肿瘤放射治疗的摆位方法及摆位系统与流程

本发明主要关于放射治疗确认，特别是关于肿瘤放射治疗的摆位方法及摆位系统。

背景技术：

1、在肿瘤放射治疗中，放疗计划是根据定位时患者体位和肿瘤的位置精确设计的。在放射治疗中需要利用x射线对肿瘤部位进行多次照射，在治疗时，由医师根据计划时的肿瘤中心坐标，把患者的肿瘤中心摆放到放疗设备的治疗中心，并对定位体位进行重复的环节称为摆位。精确的摆位是保证疗效的关键环节之一。

2、目前采用的摆位方式为：在定位时，根据三条正交的激光线在患者体表划线标记；摆位时治疗机房内也安装有三条正交激光线，通过将患者置于激光线和体表标记线重合的位置复现计划体位。摆放好之后，再通过治疗机房的影像装置，如正交数字影像、锥形束ct等采集治疗影像，将治疗过程中采集到的影像和计划影像进行配准，从而保证靶区定位的精确。通常在自动配准之后还需操作人员手动对计划影像和治疗影像进行进一步的调整和确认。如配准结果提示存在较大的摆位误差，则需要操作人员再次进入机房重复摆位过程，直至摆位误差满足治疗要求。

3、光学表面追踪是一种辅助摆位的技术，由摄像头获取患者体表散射光经计算机重建形成表面轮廓影像。由于使用激光或可见光，可以在无辐射、实时操作的情况下，对比定位和摆位时的体表轮廓。但现有的光学表面追踪技术摄像头设置在固定的位置，只能探测特定的部分体表区域(一般为胸部)，无法根据操作人员的视角进行变化。另外不具有显示设备，只能由报警装置提示摆位误差较大，不能向操作人员反馈具体的问题(如：手臂弯曲程度差异大等)。

4、因此，现有技术的放射治疗的摆位方法存在下述多种缺陷：

5、1、现有技术下，操作人员首先根据体表标记及激光线标示位置在治疗机房内操作，然后在操作间内采集影像并和计划影像配准。当患者体位有较大误差，不能通过治疗床的小范围移动校正时，操作人员需再次进入机房进行摆位，重复上述操作直至误差满足治疗要求。过程较为繁琐，耗时较长；

6、2、目前对体位变化的监测手段主要是进行锥形束ct(cbct)扫描，是x射线扫描成像方式，因此在反复调整位置的过程中会给患者造成额外的辐射，增加患者发生二次肿瘤的风险；

7、3、由于目前的配准中只能观察横断面、矢状面和冠状位的三组影像，操作人员难以对微小的旋转和移动做出全面评估和调整。尤其当患者疗程较长时，可能出现体重变化，关节曲度变化等情况时，仅凭三个方向的二维影像很难准确摆位。

8、因此，有必要开展放射治疗的摆位方法方面的研究，在控制摆位误差、摆位耗时的同时降低医患承受的辐射剂量，且能给操作人员以实时的反馈。

9、前述背景技术知识的记载旨在帮助本领域普通技术人员理解与本发明较为接近的现有技术，同时便于对本申请发明构思及技术方案的理解，应当明确的是，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请技术方案的新创性。

技术实现思路

1、为解决上述背景技术中提及的至少一种技术问题，本发明的目的旨在采用增强现实技术辅助肿瘤放射治疗的摆位过程，使用增强现实技术实现计划图像在治疗机坐标下的多角度可视化，解决cbct引导技术下操作人员在机房内反复进出、患者受到额外辐射、观察角度受限等问题，提高摆位的便捷性和精确性。

2、肿瘤放射治疗的摆位方法，包括：

3、s100、由治疗计划系统获取计划治疗机坐标系，基于患者定位扫描ct图像获取在计划治疗机坐标系中的患者表面轮廓信息；

4、s200、基于ar装置获取治疗室内图像及摄像机坐标系，计算获得机房治疗机坐标系及在摄像机坐标系下的患者体表参考影像；

5、s300、对所述机房治疗机坐标系与所述计划治疗机坐标系进行配准并使之重合，计算获得治疗室场景中摄像机坐标系下的患者体表参考影像；

6、s400、对比显示步骤s200及s300中获得的患者体表参考影像，由操作人员以虚拟图像为参照进行摆位。

7、肿瘤放射治疗的摆位系统，包括通信连接的3d视觉模块和控制端，其中

8、所述3d视觉模块配置为扫描治疗室场景，用以采集治疗室场景三维数据；

9、所述控制端配置为根据所述治疗室场景采集数据获取治疗室场景三维数据并实现上述放射治疗的摆位方法。

10、进一步的，所述3d视觉模块包括ar装置。

11、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有可被处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上文所述的肿瘤放射治疗的摆位方法的至少一个步骤。

12、一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上文所述的肿瘤放射治疗的摆位方法的至少一个步骤。

13、本申请的有益效果为：

14、操作人员通过本发明可以在治疗机房内看到患者的虚拟定位体位，与传统的激光线对比摆位或现有的光学体表追踪方式相比，参照物更直观，摆位更加便捷，参考范围更广，可以多角度地对患者体位进行各个方向的微调，同时显著提高了放射治疗的效率和精准度；虚拟影像的摆位引导方式无辐射，避免了操作人员反复进出机房的繁琐流程，也减少了医患受到的辐射剂量。

技术特征：

1.肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于包括：

2.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

5.根据权利要求1-4任一项所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

6.根据权利要求5所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

7.根据权利要求1-4任一项所述的肿瘤放射治疗的摆位方法，其特征在于：

8.肿瘤放射治疗的摆位系统，其特征在于：

9.根据权利要求8所述的肿瘤放射治疗的摆位系统，其特征在于：

10.根据权利要求9所述的肿瘤放射治疗的摆位系统，其特征在于：

技术总结
本发明关于肿瘤放射治疗的摆位方法及系统，由治疗计划系统获取计划治疗机坐标系，基于CT图像获取计划治疗机坐标系中的患者表面轮廓信息；基于AR装置获取治疗室内图像及摄像机坐标系，计算获得机房治疗机坐标系及在机房治疗机坐标系下的患者体表参考影像；配准两个坐标系，计算治疗室场景中摄像机坐标系下的患者体表参考影像；对比显示机房治疗机坐标系下及摄像机坐标系下的患者体表参考影像，由操作人员以虚拟图像为参照进行摆位。使用增强现实技术实现计划图像在治疗机坐标下的多角度可视化，解决CBCT引导技术下操作人员在机房内反复进出、患者受到额外辐射、观察角度受限等问题，提高摆位的便捷性和精确性。

技术研发人员：白雪,张婕,王彬冰
受保护的技术使用者：浙江省肿瘤医院
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7