[發明專利]一種雙目測距裝置及方法、包括該裝置的加速器放療系統

有效

• 申請號: 201711451990.0
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108245788B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 姚毅
• 申請（專利權）人: 蘇州雷泰醫療科技有限公司
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10;G01C3/14
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 彭益波

本發明公開一種雙目測距裝置及方法、包括該裝置的加速器放療系統，雙目測距裝置包括：兩個光學傳感器，該兩個光學傳感器分別用于對被測目標進行數字圖像采集；標定處理模塊，用于進行雙目立體標定和坐標系標定，獲取標定結果；測距模塊，測距模塊通過標定處理模塊獲取的標定結果對采集的原始數字圖像進行畸變校正處理，并結合卡爾曼預測算法、模板匹配算法以及角點提取算法得到放射源到目標之間的實時距離。本發明在雙目測距系統的基礎上結合了卡爾曼預測算法、快速模板匹配算法、角點提取算法，大大提高了計算精度，同時還提高了算法的處理速度，在實際醫院治療時能夠達到實時處理的效果。

技術領域

本發明屬于醫療技術領域，具體涉及一種雙目測距裝置及方法、包括該裝置的加速器放療系統。

背景技術

隨著腫瘤放射學與材料科學的發展，作為治療癌癥的一種重要手段，放療逐步邁入精確定位、精確計劃、精確治療的“三精”時代。其中，在對腫瘤(靶區)進行放射治療時，需要給腫瘤的精確定位。在3D空間中，醫生或物理師首先在CT室掃描病人的CT圖像，通過算法將一系列CT圖像重建成三維圖像，此時，可定位三維圖象中腫瘤的三維坐標。然后醫生或物理師將病人放置到加速器室進行復位，將腫瘤的三維坐標與加速器的治療等中心(isocenter)精確重合。最后開始治療。

目前現有的動態測距裝置用于動態檢測放射源到目標之間的距離，其可以采用單目測距裝置或雙目測距裝置。雙目測距裝置的效果更優于單目測距裝置。

如圖1所示，雙目測距主要是利用目標點在左右兩幅視圖上的成像的橫向坐標直接存在的差異(視差d＝x^l-x^r)與目標點到成像平面的距離Z存在著反比例關系：Z＝fT/d，具體推導如下：

假設目標點在左視圖中的坐標為(c_x，c_y)，右視圖中坐標為(c_x’，c_y’)，在左右視圖上形成的視差為d，目標點在以左攝像頭光心為原點的世界坐標系中的坐標為(X,Y,Z)。

則存在上式所示的變換矩陣Q，使得Q*[x y z 1]’＝[X Y Z W]’，W為系數變量。

但是，現有的雙目測距裝置得到的距離精度較低，且處理速度較慢。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提出了一種雙目測距裝置及方法、包括該裝置的加速器放療系統。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種雙目測距裝置，包括：兩個光學傳感器，該兩個光學傳感器分別用于對被測目標進行數字圖像采集，還包括：標定處理模塊，用于進行雙目立體標定和坐標系標定，獲取標定結果；測距模塊，測距模塊通過標定處理模塊獲取的標定結果對采集的原始數字圖像進行畸變校正處理，并結合卡爾曼預測算法、模板匹配算法以及角點提取算法得到放射源到目標之間的實時距離。

本發明一種雙目測距裝置結合了卡爾曼預測算法、快速模板匹配算法、角點提取算法，大大提高了雙目測距裝置的計算精度，同時還提高了算法的處理速度，在實際醫院治療時能夠達到實時處理的效果。

在上述技術方案的基礎上，還可做如下改進：

作為優選的方案，雙目立體標定具體為：先分別獲取兩個光學傳感器的內外參數，之后通過立體標定對兩個光學傳感器分別采集的兩幅數字圖像進行立體校準和對齊，并獲取變換矩陣Q。

采用上述優選的方案，為后續數字圖像的畸變校正進行預處理。

作為優選的方案，坐標系標定具體為：獲取光學傳感器坐標系與加速器放療系統坐標系之間轉換關系。

采用上述優選的方案，為后續數字圖像的畸變校正進行預處理。