[发明专利]一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法及系统

权利要求书

1.一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

对患者进行三维激光扫描从而采集数据，获取患者治疗体位下的体表三维点云数据，并建立患者体表三维可视化模型；

根据患者的体表三维可视化模型在计算机中设计对应的体位固定装置，并根据定位需要生成固定装置的数字化模型；

根据数字化模型，通过3D打印机打印出患者的体位固定装置。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法，其特征在于：所述的对患者进行三维激光扫描从而采集数据，获取患者治疗体位下的体表三维点云数据，并建立患者体表三维可视化模型，这一步骤具体包括：

对患者实体和反射参照点进行三维激光扫描，得到患者的体表三维点云数据和扫描图像；

对体表三维点云数据和扫描图像进行预处理；

选取特定的反射参照目标作为控制点，利用高对比度特性实现扫描图像的定位以及扫描图像和扫描影像之间的匹配；

扫描的同时获得每幅扫描图像中控制点的坐标和方位，再进行坐标转换，计算获得三维点云数据在转换后的绝对坐标系中的坐标；

根据三维点云数据，通过计算机对实体建立三维可视化模型，其中利用三维点云数据获得患者体表模型的数据，利用影像数据获得边缘和角落的信息，最后通过获取的点云强度信息和相机获取的影像信息对患者体表进行纹理细节的修改。

3.根据权利要求2所述的一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法，其特征在于：所述的对体表三维点云数据和扫描图像进行预处理，这一步骤具体包括：

对体表三维点云数据通过过滤算法剔除原始数据中的错误点；

对扫描图像进行几何纠正和平滑处理。

4.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法，其特征在于：所述的根据患者的体表三维可视化模型在计算机中设计对应的体位固定装置，并根据定位需要生成固定装置的数字化模型，这一步骤具体包括：

根据患者的治疗体位及所需固定人体长轴方向的长度，对患者体表轮廓的体表三维可视化模型进行重建及平滑处理；

根据患者的治疗部位及肿瘤的位置，在体表三维可视化模型表面加入三维定位线的位置信息，得到固定装置的数字化模型；

根据固定装置的数字化模型，在计算机中生成体位固定装置的STL文件。

5.根据权利要求1所述的一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作方法，其特征在于：所述的根据数字化模型，通过3D打印机打印出患者的体位固定装置，这一步骤具体为：

根据数字化模型，通过3D 打印机以熔融沉积造型为叠加工艺，打印出所述表面刻有三维定位线的体位固定装置。

6.一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作系统，其特征在于，包括：

可视化模型建立单元，用于对患者进行三维激光扫描从而采集数据，获取患者治疗体位下的体表三维点云数据，并建立患者体表三维可视化模型；

数字化模型生成单元，用于根据患者的体表三维可视化模型在计算机中设计对应的体位固定装置，并根据定位需要生成固定装置的数字化模型；

打印单元，用于根据数字化模型，通过3D打印机打印出患者的体位固定装置。

7.根据权利要求6所述的一种基于三维扫描的放疗体位固定装置制作系统，其特征在于：所述的可视化模型建立单元具体包括：

扫描单元，用于对患者实体和反射参照点进行三维激光扫描，得到患者的体表三维点云数据和扫描图像；

预处理单元，用于对体表三维点云数据和扫描图像进行预处理；

定位单元，用于选取特定的反射参照目标作为控制点，利用高对比度特性实现扫描图像的定位以及扫描图像和扫描影像之间的匹配；

坐标计算单元，用于扫描的同时获得每幅扫描图像中控制点的坐标和方位，再进行坐标转换，计算获得三维点云数据在转换后的绝对坐标系中的坐标；

模型建立单元，用于根据三维点云数据，通过计算机对实体建立三维可视化模型，其中利用三维点云数据获得患者体表模型的数据，利用影像数据获得边缘和角落的信息，最后通过获取的点云强度信息和相机获取的影像信息对患者体表进行纹理细节的修改。