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CN117919608A - 放射线治疗系统及其自动摆位方法 - Google Patents

放射线治疗系统及其自动摆位方法 Download PDF

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CN117919608A
CN117919608A CN202311367816.3A CN202311367816A CN117919608A CN 117919608 A CN117919608 A CN 117919608A CN 202311367816 A CN202311367816 A CN 202311367816A CN 117919608 A CN117919608 A CN 117919608A
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China
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laser
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positioning
irradiation
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陈江
舒迪昀
贡秋平
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China Boron Xiamen Medical Equipment Co ltd
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Abstract

本申请涉及一种放射线治疗系统及其摆位方法,所述放射线治疗系统包括影像获取模块、用于载置被照射体的载置模块、用于制定治疗计划的治疗计划模块、用于生成放射线的放射线产生模块及用于实现所述载置模块的自动摆位的摆位模块。所述摆位模块基于所述治疗计划模块生成的治疗计划计算所述载置模块的照射位置,实现被照射体摆位的自动化及精确控制,提高了工作效率、避免了人工参与造成的误操作。

Description

放射线治疗系统及其自动摆位方法
技术领域
本申请涉及放射治疗和计算机技术领域,特别是涉及一种放射线治疗系统及其自动摆位方法。
背景技术
随着原子科学的发展,例如钴六十、直线加速器、电子射束等,放射线治疗已成为癌症治疗的主要手段之一。然而传统光子或电子治疗受到放射线本身物理条件的限制,在杀死肿瘤细胞的同时,也会对射束途径上大量的正常组织造成伤害;另外由于肿瘤细胞对放射线敏感程度的不同,传统放射治疗对于较具抗辐射性的恶性肿瘤(如:多行性胶质母细胞瘤(glioblastoma multiforme)、黑色素细胞瘤(melanoma))的治疗成效往往不佳。
为了减少对肿瘤周边正常组织的辐射伤害,化学治疗(chemotherapy)中的标靶治疗概念便被应用于放射线治疗中;而针对高抗辐射性的肿瘤细胞,目前也积极发展具有高相对生物效应(relative biological effectiveness,RBE)的辐射源治疗方法,如质子治疗、重粒子治疗、中子捕获治疗等。
对于肿瘤放射治疗来说,需要最大限度地提高肿瘤局部剂量,并尽可能减少周围正常组织损伤及其并发症,从而提高肿瘤治愈率,改善患者的生活和生存质量。为了达到良好的治疗效果,治疗过程中患者的位置至关重要。
