CN113694398A - 一种放射治疗监控系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种放射治疗监控系统及方法。解决了现有技术中技师会面临辐射风险的问题，同时也解决了现有技术中在治疗过程中无法模拟真实技师的双眼视角，对于碰撞容易发生误判进而无法对治疗过程中(即将)产生的碰撞进行规避的问题。一种放射治疗监控系统，包括：图像采集装置，设置在放射治疗空间内；所述图像采集装置包括多个图像采集单元，用于分别从不同视角获取待监控部图像；输出装置，与图像采集装置连接，用于输出不同视角获取的待监控部图像以根据所述不同视角获取的待监控部图像得到监控结果。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种放射治疗监控系统及方法。
背景技术
放射治疗是利用放射线如放射性同位素产生的α、β、γ射线和各类x射线进行对恶性肿瘤或组织进行损伤的治疗方法。
目前，放射治疗仍然是治疗恶性肿瘤及一些良性病的重要手段，在治疗前，通常利用激光灯对患者进行摆位，技师需要在治疗室内观察激光灯十字标识与患者体表十字线是否对齐，在未对齐时，技师对治疗床进行调整。在摆位完成之后，在放疗设备的放射源关闭状态下，将患者送入放疗设备进行模拟治疗，将各个靶点分别与等中心点对齐，在这个过程中，技师仍需要在治疗室内持续观察治疗床与辐射头是否发生碰撞。尽管这一过程技师在治疗室中面对的是不出治疗束的设备，还是有可能受到较小量的辐射(如伽玛刀设备)，并且由于技师通常会面对多个病人，这些少量辐射的职业生涯累积不可忽略；在完全没有额外辐射的加速器场景下，往返于设备操作室和治疗室对工作效率也有一定的影响。
除此之外，在后续治疗过程中，由于高剂量治疗级别射线的存在，技师无法继续近距离观察是否发生碰撞，目前主要靠所谓碰撞模拟来避免后续治疗发生碰撞。这种方案假定一次碰撞模拟可以代表后面可能的多次治疗，不能避免病人在后续治疗过程中由于形体较大或者外轮廓姿态变化而引起的碰撞。而在治疗过程中，现有监控只能定性观察设备运行，即监控设备的观察角度或视角不总能正确反映是否(即将)发生碰撞，容易让监控者对是否发生碰撞产生误判。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种放射治疗监控系统及方法，解决了现有技术中技师会面临辐射风险的问题，同时也解决了现有技术中在治疗过程中无法模拟真实技师的双眼视角，对于碰撞容易发生误判进而无法对治疗过程中(即将)产生的碰撞进行规避的问题。
第一方面，本发明实施例提供一种放射治疗监控系统，包括：图像采集装置，设置在放射治疗空间内；所述图像采集装置包括多个图像采集单元，用于分别从不同视角获取待监控部图像；输出装置，与图像采集装置连接，用于输出不同视角获取的待监控部图像以根据所述不同视角获取的待监控部图像得到监控结果。
可选的，还包括第一显示器，与输出装置连接，用于显示所述不同视角获取的待监控部图像。
可选的，还包括全息增强现实眼镜，与输出装置连接，用于根据所述不同视角获取的待监控部图像合成所述待监控部的三维图像并显示所述待监控部的三维图像。
可选的，还包括处理器，与输出装置连接，用于根据所述不同视角获取的待监控部图像得到监控结果。
可选的，所述系统还包括：第二显示器，与所述处理器连接，用于显示监控结果。
可选的，报警器，与所述处理器连接，所述处理器还用于根据监控结果指示所述报警器发出相应的报警信号。
可选的，所述系统还包括：激光灯，设置于所述放射治疗空间中预设位置，用于朝患者体表标识方向发射激光光标；相应的，所述图像采集装置设置于所述放射治疗空间内可同时监控所述患者体表和所述激光光标的位置。
可选的，所述系统还包括：旋转机架，所述旋转机架上设置有辐射头；治疗床，所述治疗床用于带动患者在旋转机架所围合的空间内移动，以将所述患者支撑在所述旋转机架的中心轴线上；相应的，所述图像采集装置设置于所述放射治疗空间内可同时监控所述辐射头和所述治疗床上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点的位置。
可选的，每个所述图像采集单元为双目或多目光学传感器。
可选的，所述双目或多目光学传感器为非可见光传感器时，所述系统还包括：非可见光敏感材料层，设置于所述待监控部表面。
第二方面，本发明实施例提供一种放射治疗监控方法，包括：获取不同视角的待监控部图像；根据所获取的不同视角的待监控部图像得到监控结果。
