放療設備的雷射定位系統的檢測方法和系統的製作方法

2023-04-30 04:08:26 3

放療設備的雷射定位系統的檢測方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了放療設備的雷射定位系統的檢測方法，包括步驟：探測器固定於放療設備上，將三個雷射定位燈分別放置於探測器的左右側和頂側；雷射定位燈分別向探測器上對應的光電傳感器發射雷射信號，根據接收到的雷射信號計算出坐標點集合數據；計算出雷射定位燈的十字線的水平角度、垂直角度、夾角和交點坐標後根據這些參數進行檢測；進行精度誤差分析。上述步驟還包括對三個雷射定位燈偏離精度的檢測與分析。本發明還公開了放療設備的雷射定位系統的檢測系統。其有益效果是：避免人工檢測時憑藉個人經驗和技術導致檢測質量不可靠，節省檢測人員的時間，使雷射定位系統的精確性大幅提升，進而使得放療設備更加精確，確保腫瘤患者得到最可靠的治療。
【專利說明】放療設備的雷射定位系統的檢測方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療設備測量【技術領域】，尤其涉及一种放療設備的雷射定位系統的檢測方法和系統。
【背景技術】
[0002]放射治療已經成為治療腫瘤的一個重要手段，腫瘤放射治療要達到四個精確:精確定位、精確計劃、精確擺位、精確治療。腫瘤放射治療的療效與治療的精確性有直接關係，降低誤差提聞治療精度是實施精確治療的關鍵因素，能否準確執行放療醫生制定的治療方案，治療靶區是否能在模擬定位機所確定的範圍準確執行，都要求直線加速器機械光學參數準確無誤。
[0003]雷射定位系統是一種確保放射治療體位重複性、提高放射治療精度的有效而且必不可少的放療擺位工具，用於幫助治療擺位、將靶區精確置於加速器的等中心處。雷射定位系統通常由三組雷射定位燈組成，機架正前方的頂部雷射定位燈發射的雷射線主要用於校正人體縱軸，通過它與人體正中線間的關係，判斷人體是否躺直；機架兩側牆壁上各有一組分別射出橫軸線和縱軸線的雙線雷射定位燈，縱軸線可以校正人體橫斷面是否在同一平面，橫軸線可以校正人體冠狀面是否在同一平面上，縱、橫兩軸線相交成十字線。雷射定位燈的安裝位置非常重要，左右兩側的水平線雷射定位燈中心的高度要嚴格等於機架旋轉等中心的高度，兩側垂直線雷射定位燈中心的連線要過射野中心軸線且與床的縱向(Y方向)垂直，否則，即使把兩側的雷射定位燈線在等中心處調整重合，由於存在上下或左右的傾角,在床的橫向(X方向)離等中心土25cm範圍內水平線或垂直線很難調整重合，導致擺位在兩側體表標記點產生誤差。因此雷射定位燈是否準確安裝，關係到治療效果和放療安全，但很多醫院在安裝雷射定位燈的過程中，沒有將雷射定位燈定位得非常精確，加上雷射定位燈在使用過程中會受到環境、溫差等因素的影響產生偏移，需要經常調整。
`[0004]現有檢測方式包括以下步驟:1、水平度偏離檢查，在床面上放一水平儀，調整水平儀使之處於水平狀態，升床到一定高度，水平儀上端面與左右雷射定位燈的水平雷射線應完全重合，如果存在一定角度就需要調整相應水平雷射定位燈的旋轉；2、垂直度偏離檢查，機架處於0度位置時用鉛垂線分別對三個雷射定位燈進行檢查，線的另一端固定在機頭與雷射定位燈相對位置(或者固定在活動人字梯上)，調整相應雷射定位燈垂直線水平移動與鉛垂完全重合，如果存在一定角度就需要調整垂直雷射定位燈的旋轉；3、重合性檢查，用一張透光白紙朝向雷射定位燈，在橫向(X方向)離等中心±25cm範圍內移動白紙，左右水平線和垂直線均應分別重合，如果僅等中心處重合，就需要微調相應雷射定位燈的傾角。這樣的檢測方法太過繁雜，且存在發生較大誤差的可能。

【發明內容】

[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一种放療設備的雷射定位系統的檢測方法，該檢測方法包括步驟:[0006]S1、將探測器固定於放療設備上以用於接收雷射信號，將三個雷射定位燈分別放置於探測器的左右兩側和頂側，其中，所述探測器包括三個用於接收雷射信號的光電傳感器，所述光電傳感器分別位於探測器的左右兩側面和頂部；
[0007]S2、左側的雷射定位燈、右側的雷射定位燈和頂側的雷射定位燈分別向探測器上對應的光電傳感器發射雷射信號，根據光電傳感器的轉盤接收到的雷射信號計算出坐標點集合數據；
[0008]S3、計算機根據所述坐標點集合數據分別計算出雷射定位燈的十字線的水平角度、垂直角度、夾角和交點坐標後，根據這些參數進行三個雷射定位燈水平度偏離檢測、垂直度偏離檢測、偏離等中心距離檢測，左右兩側的雷射定位燈的重合性檢測；
