[發(fā)明專利]一種利用附加光源的光學(xué)檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110442271.9
• 申請日: 2010-11-16
• 公開（公告）號: CN102538675A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊誠
• 申請（專利權(quán)）人: 楊誠
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 楊明輝

本案是以下發(fā)明專利的分案申請：申請?zhí)枺?01010546220.6申請日：2010年11月16日發(fā)明名稱：一種放射、放療設(shè)備等中心點(diǎn)的檢測方法及裝置

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用附加光源對光線放射相關(guān)設(shè)備，尤其是醫(yī)學(xué)放射、放療設(shè)備進(jìn)行等中心點(diǎn)檢測的光學(xué)檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

很多大型設(shè)備都需要在空間用光束來模擬其自身的定位坐標(biāo)系，通過交叉光束來確定坐標(biāo)原點(diǎn)的空間位置，以此保證其它相關(guān)配套設(shè)備在空間定位和相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的準(zhǔn)確性和精確性。尤其，在醫(yī)學(xué)放射檢查和放射治療領(lǐng)域，放射檢查設(shè)備(例如：CT、x線模擬定位機(jī)等)和放射治療設(shè)備(例如：醫(yī)用直線加速器、多葉光柵準(zhǔn)直器、γ刀、Co60治療機(jī)等)都是通過三維激光定位燈在空間擬合出這些設(shè)備的治療中心軸和空間定位坐標(biāo)系，利用射野模擬燈照射出的光斑位置和形狀擬合出病人的照射靶區(qū)(疑似病灶檢查區(qū)域或病灶治療區(qū)域)位置和形狀，然后再由醫(yī)生遙控射線束照射靶區(qū)。在這種情況下，如果三維激光定位燈擬合出來的空間坐標(biāo)系和這些設(shè)備的現(xiàn)實(shí)機(jī)械空間坐標(biāo)系相比誤差過大，或者，射野模擬燈照射出的光斑位置和形狀與TPS(治療計(jì)劃系統(tǒng))軟件規(guī)劃好的射線照射靶區(qū)數(shù)字坐標(biāo)位置和形狀不一致，則會(huì)對正常人體組織和OAR(危及器官)產(chǎn)生過量射線照射，后果是非常嚴(yán)重的。

目前，在醫(yī)院使用環(huán)境下，去確定這些大型醫(yī)療設(shè)備物理等中心點(diǎn)在空間的位置并沒有什么高效可靠的方法，通常醫(yī)生會(huì)在小機(jī)頭上安裝探桿，利用探桿端部標(biāo)識(shí)等中心，然后旋轉(zhuǎn)大機(jī)頭，肉眼觀察探桿端部的位置跳動(dòng)情況，估算出最大的偏移量，然后查看行業(yè)設(shè)備精度指導(dǎo)手冊，判斷這個(gè)最大偏移量是否超差。

如圖1所示，以醫(yī)用直線加速器等中心點(diǎn)檢測為例，說明現(xiàn)有的檢測方法和流程。為了保證直線加速器的射線精確三維定向照射目標(biāo)靶區(qū)(病灶區(qū)域)，就必須保證目標(biāo)靶區(qū)在直線加速器103的大機(jī)頭(Gantry)104的機(jī)械回轉(zhuǎn)中心軸B_5軸與直線加速器103的小機(jī)頭(Collimator)106的機(jī)械回轉(zhuǎn)中心軸B_4軸的空間交匯點(diǎn)(即物理等中心點(diǎn))處，由于等中心點(diǎn)在臨床工作中是一切治療定位的坐標(biāo)原點(diǎn)，使用非常頻繁，通常由左側(cè)墻壁105上的激光定位燈101和右側(cè)墻壁108上的激光定位燈107以及前側(cè)墻壁110上的激光定位燈109共同構(gòu)成三位交叉激光定位，它們射出的“十字”激光線在空間交匯，用這個(gè)交匯點(diǎn)虛擬出等中心點(diǎn)來。醫(yī)生需要經(jīng)常檢測激光線虛擬出來的等中心點(diǎn)(B_1軸、B_2軸和B_3軸的交匯點(diǎn))是否與物理等中心點(diǎn)(B_4軸和B_5軸的交匯點(diǎn))吻合，或者判斷偏移量是否在公差帶允許范圍內(nèi)。

現(xiàn)有的檢測方法及其流程如下步驟。

1)在直線加速器103的小機(jī)頭106上安裝探桿102，探桿102在安裝時(shí)通過卡榫和螺絲定位，盡量保證與小機(jī)頭106同軸(亦即與B_4軸同軸)，探桿102主體為細(xì)長型，設(shè)計(jì)長度使下端部正好達(dá)到理論上等中心點(diǎn)的位置。

2)在直線加速器103的治療床111上放置參考標(biāo)志桿100，參考標(biāo)志桿100主體也為細(xì)長型，參考標(biāo)志桿100的位置由目測三位交叉激光定位燈射出的激光線(亦即B_1軸、B_2軸和B_3軸)人工定位，使參考標(biāo)志桿100的端部位于三條激光線的交匯點(diǎn)位置。

3)這樣，參考標(biāo)志桿100前端部的位置就代表了通過三位交叉激光定位燈虛擬出的等中心點(diǎn)位置；探桿102下端部的位置就代表了通過直線加速器103的大機(jī)頭104機(jī)械回轉(zhuǎn)軸(B_5軸)和小機(jī)頭106機(jī)械回轉(zhuǎn)軸(B_4軸)空間交匯而得到的物理等中心點(diǎn)位置。通過操控大機(jī)頭104繞B_5軸旋轉(zhuǎn)，人工觀察此時(shí)探桿102的端部相對于參考標(biāo)志桿100的端部的位置跳動(dòng)量，人工估算出最大的偏移量，然后查看行業(yè)設(shè)備精度指導(dǎo)手冊，判斷這個(gè)最大偏移量是否超差。

整個(gè)檢測過程需要安裝校準(zhǔn)探桿102和參考標(biāo)志桿100，人工觀察并計(jì)算測量偏差，檢測完后要拆卸探桿102和參考標(biāo)志桿100，使直線加速器恢復(fù)到治療工作準(zhǔn)備狀態(tài)。探桿102和參考標(biāo)志桿100為鋼結(jié)構(gòu)，重量比較重，安裝時(shí)需要兩個(gè)人協(xié)助完成。探桿102和參考標(biāo)志桿100的直線度為整個(gè)檢測過程的重要測量基準(zhǔn)，因此要輕拿輕放探桿，并恒溫保存探桿102和參考標(biāo)志桿100，以防因應(yīng)力釋放或者外力作用導(dǎo)致細(xì)桿端部的撓度產(chǎn)生較大變化。目前，整個(gè)檢測時(shí)間需要4個(gè)小時(shí)以上，導(dǎo)致現(xiàn)有檢測頻率為每三個(gè)月至半年檢測一次。

以上檢測方法和流程所存在的問題是：