照射区域确定方法、装置、设备及放射治疗系统
阅读说明：本技术 照射区域确定方法、装置、设备及放射治疗系统 (Irradiation region determination method, device and equipment and radiotherapy system ) 是由 刘倩倩 于 2020-03-20 设计创作，主要内容包括：本公开是关于一种照射区域确定方法、装置、设备及放射治疗系统,属于放射治疗技术领域。适用该照射区域确定方法的放射治疗系统包括：放射器和接收器；接收器包括接收件和多个发光角度可调的发光件。照射区域确定方法包括：根据放射器到目标对象朝向接收器的体表的第一高度、放射器到接收件的第二高度、以及接收件的尺寸在体表上确定照射区域的尺寸；根据照射区域确定多个发光件的发光角度；控制多个发光件转动至与发光角度,并向体表发射可见光；将可见光投射在体表形成的区域确定为照射区域。(The disclosure relates to a method, a device and equipment for determining an irradiation area and a radiotherapy system, and belongs to the technical field of radiotherapy. The radiation therapy system to which the irradiation region determination method is applied includes: an emitter and a receiver; the receiver includes a receiving member and a plurality of light emitting members whose light emitting angles are adjustable. The irradiation region determination method includes: determining the size of the irradiation area on the body surface according to a first height from the emitter to the target object facing the body surface of the receiver, a second height from the emitter to the receiver, and the size of the receiver; determining the light emitting angles of the plurality of light emitting members according to the irradiation area; controlling the plurality of light-emitting members to rotate to a light-emitting angle, and emitting visible light to the body surface; the region formed by projecting visible light on the body surface is determined as an irradiation region.)
技术领域
本公开涉及放射治疗技术领域，尤其涉及一种照射区域确定方法、装置、设备及放射治疗系统。
背景技术
基于X线照射原理的大型医疗器械广泛应用在临床诊疗中。由于X射线具有放射性，因此在满足临床需求的基础上，需要尽量缩短病患和设备操作人员暴露在X射线中的时长。
相关技术中，在放射治疗过程中，设备操作人员采用X光曝光的方式来确定X光的照射区域。这样的方式增加了病患和医护人员暴露在X射线中的时长，具有进一步改进的空间。
发明内容
本公开提供一种照射区域确定方法、装置、设备及放射治疗系统，以解决相关技术中的技术缺陷。
第一方面，本公开实施例提供了一种照射区域确定方法，所述方法应用于放射治疗系统，所述放射治疗系统包括：放射器和接收器；所述接收器包括接收件和多个发光角度可调的发光件；所述方法包括：
根据放射器到目标对象的体表的第一高度、所述放射器到接收件的第二高度、以及所述接收件在所述体表上确定照射区域；
根据所述照射区域确定多个所述发光件的发光角度；
控制多个所述发光件转动至与所述发光角度，并向所述体表发射可见光；
将所述可见光投射在所述体表标记出的区域确定为照射区域。
在一个实施例中，所述根据放射器到目标对象的体表的第一高度，所述放射器到接收件的第二高度，以及所述接收件在所述体表上确定照射区域，包括：
按照所述第一高度和所述第二高度的比值，根据所述接收件边缘的长度确定所述照射区域与所述接收件边缘平行的边缘的长度。
在一个实施例中，所述根据所述照射区域确定多个所述发光件的发光角度，包括：
根据所述第一高度和所述第二高度确定多个所述发光件中目标发光件到所述照射区域的第三高度；
获取所述目标发光件在所述照射区域上的投影点到所述照射区域中目标照射点的距离；
根据所述第三高度以及所述距离确定所述目标发光件的发光角度。
