[发明专利]患者监测系统生成的模型的准确度的测量方法和设备

说明书

提供识别患者的表面(204)的模型的、可用于识别患者(20)的位置的部分的方法。预先存在的患者的表面(204)的模型用于生成(102)光图案投射到患者(20)的表面(204)上的模拟图像。模拟图像之后被处理(104)以生成所述表面的另一模型。通过处理模拟图像生成的模型与初始模型表面之间的任何差异识别表面(204)的不能被可靠建模的部分因而识别表面(204)的不应用于监测患者(20)的定位的部分。本发明特别应用于识别用于监测和定位经受放射治疗的患者(20)的系统生成的患者表面(204)的模型的可靠性和准确度。

技术领域

本发明涉及用于测量由患者监测系统生成的模型的准确度的方法和设备。更具体地，本发明的实施例涉及测量患者监测系统生成的模型的准确度，其基于捕获的、光图案投射在其上的患者的图像生成患者表面的模型。本发明特别适合与用于在放射治疗期间监测患者定位的监测系统一起使用，其中高度准确的定位和患者移动的检测对于成功治疗很重要。

背景技术

放射治疗包括将辐射束投射到患者身体的预定区域以破坏或消除其中存在的瘤。这样的治疗通常周期性及反复地进行。在每次医疗干预时，为了以最高可能准确度辐照所选区域，辐射源必须相对于患者定位，以避免辐照辐射束辐照在其上将有害的相邻组织。为此，已提出多种用于在放射治疗期间帮助患者定位的监测系统，例如在Vision RT的早前专利及专利申请中描述的那些监测系统，例如参见美国专利7,889,906、7,348,974、8,135,201、9,028,422和美国专利申请2015/265852和2016/129283，所有这些通过引用组合于此。

在Vision RT的监测系统中，有斑点的光图案被投射在患者表面上以有助于识别患者表面的从不同角度捕获的对应部分。患者的图像被获得并连同识别捕获图像的摄像机的相对位置的数据一起进行处理，以确定对应于患者表面上的多个点的大量点的3D位置。这样的数据可与在先前时候产生的数据比较并用于以一致的方式定位患者或者在患者移动到不适当位置时提供警报。通常，前述比较包括进行普鲁克（Procrustes）分析以确定使通过基于现场图像产生的数据确定的患者表面上的点与通过先前时候产生的数据确定的患者表面上的点之间的位置差异最小化的变换。其它放射治疗患者监测系统通过将光线或光栅图案或其它预定图案形式的结构光（如激光）投射到患者表面上并基于投射的图案在捕获的图像中的出现生成所监测的患者表面的模型来监测经受放射治疗的患者的位置。

患者监测系统生成的模型的准确度受多个不同因素影响。在许多系统中，模型的准确度取决于患者被观察的角度。如果患者的一部分以斜角进行观察，生成的模型的准确度通常比以不太斜的角度观察患者的各部分时的准确度低。许多监测系统试图通过从多个角度捕获患者的图像来减轻该问题。如果使用多个摄像机，任何特定摄像机的观察均可能有较大机会被阻挡，因为放射治疗设备在治疗过程期间移动。如果特定摄像机的观察被阻挡，可能使用来自另一摄像机的图像数据对患者表面的一部分建模。然而，当这种情形出现时，生成的模型可能不精确地对应于先前生成的模型，这可能错误地指明患者在治疗期间已移动，从而可能导致操作员停止治疗直到患者被重新定位为止。

在治疗过程中能够识别前述错误的移动检测何时可能出现将有帮助。

更一般地，能够识别生成的患者表面的模型的可靠性和准确度及该准确度在治疗计划过程期间怎样变化将有帮助。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种由用于基于投射到患者表面上的光图案的图像生成患者模型的患者监测系统生成的患者模型的准确度的测量方法。

在这样的系统中，光图案投射到其上的患者表面的模拟图像通过对患者表面的模型进行纹理渲染而生成。之后，模拟图像被处理以生成患者表面的模型，及生成的模型之后与用于生成模拟图像的模型比较。生成的模型与用于生成模拟图像的模型的不同程度指明在使用治疗期间监测患者的建模系统对患者表面建模时出现的误差。