[發明專利]3D攝像系統

有效

• 申請號: 201380021922.4
• 申請日: 2013-04-25
• 公開（公告）號: CN104245046B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: P·漢森;G·哈利
• 申請（專利權）人: 維申RT有限公司
• 主分類號: A61N5/00
• 分類號: A61N5/00;G06T7/00;H04N5/225;H04N13/02
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司11280
• 代理人: 王勇,李科

技術領域

本申請涉及3D攝像系統。更具體地說，本申請涉及用于監控患者的定位和移動的3D攝像系統。該發明尤其適于與放射治療裝置和計算機斷層攝影(CT)掃描器等一起使用，在這些裝置中對患者移動或者不規則呼吸的檢測對于成功的治療來說非常重要。

背景技術

放射治療包括將放射光束投射到患者身體的預定區域上，從而破壞或消除存在于那里的腫瘤。通常定期地且重復地執行這樣的治療。在每次醫療干預時，必須相對于患者來放置放射源，以便盡可能準確地輻照所選擇的區域，從而避免輻射鄰近組織，放射光束對于該鄰近組織將是有害的。

當腫瘤位于胸部或腹部胸腔中時，腫瘤的位置在呼吸循環期間可能變化很大(例如，相差差不多幾厘米)。為了獲得可靠的CT掃描數據，因此始終在呼吸循環內的相同點獲得數據非常重要。

某些現代CT掃描器能夠處理在呼吸循環內的不同時間處獲得的CT掃描數據，以生成在呼吸期間內部器官的3D移動的表示。在確定用于輻照癌癥的治療療程時，器官移動的這種“4D”表示非常有價值。此外，為了將要生成的優質的計劃數據，需要知道在獲得各個CT掃描時在呼吸循環內的時間選擇，使得4D表示準確地表示內部器官的移動。

在向患者應用放射時，治療設備的選通應與呼吸循環相匹配，從而將放射聚焦在腫瘤的位置上并且最小化對其他組織的附帶損害。如果檢測到患者的移動，則應該暫停治療以避免輻照到患者的非腫瘤位置的區域。另外，如果檢測到諸如咳嗽之類的不規則呼吸，則應該暫停治療，因為這樣的不規則呼吸可能導致腫瘤相對于放射光束的焦點改變位置。

出于這個原因，已經提出了多個用于在放射治療期間監控患者的移動和呼吸的監控系統。這些監控系統包括之前已經在US7348974、US7889906和US2009-018711中描述的維申RT公司的患者監控系統，上述美國專利或專利申請通過引用被全部包含于此。

在維申RT公司的專利申請所描述的系統中，獲得和處理患者的立體圖像，以生成標識與被成像患者的表面上的點相對應的大量點的3D位置的數據。可將這樣的表面數據與先前生成的數據進行比較，并且用于以一致的方式來定位患者或者在患者移出正常位置時提供警報。

在監控患者時，在患者表面上的相對小的移動可指示患者胸部或腹部胸腔內的腫瘤的大得多的移動。因此，期望在生成患者的表面模型的準確性和一致性方面有所改善。

發明內容

根據本發明的一個方面，提供一種立體攝像系統，包括：第一圖像檢測器，用于獲得來自第一視點的對象的圖像；以及相對于所述第一圖像檢測器的視點固定的第二圖像檢測器，用于獲得來自第二視點的對象的圖像；其中，每個圖像檢測器被布置為包含在大體恒定溫度的微氣候內。

申請人已確定由于外部溫度變化導致的圖像檢測器之間的相對位置的非常小的變化會導致像素偏移，該像素偏移降低了基于立體攝像機的患者監控系統的準確性。由于圖像傳感器以及它們的安裝托架隨著溫度的變化擴展或收縮，這樣的變化自然地發生。盡管這些移動非常小，但它們使得傳感器的校準可能發生偏移，從而將圖像的部分記錄到相鄰像素。當圖像傳感器在遠處對患者進行成像時，這種非常小的位置變化表現為正被監控的患者表面部分的位置的較大變化。然而如果采取步驟來將圖像檢測器保持在大體恒定溫度，可以大體消除這種誤差。

在一些實施例中，用于將圖像檢測器保持在大體恒定溫度的布置可包括將加熱器與每個圖像檢測器相關聯，其中所述加熱器可用于將相應的圖像檢測器保持在大體恒定溫度。在其他實施例中，可使用諸如珀爾帖(peltier)熱電冷卻裝置的冷卻裝置，來為每個傳感器保持大體恒定溫度的微氣候。然而，優選使用加熱器，因為加熱器使得圖像檢測器的溫度能高于環境空氣溫度，并且因此避免外部的空氣溫度變化影響傳感器安裝托架。

圖像檢測器可被安裝在基板上，并且可以圍繞所述圖像檢測器的周圍提供熱連接到與所述圖像檢測器相關聯的加熱器的一個或多個導電焊盤，以便幫助將該檢測器保持在大體恒定溫度的微氣候內。

可提供用于檢測環境溫度的檢測器，使得所述加熱器可被布置為使得所述圖像檢測器包含在高于所檢測的環境溫度的大體恒定溫度的微氣候內。或者在其他實施例中，可將加熱器布置為將圖像檢測器加熱到大于期望的環境溫度的溫度，而不需要任何外部的環境溫度檢測。