[0009]S4、根據以上步驟得出的實際數據和理論上的計算數據進行精度誤差分析，以預設的容差值判斷雷射定位燈的各項數據誤差是否在標準誤差範圍內。
[0010]其中，所述探測器還包括原點傳感器、水平傳感器、雷射定位燈圖像採集器和擬合單元，所述原點傳感器用於輔助光電傳感器接收雷射信號時確定坐標系的原點位置，所述水平傳感器用於輔助光電傳感器在絕對水平面接收雷射信號；
[0011 ] 所述步驟S2具體包括:
[0012]光電傳感器將接收到的雷射信號的光閾值電壓轉化為模擬信號；
[0013]雷射定位燈圖像採集器將模擬信號轉化為數位訊號形成二值化圖像；
[0014]擬合單元將二值化圖像擬合十字線形成多組坐標點集合數據。
[0015]其中，所述步驟S3具體包括:
[0016]三個雷射定位燈的十字線的水平角度a的計算，根據
[0017]水平直線I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a≤0);以及
[0018]水平直線I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ；
[0019]得到用於計算水平角度a的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)；
[0020]三個雷射定位燈的十字線的垂直角度P的計算，根據
[0021]垂直直線I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a≤0);以及
[0022]垂直直線I2的斜率方程式^kpb1 ；
[0023]得到用於計算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)；
[0024]三個雷射定位燈的十字線的夾角0的計算,根據
[0025]水平直線的斜率方程式W=Ic1X+!^ ;以及
[0026]垂直直線的斜率方程式:y=k2x+b2 ；
[0027]得到用於計算十字線的夾角0的方程:tan 0=(1^-10/(l+kik2)
[0028]雷射定位燈的十字線的交點坐標p (x，y)的計算，以水平直線I1和垂直直線I2為輸入條件,通過直線相交,並根據
[0029]aiX+biY+c^O ；以及
[0030]a2x+b2y+c2=0 ;且
[0031]a。a2、bp b2全不為零時,得到:
【權利要求】
1.一种放療設備的雷射定位系統的檢測方法，其特徵在於，該檢測方法包括步驟: 51、將探測器固定於放療設備上以用於接收雷射信號，將三個雷射定位燈分別放置於探測器的左右兩側和頂側，其中，所述探測器包括三個用於接收雷射信號的光電傳感器，所述光電傳感器分別位於探測器的左右兩側面和頂部； 52、左側的雷射定位燈、右側的雷射定位燈和頂側的雷射定位燈分別向探測器上對應的光電傳感器發射雷射信號，根據光電傳感器的轉盤接收到的雷射信號計算出坐標點集合數據； 53、計算機根據所述坐標點集合數據分別計算出雷射定位燈的十字線的水平角度、垂直角度、夾角和交點坐標後，根據這些參數進行三個雷射定位燈水平度偏離檢測、垂直度偏離檢測、偏離等中心距離檢測，左右兩側的雷射定位燈的重合性檢測； 54、根據以上步驟得出的實際數據和理論上的計算數據進行精度誤差分析，以預設的容差值判斷雷射定位燈的各項數據誤差是否在標準誤差範圍內。
2.根據權利要求1所述的放療設備的雷射定位系統的檢測方法，其特徵在於，所述探測器還包括原點傳感器、水平傳感器和雷射定位燈圖像採集器，所述原點傳感器用於輔助光電傳感器接收雷射信號時確定坐標系的原點位置，所述水平傳感器用於輔助光電傳感器在絕對水平面接收雷射信號； 所述步驟S2具體包括: 光電傳感器將接收到的雷射信號的光閾值電壓轉化為模擬信號； 雷射定位燈圖像採集器將模擬信號轉化為數位訊號形成二值化圖像； 計算機將二值化圖像擬合十字線形成多組坐標點集合數據。
