阅读说明：本技术 基于激光定位的标定水箱摆位方法及系统 (Water tank positioning calibration method and system based on laser positioning ) 是由 李玮 孟祥伟 袁双虎 雷晟暄 马志祥 于 2020-05-20 设计创作，主要内容包括：本公开公开了基于激光定位的标定水箱摆位方法及系统,包括：将磁共振设备、激光发射器标定在同一个坐标系下；水箱在上述坐标系中位置以坐标的形式表示；基于坐标系下磁共振设备、激光发射器的位置得到激光发射器所发射至该坐标系下水箱上激光的位置；标定时,将水箱上的激光接收器与激光发射器对准完成水箱位置定位。能够避免因人工操作不熟练或操作失误引起的测量误差,提高水箱摆位的精准度。(The utility model discloses a calibration water tank positioning method and system based on laser positioning, which comprises the following steps: calibrating the magnetic resonance equipment and the laser transmitter in the same coordinate system; the position of the water tank in the coordinate system is expressed in a coordinate mode; obtaining the position of laser emitted by a laser emitter to a water tank under a coordinate system based on the positions of magnetic resonance equipment and the laser emitter under the coordinate system; and during calibration, aligning a laser receiver on the water tank with the laser transmitter to complete the positioning of the water tank. The measuring error caused by unskilled manual operation or misoperation can be avoided, and the positioning accuracy of the water tank is improved.)

基于激光定位的标定水箱摆位方法及系统

技术领域

本公开属于医疗设备技术领域，尤其涉及基于激光定位的标定水箱摆位方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着医学技术的进步，医用电子直线加速器被全国各地医院广泛采用。成为放射治疗仪器的主流。通常磁共振引导的放疗设备主要包含，一部分是治疗用的直线加速器系统，另一部分是用于成像的磁共振设备，在磁共振放疗系统中，仪器使用前需要用三维水箱进行摆位，以检定医用电子加速器的精确性。

三维水箱又称射线束剂量扫描分析装置，用于测量和分析医用电子直线加速器输出射线的三维剂量，以此对加速器各项参数进行调整。在测量之前，需要准确对三维水箱进行摆位，摆位的准确度直接影响测量结果的准确性，因此摆位过程是非常关键的准备工作。

在传统方法中，需要人工手动固定水箱的位置和调节水平，由于缺乏参照标准，每次水箱摆位都需要检验位置、高度、水平度、源皮距SSD等因素，该过程繁琐且费时费力，并且准确度差。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了基于激光定位的标定水箱摆位方法，通过将传感技术与三维水箱结合应用，可以达到辅助摆位的目的。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

基于激光定位的标定水箱摆位方法，包括：

将磁共振设备、激光发射器标定在同一个坐标系下；

水箱在上述坐标系中位置以坐标的形式表示；

基于坐标系下磁共振设备、激光发射器的位置得到激光发射器所发射至该坐标系下水箱上激光的位置；

标定时，将水箱上的激光接收器与激光发射器对准完成水箱位置定位。

另一方面，公开了基于激光定位的标定水箱摆位系统，包括：

激光接收器、激光发射器、计算机；

所述激光接收器安放在水箱上，所述激光发射器安装于固定位置；

所述水箱放置在MRI工作台上；

所述计算机将磁共振设备、激光发射器标定在同一个坐标系下；

将水箱在上述坐标系中位置以坐标的形式表示；

基于坐标系下磁共振设备、激光发射器的位置得到激光发射器所发射至该坐标系下水箱上激光的位置；

标定时，将水箱上的激光接收器与激光发射器对准完成水箱位置定位。

以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

本公开的辅助直线加速器标定水箱精确摆位的测量方法，基于同一坐标系下，在计算机中形成对应的模型，基于坐标系下磁共振设备、激光发射器的位置得到激光发射器所发射至该坐标系下水箱上激光的位置，标定时，将水箱上的激光接收器与激光发射器对准完成水箱位置定位。能够精确定位水箱位置，无需医师反复调整水箱，节约大量的时间和人力，提高了仪器的使用效率。

本公开利用三个线激光发生器朝目标位置发生线激光，在标定水箱的特定位置放有激光接收器，利用激光接收器与激光之间的位置关系完成标定。本公开的辅助直线加速器标定水箱精确摆位的测量方法，能够避免因人工操作不熟练或操作失误引起的测量误差，提高水箱摆位的精准度。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例子的激光器形态设计示意图；

图2为本公开实施例子的激光交点模拟定位示意图；

图3为本公开实施例子的标定水箱摆放流程图；

其中，1.直立式线激光器，2.依附式线激光器，3.激光器口，4.桌面三维坐标系，5.激光器三维坐标系，6.三维水箱，7.水箱标记点。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术所述，现有三维水箱摆位过程复杂繁琐，且缺乏准确的摆位指示刻度，在每次直线加速器的检定都要耗费大量时间与精力。针对上述问题，本申请提出了辅助直线加速器标定水箱精确摆位的测量方法。

随着传感技术的进步，传感器技术越来越多的应用于医疗方面。医用传感器可以检测人体的各项生理信号，并将人体的生理信号转换成为有函数关系的电信号或影像信号，是医生各项感官的延伸，有助于各项病症的检查和治疗。通过将传感技术与三维水箱结合应用，可以达到辅助摆位的目的。

