投影图像得到光野分布图后，为了保持投影标准的一致，保持限束器的开口大小不变。打开射线装置的光野灯，该光野灯发出的可见光经过该限束器的开口，照射到epid的成像平面上，在该成像平面内界定出一个区域，即为光野。由于限束器的开口形状为矩形，所以，在成像平面上界定出的光野也为矩形。
s104：利用至少四个模体，确定所述光野的顶点位置。
本发明实施例还提供了一种光射野一致性检测模体，参考图2，为本发明实施例提供的一种光射野一致性检测模体的示意图，其中，所述模体包括底座210，所述底座210的表面具有十字刻线220，所述十字刻线的中心交点镶嵌有高衰减标记物230。
其中，该底座210的材料可以为低衰减材料，如有机玻璃等。镶嵌在十字刻线的中心交点的高衰减标记物230可以为金属材质的球体，如钢珠、铅球等；还可以为其他形状，如正方体等，还可以为其他材质，如铅、铜等材料，本发明实施例对此均不作限制。
为了便于理解本发明实施例提供的光射野一致性检测模体的结构，本发明实施例还提供了一种光射野一致性检测模体的俯视图和前视图，如图3、4所示。
实际应用中，本发明实施例可以利用上述模体确定光野的顶点位置。具体的，分别将四个模体摆放在光野的四个顶点的位置。一种实现方式中，控制各个模体的十字刻线，分别与光野的各个边界重合，同时，控制各个模体的高衰减标记物，分别与光野的各个顶点位置进行对准。如图5所示，为本发明实施例提供的一种利用模体确定光野的顶点位置的示意图，其中，模体510、模体520、模体530和模体540分别确定光野550的四个顶点位置。
s105：控制所述epid再次拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影。
本发明实施例中，保持用于确定光野的顶点位置的模体的位置不变，控制epid再次拍摄投影图像，得到光野的顶点分布图，其中，顶点分布图上包括光野的各个顶点位置的投影。如图6所示，为一种顶点分布图的示意图，包括光野的四个顶点位置的投影。
另外，为了进一步保证光野的各个顶点位置的投影能够在顶点分布图中显示，本发明实施例在利用epid拍摄投影图像得到顶点分布图之前，扩大限束器的开口大小，直到各个模体能够处于光野的范围内，以便利用epid拍摄的投影图像中包括利用模体确定的顶点位置。
s106：根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
本发明实施例中，在得到射野分布图和光野的顶点分布图后，确定光野和射野之间的偏差信息。如果偏差信息大于预设阈值，则确定光野和射野不一致，否则，说明射线装置的光射野一致性通过检测。
一种实现方式中，光野和射野之间的偏差信息，可以是具有对应关系的边界之间的距离。具体的，首先根据顶点分布图中的顶点位置的投影，确定光野的边界。其次，确定射野分布图中的射野的边界与光野的边界中具有对应关系的边界。最后，计算每对具有对应关系的边界之间的距离，作为光野和射野之间的偏差信息。
由于射野分布图和光野的顶点分布图均处于epid的成像平面的坐标系中，所以，根据光野的四个顶点位置的坐标值，即可确定光野的四个边界的边界方程。另外，根据射野的各个边界在该坐标系中的位置信息，确定射野的各个边界的边界方程。最终，通过比较光野的边界方程与射野的边界方程的斜率和截距，将斜率之差小于预设第一阈值，且截距之差小于预设第二阈值的边界方程对应的边界，确定为光野和射野之间具有对应关系的一对边界。
具体的，光野的一条边界的边界方程假设为：a1x+b1y+c1＝0；射野的一条边界的边界方程假设为：a2x+b2y+c2＝0；为了比较的方便，可以将边界方程转换为：
其中，dpixel表示单个像素点的长度。
实际应用中，根据光野的顶点分布图中的四个顶点位置的投影，确定光野的四个边界的方法可以包括：首先，通过霍夫变换的圆心检测算法，确定光野的顶点分布图中的四个顶点位置的投影的圆心。其次，任意选择两个圆心，并根据这两个圆心的坐标值确定一个直线方程。再次，将剩余的两个圆心的坐标值带入该直线方程中，如果将这两个圆心的坐标值带入该直线方程后所得的值同为正或同为副，则证明该直线方程即为光野的一条边界的边界方程。
另一种实现方式中，光野和射野之间的偏差信息，还可以是具有对应关系的顶点位置之间的距离。具体的，首先确定射野分布图中的射野的顶点位置，其次，确定顶点分布图中光野的顶点位置与射野的顶点位置中，具有对应关系的顶点位置。最后，分别计算每对具有对应关系的顶点位置之间的距离，作为光野和射野之间的偏差信息。
由于射野分布图和光野的顶点分布图均处于epid的成像平面的坐标系中，所以，可以根据光野和射野的顶点位置的坐标值，确定具有对应关系的顶点位置。具体的，可以将距离最小的顶点位置确定为具有对应关系的顶点位置。
本发明提供的光射野一致性检测方法，利用电子射野影像系统epid拍摄投影图像，分别得到射野分布图和光野的顶点分布图。通过比较射野分布图和光野的顶点分布图，最终确定光野和射野之间的偏差信息。本发明能够对光射野的一致性进行自由检测，不局限于几种固定大小的射野，解决目前的光射野一致性检测中灵活性不足的问题。