3.根據權利要求1所述的放療設備的雷射定位系統的檢測方法，其特徵在於，所述步驟S3具體包括: 三個雷射定位燈的十字線的水平角度a的計算，根據 水平直線I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 水平直線I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ； 得到用於計算水平角度ct的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)； 三個雷射定位燈的十字線的垂直角度P的計算，根據 垂直直線I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 垂直直線I2的斜率方程式^=Ic2Wb1 ； 得到用於計算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)； 三個雷射定位燈的十字線的夾角e的計算，根據 水平直線的斜率方程式W=Iv^b1 ;以及 垂直直線的斜率方程式:y=k2x+b2 ； 得到用於計算十字線的夾角0的方程:tan 0 =(1^-1^)/(1+1^1?)； 雷射定位燈的十字線的交點坐標P (x，y)的計算，以水平直線I1和垂直直線I2為輸入條件,通過直線相交,並根據ajX+bjy+c^O ;以及a2x+b2y+c2=0 ;且a:、Bybpb2全不為零時,得到:
4.根據權利要求1所述的放療設備的雷射定位系統的檢測方法，其特徵在於，所述步驟S3還包括以下檢測內容:以等中心坐標作為輸入，計算三個雷射定位燈的十字線的交點坐標與等中心坐標的距離之差，從而獲取雷射定位燈偏離等中心的具體位置。
5.一种放療設備的雷射定位系統的檢測系統，其特徵在於，包括探測器、雷射定位燈、計算模塊、檢測模塊和分析模塊； 所述探測器用於固定於放療設備上以接收雷射信號並將雷射信號轉換為坐標點集合數據； 所述雷射定位燈設有三個，三個雷射定位燈分別放置於探測器的左右兩側和頂側；所述計算模塊用於根據所述坐標點集合數據分別計算出雷射定位燈的十字線的水平角度、垂直角度、夾角和交點坐標； 所述檢測模塊用於根據計算模塊計算出的參數進行三個雷射定位燈水平度偏離檢測、垂直度偏離檢測、偏離等中心距離檢測，左右兩側的雷射定位燈的重合性檢測； 所述分析模塊用於根據上述模塊得出的實際數據和理論上的計算數據進行精度誤差分析，並以預設的容差值判斷雷射定位燈的各項數據誤差是否在標準誤差範圍內。
6.根據權利要求5所述的放療設備的雷射定位系統的檢測系統，其特徵在於，所述探測器還包括原點傳感器、水平傳感器、雷射定位燈圖像採集器和擬合單元； 所述原點傳感器用於輔助光電傳感器接收雷射信號時確定坐標系的原點位置； 所述水平傳感器用於輔助光電傳感器在絕對水平面接收雷射信號； 所述光電傳感器用於將接收到的雷射信號的光閾值電壓轉化為模擬信號； 所述雷射定位燈圖像採集器用於將模擬信號轉化為數位訊號形成二值化圖像； 所述擬合單元用於將二值化圖像擬合十字線形成多組坐標點集合數據。
7.根據權利要求5所述的放療設備的雷射定位系統的檢測系統，其特徵在於，所述計算模塊包括: 水平角度計算單元，用於計算三個雷射定位燈的十字線的水平角度a，計算過程根據: 水平直線I1的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 水平直線I1的斜率方程式W=Ic1X+!^ ； 得到用於計算水平角度ct的方程Aftan a和Ic1= (Y2I1) / (X2-X1)； 垂直角度計算單元，用於計算三個雷射定位燈的十字線的垂直角度3，計算過程根據: 垂直直線I2的解析方程式:ax+by+c=0 (a ^ 0);以及 垂直直線I2的斜率方程式^=Ic2Wb1 ； 得到用於計算垂直角度@的方程:k2=tan@和k2= (Y2I1)/(X2-X1)； 夾角計算單元，用於計算三個雷射定位燈的十字線的夾角9，計算過程根據: 水平直線的斜率方程式W=Iv^b1 ;以及 垂直直線的斜率方程式:y=k2x+b2 ； 得到用於計算十字線的夾角0的方程:tan 0 =(1^-1^)/(1+1^1?)；交點坐標計算單元，用於計算雷射定位燈的十字線的交點坐標P (X, y),計算過程根據: 以水平直線I1和垂直直線I2為輸入條件,通過直線相交,並根據
8.根據權利要求5所述的放療設備的雷射定位系統的檢測系統，其特徵在於，所述計算模塊還包括一測距單元，該測距單元用於以等中心坐標作為輸入，計算三個雷射定位燈的十字線的交點坐標與等中心坐標的距離之差，從而獲取雷射定位燈偏離等中心的具體位置。
【文檔編號】A61N5/00GK103768724SQ201410041988
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月28日 優先權日:2014年1月28日
【發明者】李強, 雷國勝 申請人:深圳市醫諾智能科技發展有限公司