在一个实施例中，所述照射区域包括相垂直的第一边和第二边；所述获取所述目标发光件在所述照射区域上的投影点到所述照射区域中目标照射点的距离，包括：
根据所述投影点到所述第一边和第二边的距离确定所述投影点到所述目标照射点的距离。
在一个实施例中，与多个所述发光件对应的所述目标照射点分布在所述照射区域的边缘上。
在一个实施例中，所述控制所述发光件向所述目标对象体表发射可见光，包括：控制所述发光件向所述目标对象体表发射有色可见光。
在一个实施例中，所述治疗系统还包括位于所述放射器和所述接收器之间的治疗床，在所述根据放射器到目标对象的体表的第一高度、所述放射器到接收件的第二高度、以及所述接收件在所述体表上确定照射区域之前，所述方法还包括：
响应于所述发射器、所述接收器、和所述治疗床中至少一个沿高度方向移动，获取所述第一高度和所述第二高度。
第二方面，本公开实施例提供了一种照射区域确定装置，所述装置应用于放射治疗系统，所述放射治疗系统包括：放射器和接收器；所述接收器包括接收件和多个发光角度可调的发光件；所述装置包括：
第一确定模块，用于根据放射器到目标对象的第一高度、所述放射器到接收件的第二高度、以及所述接收件在所述体表上确定照射区域；
第二确定模块，用于根据所述照射区域确定多个所述发光件的发光角度；
控制模块，用于控制多个所述发光件转动至与所述发光角度，并向所述体表发射可见光，以及
第三确定模块，用于将所述可见光投射在所述体表标记出的区域确定为照射区域。
在一个实施例中，所述第一确定模块具体用于：按照所述第一高度和所述第二高度的比值，根据所述接收件边缘的长度确定所述照射区域与所述接收件边缘平行的边缘的长度。
在一个实施例中，所述第二确定模块包括：
第一确定单元，用于根据所述第一高度和所述第二高度确定多个所述发光件中目标发光件到所述照射区域的第三高度；
获取单元，用于获取所述目标发光件在所述照射区域上的投影点到所述照射区域中目标照射点的距离；以及
第二确定单元，用于根据所述第三高度以及所述距离确定所述目标发光件的发光角度。
在一个实施例中，所述照射区域包括相垂直的第一边和第二边；所述获取单元具体用于：根据所述投影点到所述第一边和第二边的距离确定所述投影点到所述目标照射点的距离。
在一个实施例中，与多个所述发光件对应的所述目标照射点分布在所述照射区域的边缘上。
在一个实施例中，所述控制模块在控制所述发光件向所述目标对象体表发射可见光时，包括：控制所述发光件向所述目标对象体表发射有色可见光。
在一个实施例中，所述治疗设备还包括位于所述放射器和所述接收器之间的治疗床，所述装置还包括：
获取模块，用于在所述第一确定模块在所述体表上确定所述照射区域之前，响应于所述发射器、所述接收器、和所述治疗床中至少一个沿高度方向移动，获取所述第一高度和所述第二高度。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，所述设备包括：
存储器，存储有可执行指令；以及
处理器，被配置为执行所述存储器中可执行指令以实现上述第一方面提供的方法。
第四方面，本公开实施例提供了一种放射治疗系统，所述系统包括：
放射器；
接收器，包括接收件和多个发光角度可调的发光件；
存储器，存储有可执行指令；以及
如上述第三方面提供的电子设备。
第五方面，本公开实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现上述第一方面提供的照射区域确定方法。
本公开所提供的照射区域确定方法至少具有以下有益效果：
基于放射治疗系统的结构尺寸在目标对象体表确定照射区域，进而根据照射区域确定发光件的发光角度，使得发光件射出的可见光投射在目标对象体表形成可视化的照射区域。通过可见光标记出的照射区域辅助设备操作人员调整照射区域，提高调试过程效率，有效缩短放射治疗过程中医护人员和目标对象暴露在X光中的时长。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的放射性治疗设备的结构示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的照射区域确定方法流程图；
图3是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法状态示意图；
图4是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法流程图；
图5是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法状态示意图；
图6是根据一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图；
图7是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图；
图8是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
在本公开说明书和权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
在介绍本公开实施例提供的照射区域确定方法及装置之前，首先介绍该方法和装置适用的放射治疗系统。