参考图8，为本发明实施例提供的一种光射野一致性检测装置的结构示意图，所述装置包括：
第一控制单元801，用于控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野；
第二控制单元802，用于在得到所述射野后，控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图；在得到光野且确定所述光野的顶点位置后，控制所述epid拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影；所述光野的顶点位置由至少四个任一种模体确定；
第三控制单元803，用于保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野；
确定单元804，用于根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述第三控制单元803，还用于扩大所述限束器的开口大小。
具体的，所述第二控制单元802，包括：
第一控制子单元，用于控制至少四个上述任一种模体的十字刻线，分别与所述光野的边界重合，且控制所述模体的高衰减标记物，分别与所述光野的顶点位置进行对准。
一种实现方式中，所述确定单元804，用于：
根据所述顶点分布图中的顶点位置的投影，确定所述光野的边界；并确定所述射野分布图中所述射野的边界与所述光野的边界中，具有对应关系的边界；最终分别计算每对具有对应关系的边界之间的距离，作为所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述确定单元804，具体用于：
获取所述射野分布图中所述射野的各个边界的边界方程，以及获取所述光野的各个边界的边界方程；并将斜率之差小于预设第一阈值，且截距之差小于预设第二阈值的边界方程对应的边界，确定为具有对应关系的边界。
另一种实现方式中，所述确定单元804，用于：
确定所述射野分布图中所述射野的顶点位置；并确定所述顶点分布图中所述光野的顶点位置与所述射野的顶点位置中，具有对应关系的顶点位置；最终分别计算每对具有对应关系的顶点位置之间的距离，作为所述光野和所述射野之间的偏差信息。
可选的，所述装置还包括：
判断单元，用于判断所述偏差信息是否大于预设阈值；并在结果为否时，确定所述光射和所述射野的一致性通过检测。
本发明提供的光射野一致性检测装置，利用电子射野影像系统epid拍摄投影图像，分别得到射野分布图和光野的顶点分布图。通过比较射野分布图和光野的顶点分布图，最终确定光野和射野之间的偏差信息。本发明能够对光射野的一致性进行自由检测，不局限于几种固定大小的射野，解决目前的光射野一致性检测中灵活性不足的问题。
相应的，本发明实施例还提供一种光射野一致性检测设备，参见图9所示，可以包括：
处理器901、存储器902、输入装置903和输出装置904。处理器601的数量可以一个或多个，图9中以一个处理器为例。在本发明的一些实施例中，处理器901、存储器902、输入装置903和输出装置904可通过总线或其它方式连接，其中，图9中以通过总线连接为例。
存储器902可用于存储软件程序以及模块，处理器901通过运行存储在存储器902的软件程序以及模块，从而执行光射野一致性检测设备的各种功能应用以及数据处理。存储器902可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等。此外，存储器902可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。输入装置903可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与光射野一致性检测设备的用户设置以及功能控制有关的信号输入。
具体在本实施例中，处理器901会按照如下的指令，将一个或一个以上的应用程序的进程对应的可执行文件加载到存储器902中，并由处理器901来运行存储在存储器902中的应用程序，从而实现各种功能：
控制限束器的开口为任意开口大小，得到一射野；
控制电子射野影像系统epid拍摄投影图像，作为所述射野的射野分布图；
保持所述限束器的开口大小不变，并控制光野灯打开，得到一光野；
利用至少四个上述任一种模体，确定所述光野的顶点位置；
控制所述epid再次拍摄投影图像，作为所述光野的顶点分布图，所述顶点分布图上包括所述光野的顶点位置的投影；
根据所述射野分布图和所述顶点分布图，确定所述光野和所述射野之间的偏差信息。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上对本申请实施例所提供的一种光射野一致性检测模体、方法、装置及设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
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