[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于放射治療的輔助紅外定位裝置及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810717139.6
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109078270A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李立芳;韓寶林;趙杰;王永志;劉霞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 天津市寶坻區(qū)人民醫(yī)院
• 主分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 分類(lèi)號(hào): A61N5/10
• 代理公司: 天津企興智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12226
• 代理人: 韓敏

1.一種基于放射治療的輔助紅外定位裝置，其特征在于：包括圖像采集裝置、控制單元、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，床體、靶向標(biāo)記物和通信裝置，所述的圖像采集裝置與控制單元數(shù)據(jù)連接，所述的控制單元與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)線路連接，所述的驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)置于床體的內(nèi)部，控制單元通過(guò)通信裝置與外部的移動(dòng)終端數(shù)據(jù)連接；圖像采集裝置包括可見(jiàn)光相機(jī)和紅外成像相機(jī)，可見(jiàn)光相機(jī)和紅外成像相機(jī)分別與控制單元連接，所述的靶向標(biāo)記物涂覆在患者患處表層皮膚，靶向標(biāo)記物與紅外成像相機(jī)識(shí)別匹配。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位裝置，其特征在于：所述的圖像采集裝置至少設(shè)有三個(gè)，第一圖像采集裝置設(shè)置在治療床前方上側(cè)的墻壁上，第二、第三圖像采集裝置分別設(shè)置在床體的兩側(cè)墻壁上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位裝置，其特征在于：所述的控制單元包括預(yù)處理模塊、圖像識(shí)別模塊、匹配模塊、定位模塊、輸出模塊；預(yù)處理模塊、圖像識(shí)別模塊、匹配模塊、定位模塊、輸出模塊依次連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位裝置，其特征在于：所述的靶向標(biāo)記物為低溫有色紅外標(biāo)記涂料。

5.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1-4所述的基于放射治療的輔助紅外定位裝置的方法，其特征在于：一種應(yīng)用于基于放射治療的紅外定位裝置的方法包括人如下步驟：

(1)通過(guò)圖像采集裝置采集到可見(jiàn)光圖像以及紅外光圖像；輸入到預(yù)處理模塊，對(duì)圖像分別進(jìn)行濾波、去噪處理；

(2)提取成像區(qū)域，所述的圖像識(shí)別模塊識(shí)別成像區(qū)域中的可見(jiàn)光圖像及紅外光圖像；進(jìn)行二值化處理突出顯示標(biāo)記物；

(3)將所述可見(jiàn)光和紅外光標(biāo)圖像進(jìn)行匹配，通過(guò)匹配模塊得到標(biāo)記物的二維坐標(biāo)信息；

(4)將三個(gè)不同位置的圖像采集裝置分別獲得的標(biāo)記物二維坐標(biāo)信息輸入到定位模塊，通過(guò)三點(diǎn)定位算法獲得精確的標(biāo)記物坐標(biāo)信息；

(5)將標(biāo)記物坐標(biāo)信息通過(guò)輸出模塊輸出到控制單元，以控制驅(qū)動(dòng)床體擺位。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位方法，其特征在于：所述的圖像識(shí)別模塊還包括檢測(cè)人體信息，當(dāng)檢測(cè)到的患者人體信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中患者人體信息相同，則確認(rèn)所述標(biāo)記物為預(yù)期標(biāo)記；反之，則方法運(yùn)行結(jié)束。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位方法，其特征在于：所述人體信息包括皮膚顏色及人體輪廓。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位方法，其特征在于：所述二值化處理為二值化處理為采用OTSU最大類(lèi)間方差法將灰度圖像自適應(yīng)閾值二值化凸顯出標(biāo)記物。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位方法，其特征在于：步驟(4)所述的可見(jiàn)光和紅外光標(biāo)圖像匹配方法包括以下步驟：

(41)通過(guò)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)方法分別提取紅外與可見(jiàn)光圖像的邊緣，得到粗邊緣圖像；

(42)然后通過(guò)SURF算法提取兩幅邊緣圖像的特征點(diǎn)，根據(jù)正確的匹配點(diǎn)對(duì)之間斜率一致性的先驗(yàn)知識(shí)，進(jìn)行人體輪廓特征點(diǎn)匹配；

(43)最后通過(guò)最小二乘法求得仿射變換模型參數(shù)并實(shí)現(xiàn)兩幅圖像的配準(zhǔn)。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于放射治療的輔助紅外定位方法，其特征在于：以每個(gè)圖像采集裝置為參考系，標(biāo)記物的初始坐標(biāo)分別為(x1,y1)、(x2,y2)、(x3,y3)；標(biāo)記物的精確坐標(biāo)為(x0,y0)，，得出標(biāo)記物的精確坐標(biāo)計(jì)算公式：

(x₁-x₀)²+(y₁-y₀)²＝d₁²

(x₂-x₀)²+(y₂-y₀)²＝d₂²

(x₃-x₀)²+(y₃-y₀)²＝d₃²

其中，標(biāo)記物的精確坐標(biāo)與三個(gè)初坐標(biāo)距離分別為d1,d2和d3。