雙影像c臂系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于醫(yī)療設備領域內的一種雙影像C臂系統(tǒng)，由C臂環(huán)1和兩組影像系統(tǒng)組成；C臂環(huán)1安裝在支撐軸2上，兩組影像系統(tǒng)每組包括一個X射線源3和一個平板探測器4；X射線源3直接安裝在C臂環(huán)1上，或通過安裝支架6安裝在C臂環(huán)1上；平板探測器4直接安裝在C臂環(huán)1上，或通過微調機構5安裝在C臂環(huán)1上，或通過微調機構5和橫向安裝支架7安裝在C臂環(huán)1上；安裝支架6和橫向安裝支架7關于C臂中心軸線相位相差180°。本實用新型提供的雙影像C臂系統(tǒng)既能進行放射治療初始擺位，又可以實現(xiàn)動態(tài)雙目成像，還可以實現(xiàn)三維成像。
【專利說明】
雙影像C臂系統(tǒng)
[0001]技術領域:
[0002]本發(fā)明屬于醫(yī)療設備領域，具體涉及一種雙影像C臂系統(tǒng)。
[0003]【背景技術】:
[0004]在現(xiàn)有醫(yī)學影像技術中，C臂影像系統(tǒng)主要用于術中X光成像，是骨外科、血管介入、脊柱手術等臨床治療中非常重要的工具。近些年來，放療技術的發(fā)展，對于影像技術的要求越來越高，C臂影像成像系統(tǒng)也開始作為放療的影像擺定位手段，應用于放射治療過程中。而放射治療發(fā)展的趨勢是精確放射治療，所謂精確放射治療技術，是指采用現(xiàn)代化的計算機技術、醫(yī)學影像技術、放射生物技術、放射物理技術和臨床腫瘤治療技術為手段，對腫瘤進行“精確診斷、精確定位、精確計劃、精確治療”的一種新的放射治療技術。精確放射治療技術能明顯提高腫瘤的局部控制率，降低正常組織的并發(fā)癥，從而提高治療效果。而先進合理的影像系統(tǒng)是實現(xiàn)精確放療的關鍵之一。在精確放療系統(tǒng)中，理想的影像系統(tǒng)應該具有如下特點:能夠有清晰的三維圖像對比、融合，清楚地看到腫瘤的形態(tài)，實現(xiàn)精確配準和擺位；在治療過程中，對于運動類腫瘤能夠非常快速地成像、跟蹤定位靶區(qū)位置，反饋信息，進行運動補償，實現(xiàn)精確定位和跟蹤。然而，傳統(tǒng)的C臂結構僅采用一組影像系統(tǒng)，即一個球管和一個平板，無法在同一時間進行雙目成像。此外，現(xiàn)有技術出現(xiàn)了錐形束電腦斷層掃描(CBCT)影像設備，可以實現(xiàn)三維成像，但是由于C臂結構限制，還不能很好地應用于放療領域，并且不能與雙目成像集成使用，使得對腫瘤靶區(qū)有進行實時動態(tài)跟蹤要求的某些放療技術受到限制。
[0005]
【發(fā)明內容】
:
[0006]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有傳統(tǒng)C臂影像系統(tǒng)無法在同一時間進行雙目成像的不足，提供一種既能進行放射治療初始擺位，又可以實現(xiàn)動態(tài)雙目成像，還可以實現(xiàn)三維成像的雙影像C臂系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的目的是通過下述技術方案來實現(xiàn)的:
[0008]本發(fā)明的雙影像C臂系統(tǒng)，主要由C臂環(huán)I和兩組影像系統(tǒng)組成；其特征在于所述C臂環(huán)I安裝在支撐軸2上，并且具有三個自由度:繞C臂環(huán)I中心軸線的自轉自由度、繞支撐軸2軸線的旋轉自由度和沿支撐軸2安裝面的線性移動自由度；兩組影像系統(tǒng)每組包括一個X射線源3和一個平板探測器4 ;X射線源3直接安裝在C臂環(huán)I上，或通過安裝支架6安裝在C臂環(huán)I上；平板探測器4直接安裝在C臂環(huán)I上，或通過微調機構5安裝在C臂環(huán)I上，或通過微調機構5和橫向安裝支架7安裝在C臂環(huán)I上；安裝支架6和橫向安裝支架7關于C臂中心軸線相位相差180°。