通常在放射治疗之前,需要由医师和物理师通过治疗计划系统确定治疗方案。治疗计划系统依靠患者医学影像信息,包括计算机断层扫描成像(CT),核磁共振成像(MRI),正电子发射断层扫描成像(PET-CT)等,在医学影像中勾画出治疗靶区(GTV)以及各个重要的人体器官的感兴趣区域(ROI),并通过蒙特卡洛程序计算放疗剂量,并最终确定包括患者定位在内的治疗方案。除了需要对整个治疗过程进行精确的计划以外,在实施放疗过程中,需要严格按照治疗计划确定的治疗方案对患者进行准确摆位,如果摆位误差过大,病灶靶区中心位置会发生变化,从而导致肿瘤靶区的剂量不足或者周边正常组织的剂量过高,无法达到期望的治疗效果。目前在放射治疗计划的执行时,虽然会采用一些辅助摆位装置,比如安装在墙壁上的可以发生十字形光线的激光灯,但是不可避免的需要人工进行干预,缺少自动的患者摆位系统。
为了保证患者在放疗过程中的体位与治疗计划中设计的体位一致,并提高患者摆位的效率,减少现场工作人员受到辐射的危险,本发明的目的在于为克服现有技术的缺陷而提供一种自动的摆位系统,实现患者在接受放射治疗时的自动摆位。
发明内容
基于此,有必要针对上述技术问题,提供一种提高摆位精确度、摆位效率及减少现场工作人员的辐射损伤的放射线治疗系统及其自动摆位方法。
本发明一方面提供一种放射线治疗系统,其特征在于,包括:影像获取模块,用于获取被照射体的医学影像;载置模块,用于载置所述被照射体的载置模块;治疗计划模块,用于制定治疗计划;放射线产生模块,用于生成放射线;摆位模块,用于控制所述载置模块摆位,所述摆位模块基于所述治疗计划模块生成的治疗计划计算所述载置模块的照射位置。
进一步地,所述摆位模块包括标记物、至少两组激光定位装置及用于计算所述载置模块的所述照射位置的计算部,所述标记物由能够在影像中显影的材料制成。
进一步地,所述载置模块包括载置所述被照射体的载置台和用于移动和定位所述载置台的机械臂,所述计算部用于计算所述机械臂的目标位置及所述机械臂的各关节的运动参数。
进一步地,所述激光定位装置包括影像激光定位装置和操作激光定位装置,分别设置在所述影像获取室和所述操作室内,所述影像激光定位装置和所述操作激光定位装置分别由至少三个激光发射器组成,所述标记物的数量与所述激光发射器数量相同。
进一步地,所述操作室为进行放射线照射的照射室。
进一步地,所述放射线照射系统还包括数据管理模块,用于与所述影像获取模块、所述载置模块、所述治疗计划模块、所述放射线产生模块和所述摆位模块中的至少一个模块接收或者发送数据。
本发明另一方面提供一种放射线治疗系统的自动摆位方法,其特征在于:所述放射线治疗系统至少具有影像激光定位装置和操作激光定位装置,所述自动摆位方法包括以下步骤:在所述影像激光定位装置发出的激光与所述被照射体相交的位置放置标记物;使用影像设备获取所述被照射体的医学影像;基于治疗计划模块获得标记物坐标系和规划射束坐标系;基于所述标记物坐标系和所述规划射束坐标系获得第一变换矩阵;;将所述被照射体固定到载置台上,使所述操作激光定位装置发出的激光打在对应所述标记物上;定义所述操作激光定位装置的第二激光坐标系,基于所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵确定所述载置台的照射位置。
进一步地,基于治疗计划模块获得所述影像激光定位装置的第一激光坐标系具体为:将所述医学影像导入所述治疗计划模块,得到标记物坐标系,基于所述标记物坐标系确定第一激光坐标系。
进一步地,基于治疗计划模块获得获得规划射束坐标系具体为:所述治疗计划模块基于所述医学影像制定治疗计划,基于所述治疗计划确定所述规划射束坐标系。
进一步地,基于所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵确定所述载置台的照射位置为:确定射束坐标系,基于所述第二激光坐标系、所述第一变换矩阵及射束坐标系确定所述载置台的照射位置。
