用于放疗设备的定位装置的制作方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于放疗设备的定位装置。


背景技术：

2.肿瘤放射治疗是利用治疗射线治疗肿瘤的一种局部治疗方法。治疗射线包括放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线治疗机或加速器产生的x射线、电子线、质子束及其他粒子束等。大约70％的癌症患者在治疗癌症的过程中需要用放射治疗，约有40％的癌症可以用放疗根治。放射治疗在肿瘤治疗中的作用和地位日益突出，已成为治疗恶性肿瘤的主要手段之一。
3.在放疗过程中，用于产生治疗射线的治疗头必须与置于病人的病灶处的限光筒进行对接，以保护限光筒外的病人正常组织不受到治疗射线的辐射影响。目前，无论是采用物理硬件的“硬连接”方式，还是利用激光反射进行定位反馈的“软对接”方式来实现治疗头与限光筒的对接，均还是需要人工进行干预才能完成，导致对接效率低。


技术实现要素：

4.为至少部分地解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种用于放疗设备的定位装置，实现无人干预即可自动化地完成治疗装置与限光筒的对接，以提高对接效率。
5.为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于放疗设备的定位装置，放疗设备包括限束装置、用于释出治疗射线的治疗装置以及用于驱动治疗装置运动的机械臂，限束装置的上表面设置有至少三个标识，定位装置包括：
6.至少三个光源，设置在治疗装置上，用于向限束装置发射光线，以在上表面上形成至少三个光斑；
7.至少一个摄像头，用于拍摄上表面的图像；以及
8.处理器，被配置成：
9.获取图像；
10.根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源中的每一个光源与上表面的距离；
11.根据距离控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗装置正对上表面且与上表面的距离为预设距离；
12.根据图像确定至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置；
13.根据至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置的中心对准。
14.在本发明实施例中，至少一个摄像头的拍摄方向、至少三个光源的发射方向与治疗射线的释出方向相互平行设置。
15.在本发明实施例中，根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源中的每一个光源与上表面的距离包括：
16.根据图像中的至少三个光斑确定每一个光斑在摄像头的成像位置和每一个光斑在上表面的位置；
17.获取至少一个摄像头的镜片位置和每一个光源的位置；
18.根据至少一个摄像头的镜片位置、每一个光源的位置、每一个光斑在摄像头上的成像位置以及每一个光斑在上表面的位置确定每一个光源与上表面的距离。
19.在本发明实施例中，根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源中的每一个光源与上表面的距离包括：
20.获取多个第一标定系数；
21.根据图像中的至少三个光斑确定每一个光斑在摄像头的成像位置；
22.根据多个第一标定系数和每一个光斑在摄像头的成像位置确定每一个光源与上表面的距离。
23.在本发明实施例中，至少三个光源以治疗装置释出治疗射线的束轴为轴线呈圆周阵列间隔设置在治疗装置上。
24.在本发明实施例中，根据距离控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗装置正对上表面且与上表面的距离为预设距离包括：
25.获取至少三个光源所在圆的预设半径；
26.根据距离和预设半径确定治疗装置的旋转角度以及沿平行于限束装置的中心线的方向上的平移距离；
27.根据旋转角度和平移距离控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗装置正对上表面且与上表面的距离为预设距离。
28.在本发明实施例中，至少三个标识以限束装置的中心线为轴线呈圆周阵列间隔设置在上表面上。
29.在本发明实施例中，根据至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置的中心对准包括：
30.根据至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置分别确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置和至少三个标识所在圆的第二圆心位置；
31.根据第一圆心位置和第二圆心位置控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置的中心对准。
32.在本发明实施例中，摄像头、光源和标识的数量相等，每一个摄像头用于拍摄位置相近的一个光源的光斑和一个标识；