图1是根据一示例性实施例示出的放射性治疗系统的结构示意图。如图1所示，放射治疗系统包括：放射器100、接收器200、和治疗床300。
放射器100用于输出X射线。可选地，放射器100包括X射线球管110和线束器120。X射线球管110为X射线发生装置，线束器120用于将X射线球管110射出的圆锥形光束转换为矩形光束，以保障X光均照射在接收器200上。
接收器200包括接收件210和多个发光件220。接收件210用于接收发射器100射出的X光线，并基于接收到的X光线输出X光图像。通常，接收件210接收X光的面为四边形，例如矩形、正方形等。
多个发光件220的发光角度可调。结合图1，发光件220的发光角度θ是指发光件220射出的光线与垂直于接收件210的中心线Z1所成角度。并且，多个发光件220与接收件210在高度方向上相对固定。也即，发光件220与接收件210高度一致。
在本公开实施例中，多个发光件220具有多种实现方式。例如，多个发光件220沿接收件220的四边分布；或者，多个发光件220在接收件210上形成发光件阵列。
治疗床300位于放射器100和接收器200之间，用于承载待检测的目标对象。放射器100、接收器200和治疗床300三者的高度可调，以使目标对象处于合适的治疗高度。并且，在治疗过程中，放射器100和接收器200仅沿高度方向相对移动，在垂直于高度方向的面内保持相对固定。也即，放射器100和接收器200的中心线对齐。
基于上述放射治疗系统，本公开实施例提供了一种照射区域确定方法。
图2是根据一示例性实施例示出的照射区域确定方法流程图。
如图2所示，该照射区域确定方法包括：
步骤201、根据放射器到目标对象的体表的第一高度、放射器到接收件的第二高度、以及接收件在目标对象的体表上确定照射区域。
结合图1，步骤201中目标对象的体表为目标对象400朝向接收器200的一侧体表410。照射区域表征X射线自体表410射出目标对象的区域。
需要说明的是，在实际操作过程中，受目标对象体表生理结构变化影响，照射区域不在一个平面内。但是，在本公开实施例中将目标对象的体表作为平面进行处理，也即，照射区域为平面区域。
图3是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法状态示意图。在一个实施例中，如图3所示，放射器100射出的X射线通过目标对象400投射在接收器200上，且接收件210和体表410平行。线束器将球管射出的圆锥形X光光束转换为径向截面为矩形的X光光束，以将X光投射在矩形的接收件210上。在这样的情况下，照射区域410的形状为矩形。
进而，按照平行线分线段成比例的原则，按照第一高度H1和第二高度的比值，根据接收件边缘的长度确定照射区域与接收件边缘平行的边缘的长度。具体公式为：
W1＝H1×W2/H2
其中，H1为放射器100到体表410的第一高度；
H2为放射器100到接收件210的第二高度；
W1为照射区域410的边缘长度；
W2为接收件210的边缘长度。
具体地，根据接收件210的宽边长度确定照射区域的宽边长度，根据接收件210长边长度确定照射区域的长边长度。并且，照射区域410沿高度方向的中心线与发射器100、接收件210的高度方向中心线重合。因此，照射区域的中心位接收间210和发射器100的中心线与体表410的交点。进而，基于照射区域的中心位置和各个边缘的长度能够在体表410上确定出照射区域410的位置。
继续参照图2，在步骤201之后，该照射区域确定方法还包括：
步骤202、根据照射区域确定多个发光件的发光角度。
通过根据照射区域确定的各个发光件的发光角度，使得发光件朝向期望方向射出光线。
图4是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法流程图。在一个实施例中，如图4所示，步骤202具体包括：
步骤2021、根据第一高度和第二高度确定多个发光件中目标发光件到照射区域的第三高度。
目标发光件到照射区域的第三高度为第二高度与第一高度的差值。可选地，各个发光件到照射区域的第三高度相同。
步骤2022、获取目标发光件在照射区域上的投影点到照射区域中目标照射点的距离。
图5是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定方法状态示意图。如图5所示，照射区域410包括相垂直的第一边410a和第二边410b(例如照射区域410为矩形)。在这样的情况下，步骤2022具体包括：
根据目标发光件A1在照射区域上的投影点A2到第一边410a和第二边410b的距离确定投影点A2到目标照射点B的距离。
可选地，在体表410上构建坐标系，坐标系中x轴与第一边410a平行，y轴与第二边410b平行。此时，能够将投影点A2到第一边410a和第二边410b的距离转换为投影点A2的坐标。
如图5所示，坐标系原点为照射区域410的中心点。也即，坐标系原点为接收件210中心线与照射区域410的交点。由于放射治疗系统的结构固定，因此可以预先获取目标发光件A1与接收件210不同边缘的距离，以及接收件210不同边缘的长度。
以图5中目标发光件A1为例，接收件210的长边长度为L1，宽边长度为L2。目标发光件A1到长边距离为L3，到短边距离为L4。其中，长边平行于x轴，短边平行于y轴。此时，目标发光件A1在照射区域上的投影点A2的坐标为(L1/2-L4，L2/2-L3)。