进一步地,放射线治疗还包括机械臂及连接所述机械臂与所述载置台的法兰,所述自动摆位方法还包括步骤:将所述操作激光定位装置发出的激光打在对应所述标记物上时法兰的位置记录为初始位置,结合所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵计算得到法兰的目标位置,基于所述初始位置、所述目标位置计算得到机械臂的运动参数,摆位模块基于所述机械臂运动参数控制所述载置台运动至所述照射位置。
本发明一实施例中的放射线治疗系统的摆位模块能够根据治疗计划直接得到操作室内的载置台的照射位置,实现被照射体摆位的自动化及精确控制,提高了工作效率、避免了人工参与造成的误操作。
附图说明
图1为本发明放射线治疗系统的示意图;
图2为本发明放射线治疗系统的布局示意图;
图3为本发明放射治疗系统的载置模块及定位装置的示意图;
图4为本发明射束整形体的示意图。
其中,100-放射性治疗系统、1-影像获取模块、S-被照射体、2-载置模块、21-载置台、22-机械臂、4-治疗计划模块、5-射线产生模块、51-中子产生部、511-加速器、512-靶材、52-射束整形体、521-反射体、522-缓速体、523-热中子吸收体、524-辐射屏蔽体、525-出束口、53-准直器、6-摆位模块、61-标记物、62-操作激光定位装置、63-计算部、64-控制部、8-操作室(照射室、准备室)、81-射束出口、9-照射室、91-中子射束出口、92-治疗台、93-调整部。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
结合图1和图2所示,本实施例中的放射性治疗系统100包括位于影像获取室(未图示)的影像获取模块1、位于操作室8内用于载置被照射体S的载置模块2、用于制定治疗计划的治疗计划模块4、用于生成适于照射用的放射线产生模块5及用于控制载置模块2摆位的摆位模块6。其中,影像获取模块1用于获取被照射体S的三维医学影像;放射线产生模块5用于产生适合治疗用的放射线;治疗计划模块4根据被照射体S的三维医学影像、放射线产生模块5产生的射源数据信息进行剂量模拟计算并生成治疗计划,治疗计划包括照射位置、照射方向、照射时间、照射剂量等信息;载置模块用于载置被照射体S;摆位模块6根据治疗计划模块4生成的治疗计划等信息控制载置模块2运动以将被照射体S移动到照射位置。
摆位模块6包括标记物61、设置在影像获取室的影像激光定位装置(未图示)、设置于操作室8的操作激光定位装置62、用于计算载置模块2照射位置的计算部63及根据计算部63的计算结果控制载置模块2运动的控制部64。
参照图3所示,载置模块2包括载置被照射体S的载置台21、用于移动和定位载置台21的机械臂22及驱动机械臂22运动的驱动部,驱动部优选为电机。载置模块2设置于操作室8内,操作室8内还设有射束出口81,放射线从射束出口81射出并照射在被照射体S上进行放射线照射治疗。其中,计算部可以位于载置模块,也可以位于放射线照射系统中的其他模块,在此不做限定。
具体的,标记物61由能够在影像中显影且容易与被照射体S的组织区分开的材料制成,例如:金属,其至少设置为三个,三个标记物61不重叠的固定设置在被照射体S上。为了能够较容易的在影像中提取出标记物61,本发明揭示的实施例中,标记物61的数量为三个,标记物61设置为特定的形状,例如:三角形、梯形、平行四边形等常规人体组织不具备的形状。
影像激光定位装置和操作激光定位装置62均由多个激光发射器组成,激光发射器的数量与标记物61的数量相同,三个激光发射器发出的激光与待照射体相交的点不重合且三个交点分别与三个标记物61对准。
在其他可选的实施例中,放射线照射系统还包括数据管理模块,用于与所影像获取模块、载置模块、治疗计划模块、放射线产生模块和摆位模块中的至少一个模块接收或者发送数据,从而实现多个系统模块之间的信息交互。其中,计算部也可以位于数据管理模块。
本发明一实施例提供一种放射性治疗系统的摆位方法,其包括以下步骤:
将标记物放置于被照射体上:
影像获取室内设置有影像激光定位装置62,影像激光定位装置62的三个激光发射器分别位于影像坐标系原点的左侧、右侧及上侧,三个激光发射器发出的激光与被照射体S的表面相交,在激光与被照射体S的表面相交的三个位置分别放置标记物61;
获取第一激光坐标系:
采用影像获取模块1扫描被照射体S,得到至少包含被照射体S的病灶和三个标记物61在内的影像,在影像中提取得到三个标记物61,据此建立三个标记物61的标记坐标系,基于三个标记物61的标记坐标系定义影像激光定位装置62的第一激光坐标系CSlaser1基于第一激光坐标系CSlaser1与影像坐标系CSimage之间的相对位置关系,该相对位置关系可由变换矩阵表示,从而得到影像坐标系CSimage下的第一激光坐标系CSlaser1;
确定规划射束坐标系;
将被照射体S的三维医学影像导入治疗计划模块4,治疗计划模块4提取医学影像中的病灶信息,并结合带有组织种类的体素假体组织模型通过蒙特卡罗模拟程序模拟被照射体S被放射线照射时内部三维空间中放射线的轨迹和能量分布,通过对不同照射角度取样模拟计算出三维体素假体组织模型在不同照射角度和照射时间下的剂量分布,最终结合剂量分布情况和剂量指标(如处方剂量)、剂量限值(如平均剂量、最大剂量)对照射角度进行优选生成治疗计划,确定包含照射位置、照射角度、照射时间及照射剂量等信息的治疗计划。
基于治疗计划中的照射位置和照射角度构建规划射束坐标系CSbeam,从影像中能够直接得到规划射束坐标系CSbeam与影像坐标系CSimage之间的相对位置关系,该相对位置关系可以采用变换矩阵进行表示,从而能够得到影像坐标系CSimage下的规划射束坐标系CSbeam;
获取规划射束坐标系CSbeam与第一激光坐标系之间的第一变换矩阵T1;
计算部63结合规划射束坐标系CSbeam与影像坐标系CSimage之间的变换矩阵及第一激光坐标系CSlaser1与影像坐标系CSimage之间的变换矩阵,计算得到规划射束坐标系CSbeam与第一激光坐标系CSlaser1之间的第一变换矩阵T1。
对被照射体进行初摆位;
在操作室8对被照射体S进行初摆位,操作室8内安装有操作激光定位装置62,将被照射体S固定到载置台21上之后,调节载置台21的空间位置,使操作激光定位装置62的三个激光发射器发射出的激光打在被照射体S上对应的三个标记物61上,完成初摆位;
确定载置台的照射位置:
操作室内具有机械臂坐标系CSrob,根据操作室8内的射束出口81的位置定义机械臂坐标系下实际射束坐标系,为达到较好的治疗效果,在实际照射时,需要调整载置台21的空间位置在机械臂坐标系下使实际射束坐标系与标记物坐标系之间的相对位置关系和治疗计划中规划射束坐标系CSbeam与标记物坐标系之间的相对位置关系相同。
具体的,,记录初摆位状态下连接机械臂22与载置台21的法兰在机械臂坐标系下的初始位置,通过调整法兰的位置能够带动载置台21移动,将载置台21位于照射位置时对应的法兰位置定义为目标位置。计算部63结合第二激光坐标系CSlaser2、实际射束坐标系和第一变换矩阵T1计算得到法兰的目标位置,从而确定载置台的照射位置。
(7)驱动机械臂运动带动载置台达到照射位置。
计算部63基于初始位置和目标位置计算出机械臂的运动参数,控制部64基于机械臂的运动参数驱动机械臂22运动以带动载置台21达到照射位置。具体地,机械臂的运动参数计算还需要结合机械臂的设计参数,该部分对本领域技术人员来说是常规技术,在此不再赘述。
在其他可选的实施方式中,在操作室实际控制摆位也可以是在法兰坐标系上进行,只要最终可以实现实际摆位时位置固定不变的标记物相较于射束的位置关系与治疗计划中一致,从而实现精准治疗即可。
本发明一实施例中,以影像激光定位装置、操作激光定位装置62和放置在被照射体S的标记物61作为媒介,使得各个模块之间能够协同工作,从而根据治疗计划直接得到操作室8内的载置台21的照射位置,实现被照射体S摆位的自动化及精确控制,提高了工作效率、避免了人工参与造成的误操作。