[0009]上述方案中，所述X射線源3和平板探測器4的成像面與C臂環(huán)所在縱向截面不重合。
[0010]上述方案中，所述支撐軸2安裝在水平地面、天花板、機器人機械臂末端、翻轉平臺、旋轉平臺、立柱或輔助硬件設備的支撐面上。
[0011]上述方案中，所述C臂環(huán)I上配置有呼吸引導裝置，引導患者平順呼吸，使患者呼吸規(guī)律平穩(wěn)，提高對于呼吸運動影響的靶區(qū)的跟蹤和定位精度；c臂環(huán)I上配置有呼吸追蹤裝置，具體為紅外呼吸追蹤光學系統(tǒng)；c臂環(huán)I上設置有碰撞檢測傳感器，用于防止C臂與墻壁、其他硬件設備發(fā)生碰撞干涉。
[0012]上述方案中，所述雙影像C臂系統(tǒng)進一步包括治療床8，支撐軸2安裝在治療床8的支撐機構上。
[0013]上述方案中，所述雙影像C臂系統(tǒng)進一步包括機器人加速器9，支撐軸2安裝在機器人加速器9上。
[0014]上述方案中，所述雙影像C臂系統(tǒng)配置有對射激光定位器組件。
[0015]本發(fā)明的雙影像C臂系統(tǒng)用于放射治療時患者的初始擺位方法為:
[0016]A.開啟對射激光定位器，顯示虛擬等中心；
[0017]B.移動患者支撐治療床，使得患者靶區(qū)中心在虛擬等中心靠近。
[0018]本發(fā)明的C臂環(huán)繞其C臂環(huán)中心軸線的自轉角度大于220°，當啟用兩組成像系統(tǒng)中任意一組X射線源和平板探測器，可實現(xiàn)CBCT三維成像；當同時采用兩組成像系統(tǒng)進行拍片時，即可實現(xiàn)雙平片成像。
[0019]實現(xiàn)CBCT三維成像擺位的方法為:
[0020]A.直接控制治療床，進行初步擺位；
[0021]B.利用C臂旋轉(掃描時間±30秒，旋轉范圍±110°，I分鐘內完成整個220° )均勻間隔采集圖像；
[0022](a) C臂首先進行旋轉加速，當速度穩(wěn)定后向影像跟蹤系統(tǒng)發(fā)送當前角度(初穩(wěn)角度)、速度和備妥信號，影像跟蹤系統(tǒng)即可采集到一系列間隔相同角度的確切度數(shù)點的圖像(放射治療計劃(TPS)采集圖像的間隔時間是一定的，那么以后每一次采集圖像的角度即可通過初穩(wěn)角度、速度和時間計算而得)；
[0023](b)影像系統(tǒng)利用采集到的一系列不同角度對應的圖像重建三維模型，與治療前CT定位數(shù)字重建影像(DRR)進行圖像融合配準比對；
[0024](c)圖像融合配準比對后若未達到要求，存在較大偏差時，由醫(yī)技人員進入治療室調整；小偏差則由TPS向集成控制系統(tǒng)發(fā)送六維治療床微調參數(shù)(包括:床在X，Y, Z方向的移動和轉動)或加速器治療頭微調參數(shù)(治療頭在X，Y, Z方向的移動和轉動)，當擺位達到TPS治療要求后，整個擺位過程自動完成。
[0025]實現(xiàn)雙目成像快速定位的方法為:
[0026]A.在治療過程中，集成控制系統(tǒng)控制C臂，并向影像系統(tǒng)發(fā)送備妥信號，進行兩套X射線成像系統(tǒng)的圖像采集；
[0027]B.探測板獲取患者靶區(qū)兩幅相交二維圖像，由二維圖像聚算出靶區(qū)標志的三維坐標，并與治療初始時的CBCT三維圖像進行對應性配準；
[0028]C.若配準發(fā)現(xiàn)靶區(qū)有小范圍偏移，則將治療頭做相應X、Y、Z方向的移動調整；若偏移范圍較大，則立即存儲治療相關數(shù)據(jù)并停止治療，由醫(yī)生重新回到治療室調整，即重復病人剛進治療時的擺位，待擺位完成后，取出停止前存儲的治療相關數(shù)據(jù)，繼續(xù)治療，并在治療過程中不斷快速定位。
[0029]通過本發(fā)明的影像系統(tǒng)獲取患者靶區(qū)的位置與擺位時的偏差，反饋給控制系統(tǒng)，經過劑量驗證系統(tǒng)計算，可及時修正治療床或治療機器人的位置，實現(xiàn)靶區(qū)的精確校準、追蹤與治療。
[0030]本發(fā)明所述方案的有益效果為:
[0031]1.當平板探測器距離C臂環(huán)中心的徑向距離可調時，兩組成像系統(tǒng)的焦平距和成像中心可以根據(jù)腫瘤患者部位的形態(tài)進行調節(jié)，避免三維成像時探測平板和治療床的干涉。
[0032]2.C臂影像系統(tǒng)配備兩組組X射線源和探測板，增加了 C臂的靈活性；同時，C臂的自由度相對于現(xiàn)有自由度只保留至多三個自由度，即C臂沿安裝面的線性移動、C臂繞C臂基座軸線旋轉、C臂繞C臂環(huán)中心軸線自轉，結構簡單、容易加工。
[0033]3.C臂影像系統(tǒng)同時可以實現(xiàn)三維成像和二維定位的功能，增強了 C臂的功能，擴大其適用范圍，在治療過程中都以C臂圖像作為配準基準，可以減小累計誤差。
[0034]4.呼吸引導裝置配置于C臂上，引導患者規(guī)律呼吸，提高運動靶區(qū)的定位精度和圖像質量。
[0035]5.C臂安裝于機器人，或安裝于治療床支撐機構，或安裝于加速器安裝架，成為一體式結構，靈活度大，便于集成控制和零位調整。
[0036]綜上所述，本發(fā)明克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)C臂影像系統(tǒng)無法在同一時間進行雙目成像的不足，提供的雙影像C臂系統(tǒng)既能進行放射治療初始擺位，又可以實現(xiàn)動態(tài)雙目成像，還可以實現(xiàn)三維成像。
[0037]【附圖說明】:
[0038]圖1是本發(fā)明的結構示意圖。
[0039]圖2是本發(fā)明安裝支架的結構示意圖。
[0040]圖3是本發(fā)明安裝于天花板的示意圖。
[0041]圖4是本發(fā)明實施例五的結構示意圖。
[0042]圖5是本發(fā)明實施例六的結構示意圖。
[0043]附圖中，各數(shù)字的含義為:1:C臂環(huán)；2:支撐軸；3:X射線源；4:平板探測器；5:微調機構；6:安裝支架；7:橫向安裝支架；8:治療床；9:機器人加速器。
[0044]【具體實施方式】:
[0045]下面結合附圖及實施例進一步詳述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅限于所述實施例。
[0046]實施例一
[0047]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，如圖1所示，由C臂環(huán)I和兩組影像系統(tǒng)組成；C臂環(huán)I安裝在支撐軸2上，并且具有三個自由度:繞C臂環(huán)I中心軸線的自轉自由度、繞支撐軸2軸線的旋轉自由度和沿支撐軸2安裝面的線性移動自由度；兩組影像系統(tǒng)每組包括一個X射線源3和一個平板探測器4 ;X射線源3通過安裝支架6安裝在C臂環(huán)I上；平板探測器4通過微調機構5安裝在C臂環(huán)I上；安裝支架6和橫向安裝支架7關于C臂中心軸線相位相差180°，X射線源3和平板探測器4的成像面與C臂環(huán)所在縱向截面不重合。
[0048]支撐軸2安裝在水平地面上。
[0049]C臂環(huán)I上配置有呼吸引導裝置，引導患者平順呼吸，使患者呼吸規(guī)律平穩(wěn)，提高對于呼吸運動影響的靶區(qū)的跟蹤和定位精度；c臂環(huán)I上配置有呼吸追蹤裝置，具體為紅外呼吸追蹤光學系統(tǒng)；c臂環(huán)I上設置有碰撞檢測傳感器，用于防止C臂與墻壁、其他硬件設備發(fā)生碰撞干涉。
[0050]實施例二
[0051]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，如圖2所示，除平板探測器4通過微調機構5和橫向安裝支架7安裝在C臂環(huán)I上外，其余同實施例一。
[0052]實施例三
[0053]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，如圖3所示，除支撐軸2安裝在天花板上外，其余同實施例二。
[0054]實施例四
