[发明专利]双影像C臂系统

说明书

技术领域

本发明属于医疗设备领域，具体涉及一种双影像C臂系统。

背景技术

在现有医学影像技术中，C臂影像系统主要用于术中X光成像，是骨外科、血管介入、脊柱手术等临床治疗中非常重要的工具。近些年来，放疗技术的发展，对于影像技术的要求越来越高，C臂影像成像系统也开始作为放疗的影像摆定位手段，应用于放射治疗过程中。而放射治疗发展的趋势是精确放射治疗，所谓精确放射治疗技术，是指采用现代化的计算机技术、医学影像技术、放射生物技术、放射物理技术和临床肿瘤治疗技术为手段，对肿瘤进行“精确诊断、精确定位、精确计划、精确治疗”的一种新的放射治疗技术。精确放射治疗技术能明显提高肿瘤的局部控制率，降低正常组织的并发症，从而提高治疗效果。而先进合理的影像系统是实现精确放疗的关键之一。在精确放疗系统中，理想的影像系统应该具有如下特点：能够有清晰的三维图像对比、融合，清楚地看到肿瘤的形态，实现精确配准和摆位；在治疗过程中，对于运动类肿瘤能够非常快速地成像、跟踪定位靶区位置，反馈信息，进行运动补偿，实现精确定位和跟踪。然而，传统的C臂结构仅采用一组影像系统，即一个球管和一个平板，无法在同一时间进行双目成像。此外，现有技术出现了锥形束电脑断层扫描（CBCT）影像设备，可以实现三维成像，但是由于C臂结构限制，还不能很好地应用于放疗领域，并且不能与双目成像集成使用，使得对肿瘤靶区有进行实时动态跟踪要求的某些放疗技术受到限制。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有传统C臂影像系统无法在同一时间进行双目成像的不足，提供一种既能进行放射治疗初始摆位，又可以实现动态双目成像，还可以实现三维成像的双影像C臂系统。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的双影像C臂系统，主要由C臂环1和两组影像系统组成；其特征在于所述C臂环1安装在支撑轴2上，并且具有三个自由度：绕C臂环1中心轴线的自转自由度、绕支撑轴2轴线的旋转自由度和沿支撑轴2安装面的线性移动自由度；两组影像系统每组包括一个X射线源3和一个平板探测器4；X射线源3直接安装在C臂环1上，或通过安装支架6安装在C臂环1上；平板探测器4直接安装在C臂环1上，或通过微调机构5安装在C臂环1上，或通过微调机构5和横向安装支架7安装在C臂环1上；安装支架6和横向安装支架7关于C臂中心轴线相位相差180°。

上述方案中，所述X射线源3和平板探测器4的成像面与C臂环所在纵向截面不重合。

上述方案中，所述支撑轴2安装在水平地面、天花板、机器人机械臂末端、翻转平台、旋转平台、立柱或辅助硬件设备的支撑面上。

上述方案中，所述C臂环1上配置有呼吸引导装置，引导患者平顺呼吸，使患者呼吸规律平稳，提高对于呼吸运动影响的靶区的跟踪和定位精度；C臂环1上配置有呼吸追踪装置，具体为红外呼吸追踪光学系统；C臂环1上设置有碰撞检测传感器，用于防止C臂环1与墙壁、其他硬件设备发生碰撞干涉。

上述方案中，所述双影像C臂系统进一步包括治疗床8，支撑轴2安装在治疗床8的支撑机构上。

上述方案中，所述双影像C臂系统进一步包括机器人加速器9，支撑轴2安装在机器人加速器9上。

上述方案中，所述双影像C臂系统配置有对射激光定位器组件。

上述方案中，所述双影像C臂系统配置有剂量验证系统，主要由数据传输模块、图像配准模块、轮廓映射模块、组织变化分析模块、四维图像建模模块、剂量重建模块和剂量评估模块组成，其中，数据传输模块与数据服务器相连，数据传输模块还分别与图像配准模块、轮廓映射模块、四维图像建模模块和剂量重建模块相连；图像配准模块分别与轮廓映射模块、四维图像建模模块和剂量评估模块相连；轮廓映射模块经患者在线组织轮廓分别与组织变化分析模块和剂量评估模块相连；组织变化分析模块与数据传输模块和四维（4D）放射治疗计划系统相连；四维图像建模模块与剂量重建模块相连；剂量重建模块与剂量评估模块相连；剂量评估模块与数据传输模块和4D放射治疗计划系统相连。

上述方案中，所述数据传输模块通过网络连接与数据服务器通信，获取剂量验证所需的相关数据，将验证结果存储到数据服务器；

图像配准模块提供刚体和形变配准方法，用于四维图像建模模块中四维CT/CBCT不同呼吸时相三维图像的配准；用于轮廓映射模块中计划CT图像与CBCT图像的形变配准；