作为一种优选的,本发明的放射线治疗系统100为中子捕获治疗系统,尤其是硼中子捕获治疗系统。
硼中子捕获治疗的主要原理为:被照射体S服用或注射含硼(B-10)药物后,含硼药物选择性地聚集在肿瘤细胞中,然后利用含硼(B-10)药物对热中子具有高捕获截面的特性,借由10B(n,α)7Li中子捕获及核分裂反应产生4He和7Li两个重荷电粒子,两重荷电粒子的平均能量约为2.33MeV,具有高线性转移(Linear Energy Transfer,LET)、短射程特征,两粒子的总射程约相当于一个细胞大小,因此对于生物体造成的辐射伤害能局限在细胞层级,能够在不对正常组织造成太大伤害的前提下达到局部杀死肿瘤细胞的目的。
获取三维医学影像的设备可以是CT、MRI、PET、超声等影像设备,本发明优选的采用CT设备影像获取模块1采用电子计算机断层扫描(Computed Tomography,CT)获取被照射体S的医学影像数据。被照射体S的医学影像数据包括待照射部位(病灶,即肿瘤细胞)的医学影像体素模型在医学影像坐标系下的坐标矩阵及CT值矩阵,影像获取模块1将医学影像数据传输至数据管理模块。
结合图2和图4所示,本实施例中,放射线为中子,放射线产生模块5为中子束照射模块,其包括中子产生部51、射束整形体52及准直器53。中子产生部51包括加速器511和靶材512,加速器511用于对带电粒子(如质子、氘核等)进行加速,产生如质子线的带电粒子线,带电粒子线照射到靶材512并与靶材512作用产生中子线(中子束),靶材512优选为金属靶材512。依据所需的中子产率与能量、可提供的加速带电粒子能量与电流大小、金属靶材512的物化性等特性来挑选合适的核反应,常被讨论的核反应有7Li(p,n)7Be及9Be(p,n)9B,这两种反应皆为吸热反应。本发明的实施例中采用锂金属制成的靶材512。但是本领域技术人员熟知的,靶材512的材料也可以由锂、铍之外的金属材料制成,例如由钽(Ta)或钨(W)等形成;靶材512可以为圆板状,也可以为其他固体形状,也可以使用液状物(液体金属);加速器511可以是直线加速器、回旋加速器、同步加速器、同步回旋加速器。在其他实施方式在,中子产生部51可以是核反应堆而不采用加速器511和靶材512。
无论硼中子捕获治疗的中子源来自核反应堆或加速带电粒子与靶材512的核反应,产生的实际上皆为混合辐射场,即产生的射束包含了低能至高能的中子、光子。对于深部肿瘤的硼中子捕获治疗,除了超热中子外,其余的放射线含量越多,造成正常组织非选择性剂量沉积的比例越大,因此这些会造成不必要剂量沉积的放射线含量应尽量降低。射束整形体52能够调整中子产生装置产生的中子束的射束品质,降低不必要的剂量沉积,准直器53用以汇聚中子束,使中子束在进行治疗的过程中具有较高的靶向性。
射束整形体52包括反射体521、缓速体522、热中子吸收体523、辐射屏蔽体524和射束出口525。缓速体522能够将从中子产生装置出来的快中子能量(>40keV)调整到超热中子能区(0.5eV-40keV)并尽可能减少热中子(<0.5eV)含量;缓速体522由与快中子作用截面大、与超热中子作用截面小的材料制成,作为一种优选实施例,缓速体522由D2O、AlF3、FluentalTM、CaF2、Li2CO3、MgF2和Al2O3中的至少一种制成;反射体521包围缓速体522,并将穿过缓速体522向四周扩散的中子反射回中子射束以提高中子的利用率,其由中子反射能力强的材料制成,作为一种优选实施例,反射体521由Pb或Ni中的至少一种制成;在中子束的传输路径上,热中子吸收体523设置于缓速体522后部,用于吸收穿过缓速体522的热中子以减少中子束中热中子的含量,其由与热中子作用截面大的材料制成,作为一种优选实施例,热中子吸收体523由Li-6制成,在其他实施例中,由于缓速体522的材料中含有Li-6,热中子吸收体523可以不单独设置,而是以缓速体522作为热中子吸收体523;辐射屏蔽体524用于屏蔽从出束口525以外部分渗漏的中子和光子,辐射屏蔽体524的材料包括光子屏蔽材料和中子屏蔽材料中的至少一种,作为一种优选实施例,辐射屏蔽体524的材料包括光子屏蔽材料铅(Pb)和中子屏蔽材料聚乙烯(PE)。