[0055]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，除X射線源3和平板探測器4直接安裝在C臂環(huán)I上外，其余同實施例一。
[0056]實施例五
[0057]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，如圖4所示，除支撐軸2安裝在治療床8的支撐機構上外，其余同實施例二。
[0058]治療床8為機器人治療床。
[0059]實施例六
[0060]本例的雙影像C臂系統(tǒng)，如圖5所示，除支撐軸2安裝在機器人加速器9上外，其余同實施例二。
[0061]機器人加速器9為機器人機械臂末端配置直線加速器，直線加速器前端配置可變野準直器或多葉準直器。
[0062]機器人治療床8、C臂環(huán)I和機器人加速器9放射治療頭的空間方位可為O度擺位，即一字型擺位，也可為45°擺位，即治療床8位于C臂環(huán)I與機器人加速器9放射治療頭連線的45°方位。
[0063]實施例七
[0064]本例的雙影像C臂系統(tǒng)除配置有對射激光定位器組件外，其余同實施例二。
【主權項】
1.一種雙影像C臂系統(tǒng)，主要由C臂環(huán)(I)和兩組影像系統(tǒng)組成；其特征在于所述C臂環(huán)(I)安裝在支撐軸(2)上，并且具有三個自由度:繞C臂環(huán)(I)中心軸線的自轉自由度、繞支撐軸(2)軸線的旋轉自由度和沿支撐軸(2)安裝面的線性移動自由度；兩組影像系統(tǒng)每組包括一個X射線源(3 )和一個平板探測器(4);X射線源(3 )直接安裝在C臂環(huán)(I)上，或通過安裝支架(6)安裝在C臂環(huán)(I)上；平板探測器(4)直接安裝在C臂環(huán)(I)上，或通過微調機構(5)安裝在C臂環(huán)(I)上，或通過微調機構(5)和橫向安裝支架(7)安裝在C臂環(huán)(I)上；安裝支架(6)和橫向安裝支架(7)關于C臂中心軸線相位相差180°。2.根據(jù)權利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述X射線源(3)和平板探測器(4)的成像面與C臂環(huán)所在縱向截面不重合。3.根據(jù)權利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述支撐軸(2)安裝在水平地面、天花板、機器人機械臂末端、翻轉平臺、旋轉平臺、立柱或輔助硬件設備的支撐面上。4.根據(jù)權利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述C臂環(huán)(I)上配置有呼吸引導裝置，引導患者平順呼吸，使患者呼吸規(guī)律平穩(wěn)，提高對于呼吸運動影響的靶區(qū)的跟蹤和定位精度；C臂環(huán)(I)上配置有呼吸追蹤裝置，具體為紅外呼吸追蹤光學系統(tǒng)；C臂環(huán)(I)上設置有碰撞檢測傳感器，用于防止C臂與墻壁、其他硬件設備發(fā)生碰撞干涉。5.根據(jù)權利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述雙影像C臂系統(tǒng)進一步包括治療床(8)，支撐軸(2)安裝在治療床(8)的支撐機構上。6.根據(jù)權利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述雙影像C臂系統(tǒng)進一步包括機器人加速器(9 )，支撐軸(2 )安裝在機器人加速器(9 )上。7.根據(jù)權利要求6所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述雙影像C臂系統(tǒng)配置有對射激光定位器組件。
【文檔編號】A61B6/03GK205411197SQ201520694039
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年9月9日
【發(fā)明人】吳大可, 姚進, 周付根, 張兵, 劉博 , 李超, 徐軒昂, 郭斌, 梁斌
【申請人】瑞地瑪醫(yī)學科技有限公司