使患者重复同一相对定位的方法和设备技术

本发明专利技术公开了一种在一诊断／治疗设备（Ｉ，ＩＩ）中将一患者重新定位的方法以及这样一种设备，其中，通过从在两个独立的拍摄轴拍摄的参考照片（Ａ）和当前照片（Ｂ）中形成相减照片（Ｃ），并通过随后将可视差别最小化来实现重复精确地重新定位。所述参考照片（Ａ）是在和当前照片（Ｂ）相同的摄像机设置下事先拍摄。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在生成图像的诊断和/或放射治疗设备的坐标系统中使患者重复同一相对定位的方法。另外，本专利技术还涉及一种生成图像的诊断和/或放射治疗设备，其具有一用于使患者和设备相对定位的定位装置，至少一台优先工作在可见光和/或红外波长范围的、用于对一待治疗患者拍照和位置控制的摄像机，一个用于存储照片的存储装置和一个用于显示这些照片的再现装置。
技术介绍
在重复生成诊断图像时，例如在X射线照相、计算机X射线断层造影、磁共振断层造影、超声波断层造影或者正电子发射断层造影中，或者同样在治疗设备、特别是放射治疗设备中，为了过程控制或者为了对确定身体部位的优化治疗，有必要实现在重复拍摄的情况下使患者相对各自设备的坐标系统中达到尽可能精确的定位。这里已知的是，为患者提供可以和设备参考点比较的标记，其中可以将患者和设备按这样的方式彼此作相对移动，使得这些标记各自与设备的一个参考系统相吻合。有关的这种设备和一个这样的方法在德国专利申请公开说明书DE4432890和美国专利说明书US6,279,579作了说明。在这些公知的方法和装置中，困难在于在重复定位时将对应的标记重新加到患者身上，因为在实践中不能为患者提供经过很长时间保持不变而保留下来的标记或者可见的损伤。重新提供这些标记会包含错误，这些错误在实践中会导致在5至8mm范围内的精度为患者重新定位造成可能高达10mm的偏差。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种允许在诊断或治疗设备中为患者重复定位的简单方法和一种简单设备，该方法和设备的重复性显著地要好于上面提到的5至8mm的定位精度。按照本专利技术，上述技术问题的解决是通过两个独立权利要求各自的特征实现的。优选的改进方案由从属独立权利要求给出。已认识到，如果在第一次检查中将患者的位置通过在两个相互无关平面上以及在两个相互独立的轴上拍摄的照片存储起来，就有可能明显改善患者在诊断或治疗设备中重新定位的定位精度。在将该患者重新定位在同一设备或另外一个设备坐标系的相同位置时，将原始获取的参考照片与由一台或几台摄像机按同样的摄像机设置、特别是以同一对准位置、同一透视和/或同一拍摄轴所拍摄的当前照片进行比较。如果这里将当前获取的照片与原来保存的参考照片叠加的话，患者的原始位置和现在当前位置之间的差别将显露出来。这里已证明特别有利的是公知的相减方法，在该方法中按像素方式将当前照片从一个背景图像、这里是参考照片中减掉，这样从这种操作生成的相减照片中将两张照片之间的差别明显地显露出来。如果将这种照片置于设备中由操作人员观察的显示器上，则对操作人员来说可以很方便地、不停地移动患者，直到患者第一次检查原始位置和现在当前的位置被最佳覆盖。这种定位患者的方法还可以方便地实现自动化。例如在其基本构思中采用公知的检测物体运动的方法，如由德国专利申请公开说明书DE19621612中所公布的方法。这里只需将已知物体运动按下述方式内插到两幅照片中为使患者当前位置与一个原始参考位置相覆盖，将该可以识别出的“运动”反推回去，在那里相应地对患者的定位装置建立了一个相应的控制。为了将患者在三维空间中实现最佳重新定位，有意义的是，将在两个相互独立或者不平行的轴上、优选在相垂直的轴上所拍摄的照片与原始生成的带有相同摄像机设置的参考照片进行比较。相应于本专利技术的一个附加方面，除了对患者的精确定位外，还可能存在这样一种可能性在例如象计算机X射线断层造影仪那样生成图像的设备中的诊断拍摄照片(优先的为层析照片)与一个患者的实际位置之间建立一个改进的相互关系。为此，将可视参考照片与优先为层析照片的原始诊断照片建立相互关系，然后将这种相互关系传送至治疗设备，从而此时在治疗设备中可以实现对患病身体部位十分精确的治疗。由此，例如在具有离子化辐射的放射治疗的应用中，确保在患病部位施以足够高的治疗计量，同时在附近没有患病的区域施加基本上尽可能小的辐射，从而使其不受或者少受损伤。为此所需的措施总体上是公知的，但其成功取决于对待治疗部位的精确定位。