可选的，在放射治疗前的摆位阶段，所述待监控部包括患者体表标识和激光灯光标；相应的，所述根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：在不同视角下，所述待监控部图像中患者体表标识与激光灯光标均重合，则所述监控结果为不需要对患者重新摆位；在任一视角下，所述待监控部图像中患者体表标识与激光灯光标不重合，则所述监控结果为需要对患者重新摆位。
可选的，在放射治疗前的模拟碰撞或者放射治疗中，所述待监测部包括放射治疗设备中各部件可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点；相应的，所述根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：在不同视角下，所述待监控部图像中所述易碰撞区域或易碰撞点均发生碰撞时，则所述监控结果为所述待监测部发生碰撞；在任一视角下，所述待监控部图像中所述易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞时，则所述监控结果为所述待监测部未发生碰撞。
可选的，检测所述易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞，包括：各所述易碰撞区域或各易碰撞点之间的距离小于预设阈值时，则确定所述易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞。
本发明实施例提供一种放射治疗监控系统及方法，通过设置图像采集装置，由于该图像采集装置包括多个图像采集单元，用于分别从不同视角获取待监控部图像，与人的双眼类似，因此，该系统相当于模拟真实技师的双眼从不同视角对该待监控部进行观察，在摆位和模拟碰撞检测时，技师不需要一直在治疗室中，解决了现有技术中技师会面临辐射风险的问题，同时也解决了现有技术中在治疗过程中无法模拟真实技师的双眼视角，对于碰撞容易发生误判进而无法对治疗过程中(即将)产生的碰撞进行规避的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种放射治疗监控系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种基于图1的侧视图；
图3为本发明实施例提供的另一种放射治疗监控系统的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种放射治疗监控系统的结构框图；
图5为本发明实施例提供的另一种放射治疗监控系统的结构框图；
图6为本发明实施例提供的另一种放射治疗监控系统的结构框图；
图7为本发明实施例提供的另一种放射治疗监控系统的结构框图；
图8为本发明实施例提供的再一种放射治疗监控系统的结构框图；
图9为本发明实施例提供的一种放射治疗监控方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
第一方面，本发明实施例提供一种放射治疗监控系统，参见图1、图2和图3，包括：图像采集装置1，设置在放射治疗空间A内；该图像采集装置1包括多个图像采集单元11，用于分别从不同视角获取待监控部B图像；输出装置2，与图像采集装置1连接，用于输出不同视角获取的待监控部B图像以根据不同视角获取的待监控部B图像得到监控结果。
视角是指在观察物体时，从物体两端(上、下或左、右)引出的光线在人眼光心处所成的夹角。
在图1中每一个图像采集单元11的视角不同，因此获取到的待监控部B的图像也不同。以该图像采集装置1由两个图像采集单元11一左一右排列而成为例，与人的左右眼类似，由于两只眼睛对同一个物体呈现的图像存在差异，也称“视差”，物体距离越远，视差越小，反之，视差越大，视差的大小对应着物体与眼睛之间的远近，因此，使人有立体层次感知，直接利用视差计算距离，是一种绝对的测量，而非估算，从而能够提高观察精度，避免发生误判。
其中，该输出装置2可以为数据传输线，也可以为无线传输设备。可以设置于放射治疗空间A内，也可以设置于放射治疗空间A外，在此不做具体限定。如图1-图3仅示出了该输出装置2设置于放射治疗空间A外的情况。
本发明实施例提供一种放射治疗监控系统，通过设置图像采集装置1，由于该图像采集装置1包括多个图像采集单元11，用于分别从不同视角获取待监控部B图像，与人的双眼类似，因此，该系统相当于模拟真实技师的双眼从不同视角对该待监控部B进行观察，在摆位和模拟碰撞检测时，技师不需要一直在治疗室中，解决了现有技术中技师会面临辐射风险的问题，同时也解决了现有技术中在治疗过程中无法模拟真实技师的双眼视角，对于碰撞容易发生误判进而无法对治疗过程中(即将)产生的碰撞进行规避的问题。