准直器53设置在出束口525后部,从准直器53出来的超热中子束照向被照射体S,超热中子束经被照射体S的浅层正常组织后被缓速为热中子到达肿瘤细胞实现治疗目的。
可以理解,射束整形体52还可以有其他的构造,只要能够获得满足治疗要求的超热中子束即可;本发明也可以不具有准直器53,射束从射束整形体52的出束口525出来后直接照射向被照射体S。为描述方便,未设置准直器53时,出束口525理解为射束出口81,当设置有准直器53时,准直器53的出口解释为射束出口81。
在一实施例中,上述操作室8为照射室,被照射体S在照射室8内摆位到位之后采用中子束照射进行照射治疗。
在一实施例中,上述操作室8为准备室,硼中子捕获治疗系统还包括照射室9,被照射体S在准备内8进行照射前的准备工作,在照射室8进行中子束照射治疗,进一步的,照射室9内设有中子射束出口91、治疗台92和对治疗台92进行移动、定位的调整部93。载置台21在准备室8摆位到照射位置之后,摆位模块6根据载置台21的照射位置信息计算得到治疗台92的照射位置,控制部64根据治疗台92的照射位置控制调整部93运动将治疗台92移动至照射位置。即自动摆位自动方法还包括:计算部63根据载置台21的照射位置信息计算出治疗台92的照射位置并将其传输至控制部64,控制部64根据治疗台92的照射位置信息控制调整部93运动将治疗台92移动至照射位置的步骤。
在一实施例中,载置台21与机械臂22、治疗台92与调整部93之间采用可拆卸的连接方式稳固的连接在一起,被照射体S在准备室9的载置台21摆位完成之后,在确保被照射体S与载置台21之间的相对位置关系不变的情况下,将载置台21从机械臂22上拆卸下来,然后通过推车等设备将束缚有被照射体S的载置台21运输至照射室9并安装至照射室9内的调整部93上,能够最大限度且简单的在照射室9内还原在准备室8完成摆位时被照射体S与载置台21之间的相对位置关系,节约手术准备时间,另外,载置台21和治疗台92采用的是同一个部件,既节约设备成本,又能减少将被照射体S束缚至载置台21的次数、提高工作效率。
进一步的,为提高摆位的精确度,准备室8和照射室9分别设置有数量相同的第一定位模块和第二定位模块,第一定位模块和第二定位模块均由三个激光器组成,同一定位模块的三束激光在某一点相交。具体的,分别在射束出口81和中子射束出口91的三侧安装第一定位模块和第二定位模块。本发明揭示的实施例中,第一定位模块和第二定位模块的三个激光器分别设置于射束出口81、中子射束出口91的左右两侧和上侧,具体的,可以设置于射束出口81、中子射束出口91的左右两侧的墙壁和上侧的天花板上,更具体的,分别安装在离射束出口81、中子射束出口91的距离为10cm处的左侧、右侧、上方,当然,其设置位置不限于此。
进一步的,上述自动摆位方法还包括以下步骤:
在第一定位模块的三束激光与被照射体S相交位置形成定位标记;
计算部63根据载置台21的照射位置信息计算出治疗台92的照射位置并将其传输至控制部64,控制部64根据治疗台92的照射位置信息控制调整部93运动将治疗台92移动至照射位置;
判断照射室9内的第二定位模块的三束激光的交点是否与定位标记重合,若重合,则摆位到位,若不重合,调整治疗台92的空间位置,直到激光定位模块的三束激光得交点与定位标记重合。
在准备室8内进行初摆位并据此计算出的治疗台92的目标位置,根据治疗台92的目标位置逆运算出调整部93的各个关节的运动参数,从而直接驱动调整部93运动到位,能够节约在照射室9内进行照射治疗前对被照射体S进行摆位的工作时间,增加了设备的利用率,同时降低了相关人员暴露在照射室9内的放射线环境中的时间。
