直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)療設備技術領域，特別涉及一種直線加速器等中心點與球體半徑的 檢測方法。
【背景技術】
[0002] 放射治療通過體外射線較大程度地增加腫瘤區(qū)域的投射劑量和減少周圍正常組 織的受用劑量，從而最大限度的殺滅腫瘤細胞以降低正常組織的病發(fā)率。隨著放療技術的 進步，醫(yī)用直線加速器從原來的單能輻射發(fā)展到同源多能，由原來的千伏級別的X射線機， 發(fā)展到具有MV級射線源的醫(yī)用電子加速器，能量越來越高，從而為了更好地做到適形放療 和調(diào)強放療，醫(yī)用直線加速器的多葉準直器的發(fā)展趨勢為葉片數(shù)量多、厚度小、運動速度快 和定位準確等特點。
[0003] 其中，確定醫(yī)用直線加速器等中心點和球體半徑是實現(xiàn)適形放療、調(diào)強放療等現(xiàn) 代精確放射治療方法的基礎。具體地，在放射學設備中，各種運動的基準軸線圍繞一個公共 中心點運動，輻射軸從以此點為中心的最小球體內(nèi)通過，此點即為等中心。球體半徑指醫(yī)用 直線加速器的機架旋轉軸心、治療床旋轉軸心、準直器旋轉軸心相交于一點的范圍，此范圍 的半徑簡稱為球體半徑，該球體的直徑即為等中心的精度誤差，常規(guī)放射治療國家標準允 許的精度是±2mm，針對適形放療、調(diào)強放療、立體定向放射治療等精確放療技術，相應的等 中心精度有更高的要求，應在± Imm以內(nèi)。
[0004] 進一步地，醫(yī)用直線加速器中，機架是一個重要部件，它的功能是帶著輻射頭在 360度范圍旋轉，使從輻射頭發(fā)出的射束隨機架旋轉而改變?nèi)肷浞较?，照射惡性腫瘤進行治 療。因此機架的剛度和旋轉軸承的跳動誤差直接影響機器的等中心精度。放療設備機械等 中心點不僅在設備出廠時至關重要，設備在定期維護過程中需要通過質(zhì)量保證程序，對機 械等中心點的測量是質(zhì)量保證中的重要檢測步驟。然而，相關技術中依然以人工目測為主， 無法很好地保證等中心點距離各個射線的垂直距離在要求范圍之內(nèi)，有待改進。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關技術中的技術問題之一。
[0006] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種能提高檢測效率和精度，且簡單易行的直線加 速器等中心點與球體半徑的檢測方法。
[0007] 為達到上述目的，本發(fā)明實施例提出了一種直線加速器等中心點與球體半徑的檢 測方法，包括以下步驟：當直線加速器的機架旋轉至預設角度時，通過光學定位跟蹤器采集 多個紅外標識物的空間坐標；根據(jù)所述多個空間坐標分別記錄多組射線向量的起點和終點 的空間坐標位置；根據(jù)所述多個空間坐標位置獲取多組射線向量；根據(jù)理論等中心點的空 間位置選取以理論等中心點為圓心和以預設閾值為半徑的球體的點集；以及根據(jù)所述多組 射線向量與所述球體的點集計算等中心點與球體半徑，以獲取所述直線加速器的等中心點 與球體半徑。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，通過光學 定位跟蹤系統(tǒng)與紅外標識物檢測直線加速器的等中心點與球體半徑，取代人工目測的方 式，實現(xiàn)自動化檢測，很好地保證等中心點距離各個射線的垂直距離在要求范圍之內(nèi)，不但 簡化檢測流程，并且提高檢測效率及精度，避免了人為因素對檢測結果的影響，計算效率 高、結果準確、簡單易行。
[0009] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法還可 以具有如下附加的技術特征：
[0010] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，通過判斷計算得到的等中心點與球體半徑 結果是否符合標準容差值，且是否為所有等中心點中平均誤差最小的最優(yōu)解獲取所述直線 加速器的等中心點與球體半徑。
[0011] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述多個紅外標識物設置在所述直線加速 器的治療頭、多葉準直器與治療床旋轉軸線的交點位置。
[0012] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，在旋轉所述機架之前，將所述直線加速器的 機架和多葉準直器旋轉至零位。
[0013] 進一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述射線向量表示為：
[0014]
【主權項】
1. 一種直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 當直線加速器的機架旋轉至預設角度時，通過光學定位跟蹤器采集多個紅外標識物的 空間坐標； 根據(jù)所述多個空間坐標分別記錄多組射線向量的起點和終點的空間坐標位置； 根據(jù)所述多個空間坐標位置獲取多組射線向量； 根據(jù)理論等中心點的空間位置選取以理論等中心點為圓心和以預設閾值為半徑的球 體的點集；以及 根據(jù)所述多組射線向量與所述球體的點集計算等中心點與球體半徑，以獲取所述直線 加速器的等中心點與球體半徑。
2. 根據(jù)權利要求1所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 通過判斷計算得到的等中心點與球體半徑結果是否符合標準容差值，且是否為所有等中心 點中平均誤差最小的最優(yōu)解獲取所述直線加速器的等中心點與球體半徑。
3. 根據(jù)權利要求1所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 所述多個紅外標識物設置在所述直線加速器的治療頭、多葉準直器與治療床旋轉軸線的交 點位置。
4. 根據(jù)權利要求1所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 在旋轉所述機架之前，將所述直線加速器的機架和多葉準直器旋轉至零位。
5. 根據(jù)權利要求1所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 所述射線向量表示為：
其中，Pi;1為第i個機架角度射線向量起點的坐標，P i;2為第i個機架角度點射線向量 終點的坐標。
6. 根據(jù)權利要求5所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 所述球體的點集表示為： Isoc= {(x, y, z) I X 2+y2+z2^ 2}, 其中，2mm為所述預設閾值。
7. 根據(jù)權利要求6所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 根據(jù)以下公式計算所述球體半徑，所述公式為：
其中，rmin為所述球體半徑，r min所對應的點i so。為所述等中心點，N為所述多組射線向 量的組數(shù)。
8. 根據(jù)權利要求7所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 還包括： 根據(jù)所述直線加速器的等中心點與球體半徑獲取所述機架處于任何位置時的誤差補 償矢量。
9. 根據(jù)權利要求8所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 獲取所述誤差補償矢量的公式為：
10.根據(jù)權利要求1所述的直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，其特征在于， 所述光學定位跟蹤器為NDI設備。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種直線加速器等中心點與球體半徑的檢測方法，包括以下步驟：當機架旋轉至預設角度時，采集多個紅外標識物的空間坐標；分別記錄多組射線向量的起點和終點的空間坐標位置；獲取多組射線向量；選取以理論等中心點為圓心和以預設閾值為半徑的球體的點集；根據(jù)多組射線向量與球體的點集計算等中心點與球體半徑，以獲取直線加速器的等中心點與球體半徑。本發(fā)明實施例的檢測方法提高了檢測效率和精度，避免了人為因素對檢測結果的影響，簡單易行。
【IPC分類】G01B11-00, G01B11-08
【公開號】CN104764400
【申請?zhí)枴緾N201510104843
【發(fā)明人】葉佩青, 張翔, 張輝
【申請人】清華大學
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月10日