通过步骤201在体表确定出照射区域的尺寸，相当于获取了照射区域在x轴上的最大值和最小值，以及在y轴上的最大值和最小值。因此，基于照射区域的边长能够获取照射区域内不同目标照射点B的坐标。可选地，目标照射点B位于照射区域边缘，或者，目标照射点B位于照射区域内部。以此方式，基于投影点A2和目标照射点B的坐标，能够获取二者之间的距离(图5所示线段A2B的长度)。
继续参见图4，步骤2023、根据第三高度以及投影点到目标照射点的距离确定目标发光件的发光角度。
具体来说，发光角度的正切值为投影点到目标照射点的距离与第三高度的比值。
继续参照图2，在步骤202之后，照射区域确定方法还包括：
步骤203、控制多个发光件转动至发光角度，并向体表发射可见光。
其中，可见光为有色光，例如红色、绿色、蓝色、紫色等。通过有色光照射在目标对象体表，以便医护人员明确发光件在目标对象体表照射的位置。并且，采用射出可见光的方式，减少放射治疗过程中医护人员和目标对象暴露在X光中的次数。
步骤204、将可见光投射在目标对象体表标记出的区域确定为照射区域。
可选地，在步骤202中目标照射点均位于照射区域的边缘。在这样的情况下，步骤204中照射区域为多个光斑围合成的空心区域，或者有色光线条勾勒出的空心区域。
可选地，步骤202中目标照射点位于照射区域的边缘或照射区域的内部。在这样的情况下，步骤204中照射区域为光斑形成的阵列区域或者实心区域。
在一个实施例中，在步骤210之前，照射区域确定方法还包括：响应于发射器、接收器、和治疗床中至少一个沿高度方向移动，获取发射器到目标对象朝向接收器的体表的第一高度，以及发射器到接收器的第二高度。
采用这样的方式，在放射治疗过程中实时获取第一高度和第二高度。根据实时获取的第一高度和第二高度确定照射区域，以调整发光件的发光角度。进而，实现照射区域实时更新，以便医护人员明确目标对象的照射位置。
本公开实施例提供的照射区域确定方法实现了目标对象体表照射区域可视化，辅助医护人员对于目标对象的照射区域进行调控。并且，该照射区域确定方法采用可见光实现，辅助设备操作人员调整X光照射区域，有效缩短放射治疗过程中设备操作人员和目标对象暴露在X光中的时长。
基于上述照射区域确定方法，本公开实施例还提供了一种照射区域确定装置，该装置应用于上述放射治疗系统。图6是根据一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图。如图6所示，该装置包括：第一确定模块601、第二确定模块602、控制模块603、以及第三确定模块604。
第一确定模块601用于根据放射器到目标对象的体表的第一高度、放射器到接收件的第二高度、以及接收件在体表上确定照射区域。
第二确定模块602用于根据照射区域确定多个发光件的发光角度；
控制模块603，用于控制多个发光件转动至与发光角度，并向体表发射可见光。
第三确定模块604用于将可见光投射在体表标记出的区域确定为照射区域。
在一个实施例中，第一确定模块601具体用于：按照第一高度和第二高度的比值，根据接收件边缘的长度确定照射区域与接收件边缘平行的边缘的长度。
在一个实施例中，图7是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图。如图7所示，第二确定模块602包括：第一确定单元6021、获取单元6022、以及第二确定单元6023。
第一确定单元6021用于根据第一高度和第二高度确定多个发光件中目标发光件到照射区域的第三高度。
获取单元6022用于获取目标发光件在照射区域上的投影点到照射区域中目标照射点的距离。
第二确定单元6023用于根据第三高度以及距离确定目标发光件的发光角度。
在一个实施例中，照射区域包括相垂直的第一边和第二边；获取单元6022具体用于：根据投影点到第一边和第二边的距离确定投影点到目标照射点的距离。
在一个实施例中，与多个发光件对应的目标照射点分布在照射区域的边缘。
在一个实施例中，控制模块703在控制发光件向目标对象体表发射可见光时，包括：控制发光件向目标对象体表发射有色可见光。
在一个实施例中，图8是根据另一示例性实施例示出的照射区域确定装置的结构示意图。如图8所示，照射区域确定装置还包括：
获取模块600，用于在第一确定模块601确定照射区域之前，响应于发射器、接收器、和治疗床中至少一个沿高度方向移动，获取第一高度和第二高度。
本公开实施例提供了一种电子设备，该设备包括存储器和处理器。其中，存储器存储有可执行指令。处理器被配置为执行存储器中可执行指令以实现上述提供的照射区域确定方法的步骤。
本公开实施例提供一种放射治疗系统。该放射治疗系统包括如图1所示的放射器和接收器。其中，接收器包括接收件和多个发光角度可调的发光件。该设备还包括上述提供的电子设备。电子设备通过处理器执行存储器中存储的可执行指令，以调控接收器中发光件的发光角度。
本公开实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有可执行指令。该可执行指令被处理器执行时实现上述提供的照射区域确定方法的步骤。可选地，该可读粗出介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由上述权利要求指出。