[发明专利]一种头部放射治疗系统

说明书

本发明涉及一种头部放射治疗系统，包括三维采集子系统、点云基本处理子系统及实时配准子系统，采用激光三维定位方法及GPU加速技术实现人体实时摆位比对；本发明的优点是，本发明采用三维激光光扫描技术对病患进行扫描，获取三维数据，误差可控制在0.5mm左右，再采用GPU加速和并行处理技术提高运算效率，可使整个操作过程控制在几十秒之内。

技术领域

本发明涉及放射治疗领域，具体为一种头部放射治疗系统。

背景技术

放射治疗是治愈恶性肿瘤不可或缺的主要方法之一，“放射治疗科”或“肿瘤放射治疗中心”是由多个团队有机组成的战斗集体，各负其责，相互配合，这样才能最有效地保护肿瘤患者正常组织和重要器官，彻底地或最大限度地消灭肿瘤细胞。肿瘤的放射治疗通常由医师和物理师制定好一个完整的治疗方案后，由治疗师用一个月到一个半月的时间，通过对病人精确的照射摆位来完成这个治疗方案，每个疗程约需30天，每次照射1～3个部位。摆位不仅要精确，还需要有很好的重复性。治疗师的摆位工作在放疗工作中是极其重要的一个环节，也是治疗计划正确无误、完整实施的重要保证。

目前常见的摆位方法和手段主要有：

1)头部和体部肿瘤的摆位，通常分别使用热塑性固定膜和负压真空气垫，对患者进行头、体部位置的固定；使用激光定位灯对其进行定位，热塑性固定膜和负压真空气垫的制作质量及过程，也会影响到摆位的精度和治疗效果。如中国专利文件CN 104338238A公布的一种快速精确定位肿瘤的方法。

2)中国专利文件CN 103736208 A公布了一种放射治疗用红外定位自动摆位系统。所述的放射治疗用红外定位自动摆位系统，其特征是，包括红外定位相机、红外定位单元、放射治疗设备、计算机、显示设备、红外相机注册单元，红外定位相机通过红外线与红外定位单元相连，红外定位相机的输入和输出与计算机相连，计算机的输出与显示设备相连，计算机与放射治疗设备相连，红外定位相机通过红外相机注册单元与放射治疗设备相连。本发明通过合理的结构搭配，将红外定位小球和立体框架组合成为红外定位单元，方便在多种情况下监控患者的坐标，红外定位单元随患者移动而移动，实时监控患者的位置情况，提供良好的监测结果，保证放射治疗的效果。

前者方法定位精度低，容易产生较大误差，后者仅达实现平面定位方式，没有充分立体信息，进而在一些较为隐蔽部位，定位精度较差，效率不高。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供一种头部放射治疗系统，可将定位误差控制在0.5mm左右，整个操作过程控制在几十秒之内，定位精度高，运算效率高。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种头部放射治疗系统，包括三维采集子系统、点云基本处理子系统及实时配准子系统；

所述三维采集子系统包括激光散斑系统及高精度彩色相机：采用激光散斑结构光来获取患者深度信息，即三维信息，采用色彩相机获取被测物颜色信息；

所述云基本处理子系统包括FPGA模块及DSP模块：采用基本FPGA和DSP前端点云处理系统，获取被测量物完整三维信息，融合颜色统计信息，改进传统点云处理算法，进一步通过实时处理子系统，对采集到的数据逐个像素块进行分类编码，获得每个窗口的深度，再通过深度信息进行反解运算，获得患者在世界坐标系下的坐标，获得更高精度的深度信息；

所述实时配准子系统采用GPU加速技术及并行处理技术：当再次进行放疗时，采用相同的上述两个步骤方法对病人进行实时扫描，获取当前病人三维数据，并且传入实时配准子系统中，完成两片点云的配准工作，采用并行处理和GPU加速等技术对数据进行处理。

进一步的，所述云基本处理子系统采用训练好的深度模型对数据进行分类。

进一步的，所述云基本处理子系统通过拼接技术获取被测量物完整三维信息。