33.根据至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置分别确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置和至少三个标识所在圆的第二圆心位置包括：
34.获取每一个摄像头的预设旋转矩阵和预设平移向量；
35.根据预设旋转矩阵、预设平移向量和至少三个光斑的位置确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置；
36.根据预设旋转矩阵、预设平移向量和至少三个标识的位置确定至少三个标识所在圆的第二圆心位置。
37.在本发明实施例中，根据第一圆心位置和第二圆心位置控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置的中心对准包括：
38.根据第一圆心位置和第二圆心位置确定治疗装置的平移向量；
39.获取第二标定系数，并根据第二标定系数和平移向量控制机械臂驱动治疗装置运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置的中心对准。
40.为了实现上述目的，本发明第二方面还提供一种放疗设备，包括：
41.治疗装置，用于释出治疗射线；
42.限束装置，用于设置于病人的病灶处；
43.机械臂，用于驱动治疗装置运动；以及
44.根据如上所述的用于放疗设备的定位装置。
45.通过上述技术方案，本发明实施例所提供的用于放疗设备的定位装置具有如下的有益效果：
46.定位装置包括至少三个光源、至少一个摄像头和处理器，至少三个光源可以向限束装置发射光线，并在限束装置的上表面形成至少三个光斑，限束装置的上表面设置有至少三个标识，至少一个摄像头用于拍摄限束装置的上表面的图像，处理器被配置成通过获取至少一个摄像头拍摄的图像，并根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源中的每一个光源与限束装置的上表面的距离，从而根据距离控制机械臂驱动治疗装置运动，以使治疗装置正对限束装置的上表面且与限束装置的上表面的距离为预设距离，即可以完成治疗装置的偏转角度的调整以及治疗装置在平行于治疗射线的束轴的方向上的位置的调整；在当治疗装置调整到正对限束装置的上表面且与限束装置的上表面的距离为预设距离后，继续根据至少一个摄像头获取的图像确定至少三个光斑的位置和至少三个标识的位置，然后根据至少三个光斑的当前位置和至少三个标识的位置控制机械臂驱动治疗装置运动，以将治疗射线的束轴与限束装置的中心对准，从而可以完成治疗装置在垂直于治疗射线的束轴的方向上的位置调整，则通过本发明提供的用于放疗设备的定位装置，无需人工干预即可自动化地完成治疗装置与限束装置对接操作，以达到提高对接效率的目的。
47.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
48.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
49.图1是本根据发明一实施例放疗设备的立体结构示意图；
50.图2是根据本发明一实施例用于放疗设备的定位装置的立体结构示意图；
51.图3是根据本发明一实施例限束装置和标识的立体结构示意图；
52.图4是根据本发明一实施例计算距离d的原理示意图；
53.图5是根据本发明一实施例三个光源和三个摄像头单元的位置排布示意图；
54.图6是根据本发明一实施例三个标识的位置排布示意图。
55.附图标记说明
[0056]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
治疗装置
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机械臂
[0057]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
连接框
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
13
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
盖板
[0058]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
束流筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限束装置
[0059]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限光筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
211
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限束孔
[0060]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
定位板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
221
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测槽