本发明的一实施例中，如图4所示，该系统还包括第一显示器3，与输出装置2连接，用于显示该不同视角获取的待监控部B图像。通过对不同视角获取的待监控部B图像进行显示，便于人工观察待监控部B的运动情况。如在放射治疗前的模拟碰撞阶段或者放射治疗中，技师通过观察第一显示器3所显示的待监控部B图像即可对碰撞情况进行判断。
本发明的又一实施例中，如图5所示，该系统还包括全息增强现实眼镜4，与输出装置1连接，用于根据不同视角获取的待监控部B图像合成待监控部B的三维图像并显示该待监控部B的三维图像。
通过设置全息增强现实眼镜4，技师仅需要戴上全息增强现实眼镜4即可观察到待监控部的三维图像，如身临其境般对待监控部B的运动情况进行观察。
本发明的一实施例中，如图6所示，该系统还包括处理器5，与输出装置1连接，用于根据不同视角获取的待监控部B图像得到监控结果。
通过设置处理器5，该处理器5根据不同视角获取的待监控部B图像自动判断该待监控部的运动情况，如该处理器5可以根据不同视角获取的待监控部B图像获取反映该待监控部B的运动情况的数据(如待监控部B的位置坐标)，并与预存储的反映该待监控部B的运动情况的数据(如待监控部B的位置坐标)进行比较，以得到监控结果。
本发明的又一实施例中，如图7所示，该系统还包括：第二显示器6，与该处理器5连接，用于显示监控结果。如可以在第二显示器6上亮不同颜色灯的方式对监控结果进行显示，也可以在第二显示器6上显示警示语的方式对监控结果进行显示，在此不做具体限定。
本发明的又一实施例中，如图8所示，该系统还包括：报警器7，与该处理器5连接，用于根据监控结果发出相应的报警信号。如在放射治疗前的摆位阶段，当监控结果为激光光标与患者体表十字线对齐时，可以发出一声长嘀的报警信号，在放射治疗前的模拟碰撞或者放射治疗中，当监控结果为放射治疗设备中辐射头和治疗床上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞时，可以发出嘀嘀嘀的报警信号。
当然，该系统可以同时既包括第二显示器6又包括报警器7，在对监控结果在第二显示器6上进行显示的同时，发出相应的报警信号。
这里，该系统也可以包括集成有显示功能和报警提示功能的电子器件，如计算机等。
其中，第一显示器3和第二显示器6可以为同一个显示器，也可以为不同的两个显示器，在此不做限定。
本发明的第一种可能的结构中，参见图3，该系统还包括：激光灯，设置于放射治疗空间A中预设位置，用于朝患者体表标识(如图3中实线十字线所示)方向发射激光光标(如图3中虚线十字线所示)；相应的，该图像采集装置1设置于该放射治疗空间A内可同时监控该患者体表和激光光标的位置。
在这种可能的结构中，该待监控部B即为该患者体表标识(如图3中实线十字线所示)和激光光标(如图3中虚线十字线所示)，该图像采集装置1从不同的视角获取该患者体表标识和激光光标之间的图像信息，在任一视角下，若患者体表标识和激光光标不重合，则监控结果为需要对患者重新摆位。而在不同视角下，若患者体表标识和激光光标均重合，则监控结果为不需要对患者重新摆位。
其中，该图像采集装置1可以为双目或多目光学传感器(或双目或多目光学摄像头)。
该双目或多目光学传感器可以为可见光传感器，也可以为非可见光传感器，如微波传感器等，在此不做具体限定。
这里需要说明的是，双目或多目传感器(或摄像头)中每目传感器(或摄像头)对应于一个图像采集单元。
本发明的一实施例中，该双目或多目光学传感器为非可见光传感器时，该系统还包括非可见光敏感材料层，设置于该待监控部B表面。
如该双目或多目光学传感器可以为红外光传感器，该非可见光敏感材料层为红外光敏感材料层，该红外光敏感材料层可以设置于激光光标核患者体表标识表面。
本发明的第二种可能的结构中，参见图1和图2所示，该系统还包括：旋转机架8，该旋转机架8上设置有辐射头81；治疗床9，该治疗床9用于带动患者在旋转机架8所围合的空间内移动，以将该患者支撑在该旋转机架8的中心轴线OO’上；相应的，该图像采集装置1设置于该放射治疗空间A内可同时监控该辐射头81和该治疗床9可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点的位置。
