[發明專利]具有視覺反饋的對象定位

有效

• 申請號: 201080063313.1
• 申請日: 2010-12-06
• 公開（公告）號: CN102811769A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 克里斯托弗·馬德
• 申請（專利權）人: C-RAD定位公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;A61B19/00;A61B6/04
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

技術領域

本發明總體上涉及對象的精確定位，以及具體地，涉及一種用于獲得有關對象定位的視覺反饋的系統和方法。

背景技術

在過去幾十年間，放射治療和醫療診斷領域內已有了相當大的發展。外線束放射治療加速器、近距離放射治療和其他專業放射治療設備的性能已在迅速提高。放射線光束質量和適應性出現的發展已包括新的靶和濾波器、改進型加速器、通過新施源器、準直儀和掃描系統的光束成形的改善的靈活性、以及光束補償技術，且已引入了改進型計量和幾何治療驗證方法。

此外，已開發了許多強大的三維診斷技術，范圍從計算機斷層掃描（CT）、正電子和單光子發射計算機斷層掃描（PET和SPECT）到超聲及磁共振成像和磁共振光譜（MRI和MRS）。同樣重要的是，增加了對腫瘤和正常組織分餾均勻和非均勻用藥劑量的生物效應以及新檢測技術的了解，包括有效細胞倍增時間和單個組織敏感性的確定，允許復雜形狀和早期階段的腫瘤的用藥劑量的最佳化。

如今，放射治療和診斷領域中的主要問題在于在放射治療或診斷之前對病人床（couch）上的患者的精確定位，以實現對待治療或者診斷的患者身體部位的正確定位。

美國專利第2005/0283068號公開了用于MRI系統的移動跟蹤器。包括紅外（IR）反射器的結構機械附著至患者身體。IR掃描器將IR光投射到IR反射器上，以及攝像機被配置為實時監視IR反射器的移動。在MRI掃描之前以及掃描期間均可獲得多達六維的反饋信息。該反饋信息顯示在患者或醫務人員的顯示屏上，以試圖基于該反饋信息來重定位（reposition）患者。

美國專利第2005/0283068號的系統以及類似的現有技術的患者定位系統的缺陷在于，定義應如何重定位患者身體的反饋信息顯示在顯示屏上。該顯示屏一般必須配置在離開放射系統的距離，以在無任何碰到顯示屏的風險的情況下，允許龍門具有足夠空間在患者周圍安全旋轉。然而，顯示屏相對于患者所躺的床的這一遠程配置使站在床和患者旁邊的醫務人員在觀看遠程顯示屏的同時正確重定位患者變得非常麻煩。

發明內容

本文所公開的實施方式解決了現有技術配置的這一問題和其它問題。

總的目的是提供一種在人員正操作的區域附近顯示重定位反饋信息的定位系統和方法。

具體目的是提供一種將重定位反饋信息投射到與床相連接的表面上的定位系統和方法。

這些和其它目的通過本文所公開實施方式來滿足。

簡要地，一種定位系統包括圖形投射器，其被配置為將二維（2D）或三維（3D）圖形投射到置于床上的對象（諸如患者）的表面上。響應所投射的2D/3D圖形的至少一個檢測器或攝像機產生表示在對象表面上檢測到的2D/3D圖形的檢測信號。該檢測信號由圖形分析電路處理，圖形分析電路被配置為基于該檢測信號，產生對象表面的至少一部分的表面表征（surface?representation）。校正分析電路將所產生的表面表征與所存儲的基準表面表征相比較，以產生校正信號。該校正信號表示表面表征相對于基準表面表征的位置和/或姿勢的差異。校正信號還被用于產生表示位置和/或姿勢差異的信息。該信息被光投射器投射到對象表面或床的另一表面上。

因此，所投射信息對于正在重定位對象以達到由基準表面表征定義的目標位置和姿勢的人員直接可用。從而，無需可能與附近器械的任何旋轉部件（諸如，放射龍門、外科手術或裝配機械臂等）相碰撞的遠程顯示屏，以視覺上傳達人員確定達到目標位置和/或姿勢必需的對象重定位所需的信息。

一個方面涉及一種對象定位方法，且包括：將2D/3D圖形投射到置于床上的對象表面上。產生表示在對象表面上檢測到的2D/3D圖形的檢測信號，且該檢測信號被用于產生對象表面的表面表征。將該表面表征與基準表征相比較，以基于該比較產生表示對象位置/姿勢相對于所確定的目標位置/姿勢的差異的校正信號。該校正信號被用于產生投射到對象表面上的信息，從而視覺上傳達定義該位置和/或姿勢差異的信息。

附圖說明

本發明與其更多目的和優勢一起可通過參照結合附圖的以下描述而被最好地理解。

圖1是配備有根據一種實施方式的定位系統的放射龍門的示意性總體圖；

圖2示出了定位系統的投射器和檢測器的實施方式；

圖3示出了定位系統的投射器和檢測器的另一實施方式；

圖4是定位系統的數據處理單元的示意性框圖；

圖5示意性示出了為確定三維表面表征的目的而投射的結構光；