[0061]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支撑架
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摄像头
[0062]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
光源
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
标识
[0063]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
病人
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
手术台
具体实施方式
[0064]
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
[0065]
下图参考附图描述根据本发明的用于放疗设备的定位装置。
[0066]
如图1和图2所示，在本发明的实施例中，提供一种用于放疗设备的定位装置，放疗设备包括限束装置2、用于释出治疗射线的治疗装置1以及用于驱动治疗装置1运动的机械臂11，限束装置2的上表面设置有至少三个标识5，定位装置包括：
[0067]
至少三个光源4，设置在治疗装置1上，用于向限束装置2发射光线，以在上表面上形成至少三个光斑；
[0068]
至少一个摄像头3，用于拍摄上表面的图像；以及
[0069]
处理器，被配置成：
[0070]
获取摄像头3拍摄的图像；
[0071]
根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源4中的每一个光源4与上表面的距离；
[0072]
根据距离控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离；
[0073]
根据图像确定至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置；
[0074]
根据至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0075]
在本发明实施例中，定位装置包括至少三个光源4、至少一个摄像头3和处理器，至少三个光源4可以向限束装置2发射光线，并在限束装置2的上表面形成至少三个光斑，限束装置2的上表面设置有至少三个标识5，至少一个摄像头3用于拍摄限束装置2的上表面的图像，处理器被配置成通过获取至少一个摄像头3拍摄的图像，并根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源4中的每一个光源4与限束装置2的上表面的距离，从而根据距离控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使治疗装置1正对限束装置2的上表面且与限束装置2的上表面的距离为预设距离，即可以完成治疗装置1的偏转角度的调整以及治疗装置1在平行于治疗射线的束轴的方向上的位置的调整；在当治疗装置1调整到正对限束装置2的上表面且与限束装置2的上表面的距离为预设距离后，继续根据至少一个摄像头3获取的图像确定至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置，然后根据至少三个光斑的当前位置和至少三个标识5的位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以将治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准，从而可以完成治疗装置1在垂直于治疗射线的束轴的方向上的位置调整，则通过本发明提供的用于放疗设备的定位装置，无需人工干预即可自动化地完成治疗装置1与限束装置2对接操作，以达到提高对接效率的目的。
[0076]
需要特别说明的是，在本发明中预设距离即是指治疗装置1调整到位后，治疗装置1与限束装置2之间的距离，并且预设距离可以包括3cm～10cm。当然本发明不限于此，预设距离可以是根据具体情况进行设置的，可以使得治疗装置1和限束装置2同轴但不接触，实现“软对接”即可。
[0077]
如图2所示，在本发明实施例中，至少一个摄像头3的拍摄方向、至少三个光源4的发射方向均与治疗射线的释出方向相互平行设置，从而便于对摄像头3获取的图像进行分析。当然，本发明不限于此，至少一个摄像头3的拍摄方向、至少三个光源4的发射方向均与治疗射线的释出方向不是相互平行设置也是可以的，因为至少一个摄像头3、至少三个光源4与治疗装置1的安装位置均可以进行预先设置，只是在对后续摄像头3采集的图像进行位置分析时需要进行一系列的位置换算。
[0078]
具体地，请再次参见图1和图2，治疗装置1包括与机械臂11连接的连接框12、设置在连接框12上的盖板13、以及设置在连接框12内的治疗头，治疗头用于释出治疗射线，盖板13上开设有供治疗射线射出的安装孔，至少三个光源4间隔设置在盖板13上，且至少三个光源4的发射方向为盖板13背离连接框12的一侧，至少一个摄像头3可以设置在连接框12上，且至少一个摄像头3的拍摄方向为连接框12靠近盖板13的一侧。当然本发明不限于此，至少一个摄像头3也可以设置在盖板13上，则当摄像头3的数量为一个时，也能够拍全所有的光斑和标识5。此外，治疗装置1还包括环绕安装孔的周缘设置在盖板13上的束流筒14，束流筒14可以进一步限制治疗射线的发射方向。