基于上述认知，建议对在生成图像的诊断或者放射治疗设备的坐标系统中重复患者同一相对定位的已知方法作出如下改进在第一次检查中对患者或者患者的局部在至少具有不同的拍摄轴的两个不同的摄像机位置上完成至少两幅参考照片并将其存储起来；在每一个以后的检查中完成来自相同摄像机设置(即特别是以相同摄像机位置、相同透视和相同拍摄轴)所拍摄的当前照片，其中，至少将两幅当前照片与先前的出自相同摄像机设置的参考照片进行叠加，使得照片之间的差别可显现出来；然后，不断改变患者相对设备的位置，直到参考照片和病人当时在新位置下的当前照片之间的差别变为最小。特别适合上面所述方法的是一个视频装置，该装置通过相应的快速和有效的计算处理将当前视频摄像机的相减照片与第一次检查的参考照片进行比较。与此相关需要指出的是，有可能以不同的焦距设置摄像机，然而在正常情况下保持相同的透视是必要的。除了在控制显示器上对叠加的照片或者相减照片的可视控制之外，也可以将关于参考照片和当前照片之间差别的纯计算的信息以数值或其它合适的形式显示出来。对于显示参考照片和当前照片之间差别来说尤其优选公知的相减方法，该方法例如已经公知用于在空间监视视频系统中自动监测运动。除了这种相减方法之外，还有可能使用使照片差别突显出来的相加方法或者混合方法。根据本专利技术还有可能将照片差别按彩色突显出来，并加入到在当前照片中。如果进行特别精确的定位的话，就同样可以将单一的局部区域放大表示，以便操作人员在显示器上能够特别好地识别出小的差别。另一种使参考照片和当前照片之间的差别突出显露出来的可能性还在于，对参考照片和当前照片作一次附加的图像处理，例如提高灰度或者突出轮廓。相应于本专利技术的进一步构思还建议至少为一幅参考照片存储该摄像机或摄像轴相对于生成图像的诊断和/或治疗设备的位置和/或透视，并且在获取当前照片之前，至少将一台摄像机设置成与存储的数据相对应。这样就有可能将参考照片在不同的设备之间传送，从而能够较好地将例如在计算机X射线断层造影中患者的照片与通过另外生成图像的的方法(例如核自旋断层造影)所获得的照片进行比较。其中，可以对公知的生成图像的的诊断设备作任意组合。按照本专利技术还建议，将本方法如下扩展将第一个设备中的参考照片与该设备的层析照片在空间上建立相互关系，并在第二个设备中再将这种诊断层析照片在空间上的相互关系用于当前照片，从而改进放射治疗设备中患者的定位，以及有针对性地治疗待治疗的病灶。此外，还有这样一种优选的可能性借助于数据连接装置将得到的参考照片包括与此相关的摄像机设置传送给另一个设备，其中，该另一设备自动地根据所传送的第一设备的摄像机的设置调整它的至少一个摄像机(最好两个摄像机)。除了本专利技术的方法外，针对上述技术问题本专利技术还对公知的生成图像的诊断和/或治疗设备作了改进。公知的生成图像的诊断和/或治疗设备包括一个用于将患者在设备坐标系统内部相对定位的定位装置，至少一台用于对一待治疗患者拍摄和位置控制的、优选在可见光和/或红外波长范围的摄像机，存储照片的存储装置以及用于显示这些照片的重现装置。本专利技术在此基础上作了进一步扩展，该设备还包括用于在至少两个独立拍摄轴上建立至少两幅可见光和/或红外波长范围的参考照片的装置，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使患者（Ｐ）重复同一相对定位的方法，使该患者在一个生成图像的诊断和／或放射治疗设备（Ⅰ，Ⅱ）中相对于各个设备的坐标系统（Ｋ↓［１］，Ｋ↓［２］）进行定位，其特征在于：－在第一次检查中，对所述患者（Ｐ）或者所述患者（Ｐ）的局部，在至少 两台不同的摄像机位置和不同拍摄轴（３．１，３．２）上完成至少两幅参考照片（Ａ）并将其存储起来，－在每一个后续的检查中，按同样的摄像机设置完成当前照片（Ｂ），其中，－将至少两幅当前照片（Ｂ）与出自同样的摄像机设置（３．１，３．２）的先 前参考照片（Ａ）进行叠加，以便能看出照片之间的差别（Ｃ），以及－然后，改变患者（Ｐ）相对于设备（Ⅰ，Ⅱ）和／或该设备的诊断或治疗分装置的位置（Ｐ↓［ｘ，ｙ，ｚ］），直到所述参考照片（Ａ）和患者在新的位置上的当前照片（Ｂ）之间的所述差别（ Ｃ）变为最小。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特卡格尔迈耶，多纳尔梅德拉，尤维厄莫尼特，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]