在这种可能的结构中，该待监控部B即为辐射头8和治疗床9上任何可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点，该图像采集装置1从不同的视角获取辐射头81和治疗床9上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点之间的图像信息，在任一视角下，若辐射头81和治疗床9上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点不发生碰撞，则监控结果为该待监控部B未发生碰撞。而在不同视角下，若辐射头81和治疗床9上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点均发生碰撞，则监控结果为该待监控部B发生碰撞。
其中，该旋转机架8为环形、半球形或C型。
其中，该图像采集装置1可以为双目或多目光学传感器。
该双目或多目光学传感器可以为可见光传感器，也可以为非可见光传感器，如微波传感器等，在此不做具体限定。具体的，该双目或多目光学传感器可以为摄像头。
本发明的一实施例中，该双目或多目光学传感器为非可见光传感器时，该系统还包括非可见光敏感材料层，设置于该待监控部B表面。
如该双目或多目光学传感器可以为红外光传感器，该非可见光敏感材料层为红外光敏感材料层，该红外光敏感材料层可以设置于辐射头81和治疗床9上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点表面。
其中，治疗床9上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点可以为患者发生较大形体或姿态变化所引起的易碰撞区域或易碰撞点。
第二方面，本发明的实施例提供了一种放射治疗监控方法，参见图9，包括：S1)获取不同视角的待监控部图像；S2)根据所获取的不同视角的待监控部图像得到监控结果。
本发明的实施例提供了一种放射治疗监控方法，通过获取不同视角的待监控部图像，从不同视角对待监控部进行监控，相当于模拟真实技师的双眼从不同视角对该待监控部进行观察，在摆位和模拟碰撞检测时，技师不需要一直在治疗室中，解决了现有技术中技师会面临辐射风险的问题，同时也解决了现有技术中在治疗过程中无法模拟真实技师的双眼视角，对于碰撞容易发生误判进而无法对治疗过程中(即将)产生的碰撞进行规避的问题。
在不同的应用场景下，待监控部和其所发生的运动情况也不相同。
本发明的第一种场景下，参见图3所示，在放射治疗前的摆位阶段，该待监控部B包括患者体表标识(如图3中实线十字线所示)和激光灯光标(如图3中虚线十字线所示)；相应的，根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：在不同视角下，该待监控部B图像中患者体表标识与激光灯光标均重合，则该监控结果为不需要对患者重新摆位；在任一视角下，该待监控部B图像中患者体表标识与激光灯光标不重合，则该监控结果为需要对患者重新摆位。
本发明的第二种场景下，如图1和图2所示，在放射治疗前的模拟碰撞或者放射治疗中，该待监测部B包括放射治疗设备中各部件之间可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点(如图1和图2中辐射头81和治疗床9上任何可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点)；相应的，根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：在不同视角下，该待监控部B图像中易碰撞区域或易碰撞点之间均发生碰撞时，则该监控结果为待监测部发生碰撞；在任一视角下，该待监控部B图像中易碰撞区域或易碰撞点之间不发生碰撞时，则该监控结果为所述待监测部未发生碰撞。
其中，检测该易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞，包括：各易碰撞区域或各易碰撞点之间的距离小于预设阈值时，则确定该易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞。
可以对放射治疗设备中各部件之间可能即将发生碰撞进行预判，也可以对由于意外情况导致的碰撞(如人体发生较大形体或姿态变化时引起的碰撞)进行预判。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (14)
1.一种放射治疗监控系统，其特征在于，包括：
图像采集装置，设置在放射治疗空间内；所述图像采集装置包括多个图像采集单元，用于分别从不同视角获取待监控部图像；