[0079]
在本发明实施例中，根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源4中的每一个光源4与上表面的距离包括：
[0080]
根据图像中的至少三个光斑确定每一个光斑在摄像头3的成像位置和每一个光斑在上表面的位置；
[0081]
获取至少一个摄像头3的镜片位置和每一个光源4的位置；
[0082]
根据至少一个摄像头3的镜片位置、每一个光源4的位置、每一个光斑在摄像头3上的成像位置以及每一个光斑在上表面的位置确定每一个光源4与上表面的距离。
[0083]
具体地，如图4所示，每一个光斑在限束装置2的上表面的位置可以是指每一个光斑中心在上表面的位置a，至少一个摄像头3的镜片位置可以是镜片的中心位置b，至少三个光斑在摄像头3的成像位置可以是指至少三个光斑中心在至少一个摄像头3的成像面的坐标r，且至少三个光斑在摄像头3的成像位置的中心位置为c，在发明中，光源4可以为激光器，则每一个光源4的位置可以为激光器的出口位置e，至少一个摄像头3的镜片位置到成像面的距离为d0，激光器的出口位置e到每一个光斑中心在上表面的位置a与镜片的中心位置b的连线沿平行于摄像头3的成像面的方向上的距离为r0，将每一个光源4与上表面的距离设为d，基于相似三角形原理以上各量应满足：
[0084][0085]
则每一个光源4与上表面的距离d的计算公式可以为：
[0086]
[0087]
在本发明实施例中，根据图像中的至少三个光斑确定至少三个光源4中的每一个光源4与上表面的距离包括：
[0088]
获取多个第一标定系数；
[0089]
根据图像中的至少三个光斑确定每一个光斑在摄像头3的成像位置；
[0090]
根据多个第一标定系数和每一个光斑在摄像头3的成像位置确定每一个光源与上表面的距离。
[0091]
如图4所示，至少三个光斑在摄像头3的成像位置可以是指至少三个光斑中心在至少一个摄像头3的成像面的坐标r。同时，由于至少三个光斑中心在摄像头3的成像位置c不确定，r值存在常量偏差，或者存在其他常量偏差，因而可以利用最小二乘法将3组以上的数据进行标定得到三个第一标定系数c1、c2和c3，以将转化为：
[0092][0093]
则根据三个第一标定系数c1、c2和c3以及至少三个光斑在摄像头3的成像位置r可以确定每一个光源4与上表面的距离d，以达到克服常量偏差影响的目的。当然本发明不限于此，通过其他的数学方法进行标定得到的第一标定系数也是可以的，并且第一标定系数的个数也不作相关限制。
[0094]
如图5所示，在本发明实施例中，至少三个光源4以治疗装置1释出治疗射线的束轴为轴线呈圆周阵列间隔设置在治疗装置1上。具体地，至少三个光源4是以治疗头f的释出治疗射线的束轴为轴线呈圆周阵列间隔设置在盖板13上。即至少三个光源4是均匀分布在同一个圆周上，且至少三个光源4所在圆的圆心在治疗射线的束轴上，从而便于至少三个光源4的结构布局，以及便于位置的计算。
[0095]
在本发明实施例中，根据距离控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离包括：
[0096]
获取至少三个光源4所在圆的预设半径；
[0097]
根据距离和预设半径确定治疗装置1的旋转角度以及沿平行于限束装置2的中心线的方向上的平移距离；
[0098]
根据旋转角度和平移距离控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离。
[0099]
具体地，当光源4的数量为三个时，三个光源4分别与上表面的距离d可以记为d1、d2和d3。同时，如图5所示，三个光源4均匀地分布在半径为r的圆上，且当d2所对应的光源4位于治疗装置1的y轴时，则有：
[0100][0101]
[0102][0103]
据此可得治疗装置1应绕着x轴和y轴分别旋转的角度θ
x
和θy、以及沿z轴移动的距离d，以使治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离。
[0104]
如图6所示，在本发明实施例中，至少三个标识5以限束装置2的中心线为轴线呈圆周阵列间隔设置在上表面上。具体地，限束装置2包括形成有限束孔211的限光筒21、以及环绕限束孔211的周缘设置在限光筒21上的定位板22，至少三个标识5以限束孔211的中心线为轴线呈圆周阵列间隔设置在定位板22面向治疗装置1的一侧，限光筒21远离定位板22的一端用于与病人6的病灶对齐。即至少三个标识5是均匀分布在同一个圆周上，且至少三个标识5所在圆的圆心在限束孔211的中心线上，从而便于至少三个标识5的结构布局，以及便于位置的计算。在本发明中，标识5具体可以为正三角形块、正方形块、正五边形块、正六边形块或圆形块。
[0105]
此外，限束装置2还包括设置在限光筒21上的支撑架23，支撑架23用于安装于手术台7上，以便于对限光筒21进行稳定支撑。
[0106]
在本发明实施例中，根据至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准包括：
[0107]
