[发明专利]3D摄像系统

说明书

技术领域

本申请涉及3D摄像系统。更具体地说，本申请涉及用于监控患者的定位和移动的3D摄像系统。该发明尤其适于与放射治疗装置和计算机断层摄影(CT)扫描器等一起使用，在这些装置中对患者移动或者不规则呼吸的检测对于成功的治疗来说非常重要。

背景技术

放射治疗包括将放射光束投射到患者身体的预定区域上，从而破坏或消除存在于那里的肿瘤。通常定期地且重复地执行这样的治疗。在每次医疗干预时，必须相对于患者来放置放射源，以便尽可能准确地辐照所选择的区域，从而避免辐射邻近组织，放射光束对于该邻近组织将是有害的。

当肿瘤位于胸部或腹部胸腔中时，肿瘤的位置在呼吸循环期间可能变化很大(例如，相差差不多几厘米)。为了获得可靠的CT扫描数据，因此始终在呼吸循环内的相同点获得数据非常重要。

某些现代CT扫描器能够处理在呼吸循环内的不同时间处获得的CT扫描数据，以生成在呼吸期间内部器官的3D移动的表示。在确定用于辐照癌症的治疗疗程时，器官移动的这种“4D”表示非常有价值。此外，为了将要生成的优质的计划数据，需要知道在获得各个CT扫描时在呼吸循环内的时间选择，使得4D表示准确地表示内部器官的移动。

在向患者应用放射时，治疗设备的选通应与呼吸循环相匹配，从而将放射聚焦在肿瘤的位置上并且最小化对其他组织的附带损害。如果检测到患者的移动，则应该暂停治疗以避免辐照到患者的非肿瘤位置的区域。另外，如果检测到诸如咳嗽之类的不规则呼吸，则应该暂停治疗，因为这样的不规则呼吸可能导致肿瘤相对于放射光束的焦点改变位置。

出于这个原因，已经提出了多个用于在放射治疗期间监控患者的移动和呼吸的监控系统。这些监控系统包括之前已经在US7348974、US7889906和US2009-018711中描述的维申RT公司的患者监控系统，上述美国专利或专利申请通过引用被全部包含于此。

在维申RT公司的专利申请所描述的系统中，获得和处理患者的立体图像，以生成标识与被成像患者的表面上的点相对应的大量点的3D位置的数据。可将这样的表面数据与先前生成的数据进行比较，并且用于以一致的方式来定位患者或者在患者移出正常位置时提供警报。

在监控患者时，在患者表面上的相对小的移动可指示患者胸部或腹部胸腔内的肿瘤的大得多的移动。因此，期望在生成患者的表面模型的准确性和一致性方面有所改善。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种立体摄像系统，包括：第一图像检测器，用于获得来自第一视点的对象的图像；以及相对于所述第一图像检测器的视点固定的第二图像检测器，用于获得来自第二视点的对象的图像；其中，每个图像检测器被布置为包含在大体恒定温度的微气候内。

申请人已确定由于外部温度变化导致的图像检测器之间的相对位置的非常小的变化会导致像素偏移，该像素偏移降低了基于立体摄像机的患者监控系统的准确性。由于图像传感器以及它们的安装托架随着温度的变化扩展或收缩，这样的变化自然地发生。尽管这些移动非常小，但它们使得传感器的校准可能发生偏移，从而将图像的部分记录到相邻像素。当图像传感器在远处对患者进行成像时，这种非常小的位置变化表现为正被监控的患者表面部分的位置的较大变化。然而如果采取步骤来将图像检测器保持在大体恒定温度，可以大体消除这种误差。

在一些实施例中，用于将图像检测器保持在大体恒定温度的布置可包括将加热器与每个图像检测器相关联，其中所述加热器可用于将相应的图像检测器保持在大体恒定温度。在其他实施例中，可使用诸如珀尔帖(peltier)热电冷却装置的冷却装置，来为每个传感器保持大体恒定温度的微气候。然而，优选使用加热器，因为加热器使得图像检测器的温度能高于环境空气温度，并且因此避免外部的空气温度变化影响传感器安装托架。

图像检测器可被安装在基板上，并且可以围绕所述图像检测器的周围提供热连接到与所述图像检测器相关联的加热器的一个或多个导电焊盘，以便帮助将该检测器保持在大体恒定温度的微气候内。

可提供用于检测环境温度的检测器，使得所述加热器可被布置为使得所述图像检测器包含在高于所检测的环境温度的大体恒定温度的微气候内。或者在其他实施例中，可将加热器布置为将图像检测器加热到大于期望的环境温度的温度，而不需要任何外部的环境温度检测。