本实施例公开了基于激光定位的标定水箱摆位方法，首先将磁共振成像MRI、三个激光发射器标定在同一个坐标系下，并将标定后的坐标系在计算机中展示出来，随后由标定工程师选择水箱摆放位置，并在计算机的坐标系里以坐标的形式表示出来，随后，计算机根据水箱坐标数据以及MRI坐标数据，计算出三个激光发射器所发射激光的位置坐标，完成引导激光的发射，之后按照激光发射位置对水箱进行摆放。

本申请的一种典型应用方式，如图2所示，首先于桌面内选不共线的三点，桌面外选一点构建桌面三维坐标系4，以三激光器发射口为原点分别建立激光器三维坐标系5，在三维水箱6任一侧壁任意位置设置标记点7，由医师确定水箱理想位置，在各坐标系中模拟出该水箱的位置，并分别读出水箱标记点7在四坐标系内的四个坐标，通过坐标变换得到总体空间坐标系，则由标记点7在总体空间坐标系内的位置即可确定其真实位置。

在具体实施例子中，三个激光发生器，安放位置固定，可相对于MRI中某个的点安放。坐标系标定前，在某个点放置铅标志点，之后进行MRI扫描，将铅块位置在MRI坐标系里面显示出来。初始状态下，三个激光发射器以发射激光的位置为坐标原点产生坐标系，之后三个坐标系根据铅点的坐标位置，将其坐标与MRI的坐标进行标定，此时激光发射器和MRI图像在同一个坐标系下。

根据MRI工作台的尺寸，在坐标系里面产生MRI工作台的模型，并且可以对工作台上任意点的坐标进行显示。

在使用标定水箱对MRI进行标定时，工程师会有选择的放置标定水箱，此时工程师在计算机工作台模型里面选择标定水箱放置的位置点，此时根据水箱的尺寸，生成标定水箱的模型。

由于标定水箱的尺寸确定，且在标定水箱的左侧、右侧和上侧的固定位置安放有激光接收器，由于水箱在坐标系里面位置确定，且激光接收器的安放位置确定，此时可以根据工程师选择的点在计算机里表示出水箱上激光接收器的位置坐标。

三个激光发射器和MRI在同一个坐标系下，且其发射点坐标确定，在得到三个激光接收器的位置坐标之后，三个激光发射器朝各自目标点位置发射线激光。

随后，将标定水箱放到工作台上，并开始改变标定水箱位置，直到三个激光接收器都接收到激光为止，规定激光接收器接收到激光时，输出1，没有接收到激光时输出0，当三个输出全为1的时候，认为水箱的摆放位置精确，到达了预定位置。

其使用的具体流程如下：

首先将MRI设备、三个激光发射器标定在同一个坐标系下，并将标定后的坐标系在计算机中展示出来，随后由标定工程师选择水箱摆放位置，并在计算机的坐标系里以坐标的形式表示出来，随后，计算机根据之前的水箱数据以及MRI数据，计算出三个激光发射器所发射激光的位置，完成引导激光的发射，之后按照激光发射位置对水箱进行摆放。

三个激光发生器3，安放位置固定，可相对于MRI中某个特定的点安放。坐标系标定前，在特定的点放置铅标志点，之后进行MRI扫描，将铅块位置在MRI坐标系里面显示出来。初始状态下，三个激光发射器以发射激光的位置为坐标原点产生坐标系，之后三个坐标系根据铅点的坐标位置，将其坐标与MRI的坐标进行标定，此时激光发射器和MRI图像在同一个坐标系下。

本公开进一步的，根据MRI工作台的尺寸，在坐标系里面产生MRI工作台的模型，并且可以对工作台上任意点的坐标进行显示。

在使用标定水箱对MRI进行标定时，工程师会有选择的放置标定水箱，此时工程师在计算机工作台模型里面选择标定水箱放置的位置点，此时根据水箱的尺寸，生成标定水箱的模型。

标定水箱的尺寸确定，且在标定水箱的左侧、右侧和上侧的固定位置安放有激光接收器，由于水箱在坐标系里面位置确定，且激光接收器的安放位置确定，此时可以根据工程师选择的点在计算机里表示出水箱上激光接收器的位置坐标。

所述三个激光发射器和MRI在同一个坐标系下，且其发射点坐标确定，在得到三个激光接收器的位置坐标之后，三个激光发射器朝各自目标点位置发射线激光。

随后，标定工程师将标定水箱放到工作台上，并开始改变标定水箱位置，直到三个激光接收器都接收到激光为止，规定激光接收器接收到激光时，输出1，没有接收到激光时输出0，当三个输出全为1的时候，认为水箱的摆放位置精确，到达了预定位置。

在另一实施例子中，如图1、2所示，基于激光定位的标定水箱摆位系统，包含两个直立式线激光器1,以及依附式线激光器2，激光器的发射口3，计算机。其中，所述依附式线激光器2安装于电子直线加速器的治疗头9前缘，两直立式激光器1安装于治疗床两侧，三激光器发射角度皆可调，以便自主调整三射线汇聚点。

按照上述方法实现基于激光定位的标定水箱摆位。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。