根据至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置分别确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置和至少三个标识5所在圆的第二圆心位置；
[0108]
根据第一圆心位置和第二圆心位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0109]
具体地，在治疗装置1绕着x轴和y轴分别旋转的角度θ
x
和θy、以及沿z轴移动的距离d以后，治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离，然后每一个摄像头3重新采集图像，并利用图像识别算法可以获取每一个光斑的位置及每一个标识5的位置。为了将治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准，则可以通过将至少三个光斑所在圆的第一圆心位置调整至限束孔211的中心线上实现对准，并且至少三个标识5所在圆的第二圆心位置始终是处于限束孔211的中心线上，因而可以通过将第一圆心位置和第二圆心位置限定于在垂直于限束装置2的中心线的平面内的投影重合，则可以实现治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0110]
进一步地，将第一圆心位置和第二圆心位置限定于在垂直于限束装置2的中心线的平面内的投影重合的约束条件公式可以为：
[0111][0112]
在以上约束条件公式中，等式左边可表示为第一圆心位置的坐标向量，等式右边可表示为第二圆心位置的坐标向量。
[0113]
在本发明实施例中，摄像头3、光源4和标识5的数量相等，每一个摄像头3用于拍摄位置相近的一个光源4的光斑和一个标识5；
[0114]
根据至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置分别确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置和至少三个标识5所在圆的第二圆心位置包括：
[0115]
获取每一个摄像头3的预设旋转矩阵和预设平移向量；
[0116]
根据预设旋转矩阵、预设平移向量和至少三个光斑的位置确定至少三个光斑所在圆的第一圆心位置；
[0117]
根据预设旋转矩阵、预设平移向量和至少三个标识5的位置确定至少三个标识5所在圆的第二圆心位置。
[0118]
具体地，由于不同摄像头3的坐标不在同一个坐标系下，每个摄像头3获取的坐标需要通过一个旋转矩阵m和平移向量t转换到治疗装置1的参考坐标系下，当摄像头3、光源4和标识5的数量均为三个时，三个摄像头3获取的坐标的预设旋转矩阵分别为m1、m2和m3，以及预设平移向量分别为t1、t2和t3，则第一圆心位置c1的计算公式为：
[0119][0120]
第二圆心位置c2的计算公式为：
[0121][0122]
在本发明实施例中，根据第一圆心位置和第二圆心位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准包括：
[0123]
根据第一圆心位置和第二圆心位置确定治疗装置1的平移向量；
[0124]
获取第二标定系数，并根据第二标定系数和平移向量控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0125]
具体地，可以通过一组数据标定得到一个第二标定系数，以通过第二标定系数消除偏差影响。
[0126]
特别地，如图5所示，三个摄像头3是均匀间隔分布在同一圆周上，且镜头朝向一致，三个摄像头3彼此之间可以通过平移运动到达，不涉及旋转运动，即每一个摄像头3的旋转矩阵m相等，因此，治疗装置1在xy平面内移动的坐标值计算公式为：
[0127][0128]
参见图1至图3，在本发明实施例中，限束装置2上还开设有与光源4数量相等的检测槽221，检测槽221用于与光源4一一对应设置；
[0129]
处理器进一步被配置为：
[0130]
获取至少三个光源4与对应的检测槽221的检测距离；
[0131]
根据检测距离判断治疗射线的束轴是否与限束装置2的中心对准；
[0132]
若治疗射线的束轴未与限束装置2的中心对准，则控制治疗装置1停止释出治疗射线；
[0133]
若治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准，则控制治疗装置1继续释出治疗射线。
[0134]
在本发明实施例中，根据检测距离判断治疗射线的束轴是否与限束装置2的中心
对准包括：
[0135]
获取预设对准距离；
[0136]
将检测距离与预设对准距离进行比较；
[0137]
若检测距离不等于预设对准距离，则治疗射线的束轴未与限束装置2的中心对准；
[0138]
若检测距离等于预设对准距离；治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0139]
具体地，当治疗装置1的位置调整到位后，可以检测光源4与检测槽221之间的距离，并将检测得到的距离与预设对准距离比较，以判断治疗装置1是否到达正确的对接位置，当检测得到的距离与预设对准距离相等时，治疗装置1到达正确的对接位置，可以进行治疗；当检测得到的距离与预设对准距离不相等时，治疗装置1未到达正确的对接位置，停止治疗。从而可以进一步保证定位对接的准确性。
