[發(fā)明專利]一種用于放療規(guī)劃的CT、光學共定位輔助裝置

有效

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• 申請日: 2022-01-17
• 公開（公告）號: CN114177544B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 錢俊超;翟少壯;周可;王宏志
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

本發(fā)明公開了一種用于放療規(guī)劃的CT、光學共定位輔助裝置，該裝置主要通過利用CT、結(jié)構光共用標記點，進行放療擺位的輔助校準，該裝置包括體表標記材料粘貼模塊、CT數(shù)據(jù)采集模塊，光學數(shù)據(jù)采集模塊、共定位數(shù)據(jù)整合模塊，重建顯示模塊和位置校準模塊。該裝置主要通過選取特定材料、特點形狀的標記物粘貼于患者體表；由CT掃描和結(jié)構光掃描獲取患者數(shù)據(jù)；通過對CT、結(jié)構光掃描后所得數(shù)據(jù)進行整合、重建，得到患者放療前腫瘤相對于體表標記物的位置；根據(jù)所得位置對患者擺位進行更進一步的擺位校準，獲得更精準放療靶區(qū)和提高放療劑量的準確性，減少放療誤差，提高放療精度。

技術領域

本發(fā)明涉及醫(yī)療技術領域，尤其涉及一種用于放療規(guī)劃的CT、光學共定位輔助裝置。

背景技術

放療是利用放射線如放射性同位素產(chǎn)生的α、β、γ射線和各類x射線治療機或加速器產(chǎn)生的x射線、電子線、質(zhì)子束及其它粒子束等治療惡性腫瘤的一種方法，通常采用X線、電子線或質(zhì)子射線等放射性殺滅和損傷癌細胞，放射線破壞照射區(qū)(靶區(qū))的細胞，使這些細胞停止分裂直至死亡，從而使腫瘤縮小或消失來治療腫瘤。

CT即電子計算機斷層掃描，它是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖像清晰等特點，可用于多種疾病的檢查。它根據(jù)人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同，應用靈敏度極高的儀器對人體進行測量，然后將測量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計算機，電子計算機對數(shù)據(jù)進行處理后，就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，發(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細小病變。

結(jié)構光技術是使用提前設計好的具有特殊結(jié)構的圖案(比如離散光斑、條紋光、編碼結(jié)構光等)，將圖案投影到三維空間物體表面上，使用相機觀察在三維物理表面成像的畸變情況，觀察到的結(jié)構光圖案就會因為物體表面不同的幾何形狀而產(chǎn)生不同的扭曲變形，而根據(jù)距離的不同和已知的結(jié)構光圖案及觀察到的變形，就能根據(jù)算法計算被測物的三維形狀及深度信息。

三維重建是指對三維物體建立適合計算機表示和處理的數(shù)學模型,是在計算機環(huán)境下對其進行處理、操作和分析其性質(zhì)的基礎,也是在計算機中建立表達客觀世界的虛擬現(xiàn)實的關鍵技術。

精確放療是通過精確的腫瘤定位，精確的計劃設計、劑量計算及在治療機上精確執(zhí)行的一種全新的腫瘤放療技術，它融合了三維圖象處理技術、高精度的劑量計算算法、尖端的直線加速器系列技術、先進的腫瘤診斷技術、放射生物學前沿研究成果。提高腫瘤照射劑量減少周圍正常組織受量，同時減少放射合并癥和改進患者的生存質(zhì)量是未來放療發(fā)展的重要方向。

因此，本發(fā)明旨在通過CT結(jié)合光學成像，得到患者放療前腫瘤相對于體表標記物的位置，根據(jù)所得位置更進一步的對放療規(guī)劃和患者擺位進行校準，獲得更精準放療靶區(qū)和提高放療劑量的準確性，減少放療誤差，提高放療精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于放療規(guī)劃的CT、光學共定位輔助裝置，獲得更精準放療靶區(qū)和提高放療劑量的準確性，減少放療誤差，提高放療精度。

本發(fā)明所提出的技術方案如下：

一種用于放療規(guī)劃的CT、光學共定位輔助裝置，所述裝置包括體表標記材料粘貼模塊、CT數(shù)據(jù)采集模塊，光學數(shù)據(jù)采集模塊、共定位數(shù)據(jù)整合模塊，重建顯示模塊和位置校準模塊；

體表標記材料粘貼模塊，由標記物組成，被配置為進行放療規(guī)劃前粘貼于患者體表；

CT數(shù)據(jù)采集模塊，由一臺CT設備組成，用于對粘貼標記物的患者進行CT掃描獲取CT圖像數(shù)據(jù)，該CT圖像數(shù)據(jù)包括患者含腫瘤信息的內(nèi)部解剖結(jié)構數(shù)據(jù)、以及所粘貼標記物在CT影像的位置數(shù)據(jù)；

光學數(shù)據(jù)采集模塊，由一臺結(jié)構光投射器和兩臺相機構成，用于獲取患者含標記物的體表圖像數(shù)據(jù)；

共定位數(shù)據(jù)整合模塊，被配置為將CT數(shù)據(jù)采集模塊所得CT圖像數(shù)據(jù)與光學數(shù)據(jù)采集模塊采集到的體表圖像數(shù)據(jù)進行圖像質(zhì)量評價、評價后處理和整合；