[发明专利]基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统及其方法有效
申请号: | 201811579081.X | 申请日: | 2018-12-21 |
公开(公告)号: | CN109499010B | 公开(公告)日: | 2021-06-08 |
发明(设计)人: | 文虎儿;黄思盛;姚毅 | 申请(专利权)人: | 苏州雷泰医疗科技有限公司 |
主分类号: | A61N5/10 | 分类号: | A61N5/10 |
代理公司: | 苏州华博知识产权代理有限公司 32232 | 代理人: | 彭益波 |
地址: | 215000 江苏省苏州市工业园区金鸡湖*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 基于 红外 可见光 三维重建 放射 治疗 辅助 系统 及其 方法 | ||
1.基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统,其特征在于,包括:
可见光三维重建系统,包括:可见光相机和可见光投影仪;
近红外三维重建系统,包括:红外相机和红外投影仪;
同步触发装置,所述同步触发装置分别与所述可见光相机、可见光投影仪、红外相机以及红外投影仪连接,所述同步触发装置分别给所述可见光投影仪和红外投影仪提供一个第一触发脉冲信号,所述可见光投影仪和红外投影仪投出画面后,分别反馈一个反馈脉冲信号给所述同步触发装置,所述同步触发装置对反馈脉冲信号进行处理后,给所述可见光相机和红外相机提供一个第二触发脉冲信号,控制所述可见光相机和红外相机采集图片;
第一标定板,设置于治疗床加速器中心处,所述第一标定板用于对所述可见光相机和红外相机进行标定;
第二标定板,所述第二标定板用于对所述可见光投影仪和红外投影仪进行标定;
采用下述方法进行放射治疗,具体包括以下步骤:
(1)对红外相机和红外投影仪的标定、对可见光相机和可见光投影仪的标定以及对所述红外相机、可见光相机、红外投影仪和可见光投影仪之间的联合标定;
(2)标定完成后,可见光投影仪实时投影出相移条纹,红外投影仪实时投影出红外散斑,可见光相机和红外相机进行同步采集;
(3)匹配验证可见光三维重建系统和近红外三维重建系统得到的两组重建数据,计算两组获得的点云数据之间的旋转变换矩阵,若其两组点云数据之间的欧拉角小于1度,位移小于2毫米,则认为该两组重建数据合格,进入步骤(4);
否则,重回步骤(1),进行重新标定;
(4)分别将可见光三维重建系统和近红外三维重建系统与CT图像配准,用于临床治疗。
2.根据权利要求1所述的基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统,其特征在于,所述第一标定板包括:第一板体以及呈矩阵分布设置于所述第一板体表面的红外LED,且设置于所述第一板体表面的红外LED的亮度可调节。
3.根据权利要求1所述的基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统,其特征在于,所述第二标定板包括:第二板体以及设置于所述第二板体表面边缘的红外LED,所述第二板体的中间区域为空白投影区域。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统,其特征在于,所述基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统采用多线程同步方式进行重建,所述多线程同步方式包括:主线程、采集线程、解码线程以及重建线程;
所述主线程用于控制所述采集线程、解码线程、重建线程的开关,点云数据显示以及实时跟踪曲线的显示;
采集线程用于同步采集可见图片以及红外图片,并生成对应的序列图片;
解码线程用于对采集的相移序列图片以及散斑序列图片进行解码,生成对应的码字;
重建线程用于依据对应的码字,匹配对应的所述可见光相机、可见光投影仪、红外相机以及红外投影仪,利用三角形原理计算出三维的坐标点。
5.根据权利要求4所述的基于红外和可见光三维重建的放射治疗辅助系统,其特征在于,所述可见光投影仪所投图像为3张3步相移图像,条纹的强度如下:
I1(x,y)=I'(x,y)+I”(x,y)cos[φ(x,y)-2π/3]
I2(x,y)=I'(x,y)+I”(x,y)cos[φ(x,y)]
I3(x,y)=I'(x,y)+I”(x,y)cos[φ(x,y)+2π/3]
I'(x,y)为图像中该点的平均强度,I”(x,y)为图像中该点调制的强度,I1(x,y)、I2(x,y)和I3(x,y)为所述可见光相机采集到的图像,φ(x,y)为求解的相位,其可由下列公式计算获得:
最后通过φ(x,y)/2π×p计算所对应的码字,p为可见光投影仪的宽度。
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