[发明专利]放疗计划仿真方法及装置

说明书

本发明提供了一种放疗计划仿真方法及装置。该放疗计划仿真方法包括：a.获取多个特征点在实际空间的第一位置；b.采集所述多个特征点的图像，并基于所述图像获取所述多个特征点在所述图像中的第二位置；c.根据所述多个特征点的所述第一位置和所述第二位置计算投影变换关系；以及d.根据所述投影变换关系将治疗头三维模型、治疗床三维模型和病人三维模型中的一者或二者映射至一显示界面，以在所述显示界面中模拟所述治疗头、所述治疗床和所述病人中的一者或二者的运动，并且当在所述显示界面模拟所述治疗床的运动时也模拟所述病人的运动，其中，所述治疗头、所述治疗床和所述病人的运动至少部分地由所述放疗计划所规定。

技术领域

本发明主要涉及放疗计划，尤其涉及一种放疗计划仿真方法及装置。

背景技术

放射治疗(简称放疗)是一种目前常用的治疗恶性肿瘤的手段，其基本原理是利用大量射线所产生的能量破坏细胞的染色体，使细胞停止生长，从而消灭可快速分裂和生长的恶性肿瘤细胞。其中射线可以是α射线、β射线、γ射线、X射线、电子束、质子束等。

在实际的放疗过程中，需要从不同角度依次将高能射线射入病人体内，使射线聚焦于病灶处从而杀死肿瘤组织。放疗设备的机械结构通常由治疗头和治疗床两部分构成，治疗头和治疗床有各自的旋转轴，两部分相配合就可以在空间中灵活的控制射线的入射角度。但也由于两部分可以自由移动，有时会出现治疗头和治疗床在移动过程中，发生治疗头碰撞病人的情况，并且此类事故已有报道。

在临床中为了避免上述危险情况的发生，在病人躺在治疗床上之后，执行真正的放疗之前，医院的技师通常会让放疗设备在不出束(即不输出射线)的状态下，将整个治疗过程中治疗头和治疗床的运动轨迹全部运行一遍，以验证治疗头是否会碰撞病人，上述过程在放疗领域的术语称为“Dry Run”。通过对整个运动过程的观察，以及人工干预和保护，完成一遍Dry Run的检查过程后，可以在后续的治疗中保证不会发生碰撞。

但在Dry Run的检查过程中还是存在一定的危险性，因为如果发现会发生碰撞，执行Dry Run的技师需要反应迅速，立刻地停止放疗设备的运动，这样会给病人带来一定的心理负担；如果不摆放病人，在Dry Run的全过程则需要技师假想病人的体积以及在病床上的具体位置，采用此种方式虽然消除了对病人的任何影响，但是准确性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种放疗计划仿真方法及装置，其能够在不会对病人产生影响的情况下，准确地检测放疗计划是否会发生碰撞。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种放疗计划仿真方法，适用于仿真放疗计划中的放疗设备的运动，其中所述放疗设备包括治疗头和治疗床，所述仿真方法包括：a.获取多个特征点在实际空间的第一位置；b.采集所述多个特征点的图像，并基于所述图像获取所述多个特征点在所述图像中的第二位置；c.根据所述多个特征点的所述第一位置和所述第二位置计算投影变换关系；以及d.根据所述投影变换关系将治疗头三维模型、治疗床三维模型和病人三维模型中的一者或二者映射至一显示界面，以在所述显示界面中模拟所述治疗头、所述治疗床和所述病人中的一者或二者的运动，并且当在所述显示界面模拟所述治疗床的运动时也模拟所述病人的运动，其中，所述治疗头、所述治疗床和所述病人的运动至少部分地由所述放疗计划所规定。

在本发明的一实施例中，所述特征点包括所述治疗床的角点。

在本发明的一实施例中，所述多个特征点的所述第一位置通过读取所述治疗床中心点在实际空间的第三位置，结合所述治疗床的尺寸计算得到。

在本发明的一实施例中，所述第一位置包括所述特征点在一世界坐标系上的三维坐标，所述第二位置包括所述特征点在所述图像上的二维坐标，所述投影变换关系包括投影变换矩阵。

在本发明的一实施例中，在所述显示界面中模拟所述治疗头的运动包括根据所述放疗计划生成的所述治疗头的运动轨迹，改变所述治疗头三维模型映射到所述显示界面上的位置。