[0140]
为了实现上述目的，本发明第二方面还提供一种放疗设备，包括：
[0141]
治疗装置1，用于释出治疗射线；
[0142]
限束装置2，用于设置于病人6的病灶处；
[0143]
机械臂11，用于驱动治疗装置1运动；以及
[0144]
根据如上所述的用于放疗设备的定位装置。
[0145]
由于放疗设备采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0146]
以下将以光源4、标识5、摄像头3的数量均为三个为例，对处理器执行的步骤进行详细说明：
[0147]
获取三个摄像头3拍摄的图像；
[0148]
根据图像中的三个光斑确定每一个光斑在限束装置2的上表面的位置；
[0149]
获取每一个摄像头3的镜片位置、每一个光斑在摄像头3的成像位置以及每一个光源4的位置；
[0150]
根据每一个光斑在限束装置2的上表面的位置、每一个摄像头3的镜片位置、每一个光斑在摄像头3的成像位置以及每一个光源4的位置确定三个光源4对应的r、d0和r0的值；
[0151]
将三组r、d0和r0的值代入计算得到每一个光源4与上表面的距离d1、d2和d3；
[0152]
获取三个光源4所在圆的预设半径r；
[0153]
将d1、d2、d3和r代入以下公式：
[0154][0155][0156]
[0157]
计算得出治疗装置1应绕着x轴和y轴分别旋转的角度θ
x
和θy、以及沿着z轴移动的距离d；
[0158]
根据旋转角度θ
x
和θy、以及沿z轴移动的距离d控制机械臂11驱动所述治疗装置1运动，以使治疗装置1正对上表面且与上表面的距离为预设距离；
[0159]
根据图像确定三个光斑的位置和三个标识5的位置；
[0160]
根据三个光斑的位置和三个标识5的位置分别确定三个光斑所在圆的第一圆心位置和三个标识5所在圆的第二圆心位置；
[0161]
根据第一圆心位置和第二圆心位置控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以使得治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准。
[0162]
在本发明中，可以通过在治疗装置1上设置至少一个摄像头3以及至少三个光源4，并在限束装置2的上表面设置至少三个标识5，至少三个光源4分别用于向限束装置2的上表面发射光线，以在上表面形成至少三个光斑，至少一个摄像头3用于获取至少三个光斑和至少三个标识在限束装置2的上表面的图像，根据图像中的至少三个光斑的位置可以确定每一个光源4与限束装置2的上表面的距离，根据距离可以确定治疗装置1到达与正对限束装置2的上表面的位置所需旋转的角度，以及确定治疗装置1到达与限束装置2的上表面的距离为预设距离的位置所需移动的距离，从而根据治疗装置1所需旋转的角度和所需移动的距离控制机械臂11驱动治疗装置1运动，即可实现治疗装置1正对限束装置2的上表面且与限束装置2的上表面的距离为预设距离；当治疗装置1调整到正对限束装置2的上表面且与限束装置2的上表面的距离为预设距离后，继续根据至少一个摄像头3获取的图像确定至少三个光斑的位置和至少三个标识5的位置，然后根据至少三个光斑的当前位置和至少三个标识5的位置确定治疗装置1的束轴到达与限束装置2的中心对准的位置所需移动的向量，根据所需移动的向量控制机械臂11驱动治疗装置1运动，以将治疗射线的束轴与限束装置2的中心对准，从而可以完成治疗装置1与限束装置2的自动化对接操作，无需人工干预，明显提高工作效率。此外，至少一个摄像头3的拍摄方向、至少三个光源4的发射方向与治疗射线的释出方向相互平行设置，至少三个光源4以治疗装置1释出的治疗射线的束轴为轴线呈圆周阵列间隔设置，至少三个标识5以限束装置2的中心线为轴线呈圆周阵列间隔设置，且摄像头3、光源4和标识5的数量相等的结构设置，均可以便于计算以及结构布局。通过在计算式中运用第一标定系数和第二标定系数能够消除常量偏差，以保证位置的精确性。
[0163]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0164]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0165]
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连
接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0166]
还需要说明的是，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、商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、商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，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0167]
以上仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的权利要求范围之内。