输出装置，与图像采集装置连接，用于输出不同视角获取的待监控部图像以根据所述不同视角获取的待监控部图像得到监控结果。
2.根据权利要求1所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
第一显示器，与所述输出装置连接，用于显示所述不同视角获取的待监控部图像。
3.根据权利要求1所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
全息增强现实眼镜，与所述输出装置连接，用于根据所述不同视角获取的待监控部图像合成所述待监控部的三维图像并显示所述待监控部的三维图像。
4.根据权利要求1所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
处理器，与所述输出装置连接，用于根据所述不同视角获取的待监控部图像得到监控结果。
5.根据权利要求4所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二显示器，与所述处理器连接，用于显示监控结果。
6.根据权利要求4所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
报警器，与所述处理器连接，所述处理器还用于根据监控结果指示所述报警器发出相应的报警信号。
7.根据权利要求1所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
激光灯，设置于所述放射治疗空间中预设位置，用于朝患者体表标识方向发射激光光标；
相应的，所述图像采集装置设置于所述放射治疗空间内可同时监控所述患者体表和所述激光光标的位置。
8.根据权利要求1所述的放射治疗监控系统，其特征在于，所述系统还包括：
旋转机架，所述旋转机架上设置有辐射头；
治疗床，所述治疗床用于带动患者在旋转机架所围合的空间内移动，以将所述患者支撑在所述旋转机架的中心轴线上；
相应的，所述图像采集装置设置于所述放射治疗空间内可同时监控所述辐射头和所述治疗床上可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点的位置。
9.根据权利要求1-8任一项所述的放射治疗监控系统，其特征在于，
所述图像采集装置为双目或多目光学传感器。
10.根据权利要求9所述的放射治疗监控系统，其特征在于，
所述双目或多目光学传感器为非可见光传感器时，所述系统还包括：
非可见光敏感材料层，设置于所述待监控部表面。
11.一种放射治疗监控方法，其特征在于，包括：
获取不同视角的待监控部图像；
根据所获取的不同视角的待监控部图像得到监控结果。
12.根据权利要求11所述的放射治疗监控方法，其特征在于，
在放射治疗前的摆位阶段，所述待监控部包括患者体表标识和激光灯光标；相应的，所述根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：
在不同视角下，所述待监控部图像中患者体表标识与激光灯光标均重合，则所述监控结果为不需要对患者重新摆位；
在任一视角下，所述待监控部图像中患者体表标识与激光灯光标不重合，则所述监控结果为需要对患者重新摆位。
13.根据权利要求11所述的放射治疗监控方法，其特征在于，
在放射治疗前的模拟碰撞或者放射治疗中，所述待监测部包括放射治疗设备中各部件可能发生碰撞的易碰撞区域或易碰撞点；相应的，所述根据不同视角获取的待监控部图像，得到监控结果包括：
在不同视角下，所述待监控部图像中所述易碰撞区域或易碰撞点均发生碰撞时，则所述监控结果为所述待监测部发生碰撞；
在任一视角下，所述待监控部图像中所述易碰撞区域或易碰撞点不发生碰撞时，则所述监控结果为所述待监测部未发生碰撞。
14.根据权利要求13所述的放射治疗监控方法，其特征在于，
检测所述易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞，包括：
各所述易碰撞区域或各易碰撞点之间的距离小于预设阈值时，则确定所述易碰撞区域或易碰撞点发生碰撞。
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- 2020-05-22 CN CN202010441191.0A patent/CN113694398A/zh active Pending
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