在其他实施方式中,根据运动参数控制机械臂22和调整部93运动的控制部64可以不设置在摆位模块6内,可以是一个单独的控制单元,也可以和放射线治疗系统的其他模块集成在一起。
应该理解的是,虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种放射线治疗系统,其特征在于,包括:
影像获取模块,用于获取被照射体的医学影像;
载置模块,用于载置所述被照射体的载置模块;
治疗计划模块,用于制定治疗计划;
放射线产生模块,用于生成放射线;
摆位模块,用于控制所述载置模块摆位,所述摆位模块基于所述治疗计划模块生成的治疗计划计算所述载置模块的照射位置。
2.根据权利要求1所述的放射线治疗系统,其特征在于,所述摆位模块包括标记物、至少两组激光定位装置及用于计算所述载置模块的所述照射位置的计算部,所述标记物由能够在影像中显影的材料制成。
3.根据权利要求2所述的放射线治疗系统,其特征在于,所述载置模块包括载置所述被照射体的载置台和用于移动和定位所述载置台的机械臂,所述计算部用于计算所述机械臂的目标位置及所述机械臂的各关节的运动参数。
4.根据权利要求3所述的放射线治疗系统,其特征在于,所述激光定位装置包括影像激光定位装置和操作激光定位装置,分别设置在所述影像获取室和所述操作室内,所述影像激光定位装置和所述操作激光定位装置分别由至少三个激光发射器组成,所述标记物的数量与所述激光发射器数量相同。
5.根据权利要求3所述的放射线治疗系统,其特征在于,所述操作室为进行放射线照射的照射室。
6.一种放射线治疗系统的自动摆位方法,其特征在于:
所述放射线治疗系统至少具有影像激光定位装置和操作激光定位装置,
所述自动摆位方法包括以下步骤:
在所述影像激光定位装置发出的激光与所述被照射体相交的位置放置标记物;
使用影像设备获取所述被照射体的医学影像;
基于治疗计划模块获得标记物坐标系和规划射束坐标系;
基于所述标记物坐标系和所述规划射束坐标系获得第一变换矩阵;
将所述被照射体固定到载置台上,使所述操作激光定位装置发出的激光打在对应所述标记物上;
定义所述操作激光定位装置的第二激光坐标系,基于所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵确定所述载置台的照射位置。
7.根据权利要求6所述的自动摆位方法,其特征在于,基于治疗计划模块获得所述影像激光定位装置的第一激光坐标系具体为:将所述医学影像导入所述治疗计划模块,得到标记物坐标系,基于所述标记物坐标系确定第一激光坐标系。
8.根据权利要求6所述的自动摆位方法,其特征在于,基于治疗计划模块获得规划射束坐标系具体为:所述治疗计划模块基于所述医学影像制定治疗计划,基于所述治疗计划确定所述规划射束坐标系。
9.根据权利要求6所述的自动摆位方法,其特征在于,基于所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵确定所述载置台的照射位置为:确定射束坐标系,基于所述第二激光坐标系、所述第一变换矩阵及射束坐标系确定所述载置台的照射位置。
10.根据权利要求9所述的自动摆位方法,其特征在于,所述放射线治疗还包括机械臂及连接所述机械臂与所述载置台的法兰,所述自动摆位方法还包括步骤:将所述操作激光定位装置发出的激光打在对应所述标记物上时法兰的位置记录为初始位置,结合所述第二激光坐标系和所述第一变换矩阵计算得到法兰的目标位置,基于所述初始位置、所述目标位置计算得到机械臂的运动参数,摆位模块基于所述机械臂运动参数控制所述载置台运动至所述照射位置。
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