一种校准方模的制作方法

1.本实用新型涉及医疗领域，尤其涉及一种校准方模。


背景技术：

2.目前，一般使用校准方模实现图像引导定位系统(igps)与放疗设备的等中心校准，校准方模为长方体或正方体结构，其由透明或半透明材质制成，校准方模的表面设置有校准线，校准方模内部镶嵌有不透光的定位标(如球形钨钢珠)。
3.采用校准方模实现图像引导定位系统(igps)与放疗设备的等中心校准的大致过程如下：将校准方模放置于治疗床上，调整校准方模的位置，使得校准方模表面的三条校准线分别对准从三个方向发射过来的激光，三个方向的激光包括患者的头脚方向(x轴方向)、上下方向(y轴方向)及左右方向(z轴方向)。随后进行曝光，校准方模中的钨钢珠在igps的校准显示界面上产生两个方向的投影，将投影图像与基准图像进行配准，最后调整平板探测器和激光球管的位置，完成igps与放疗设备的等中心校正。
4.使用现有的校准方模进行校准存在如下技术缺陷：第一，图像放疗定位系统的图像大小并非单一，常见的图像就包括512、768及1024三种，因此，校准方模内仅设置一个固定大小的定位标，很难满足不同尺寸图像的校准需求。如，当前尺寸的定位标，在512图像中，其显示的投影尺寸刚好匹配，但是在1024图像中，其投影尺寸明显偏小，难以实现后续的图像配准。第二，通过人眼判断方模上的校准线是否与激光线是否对准，由于人眼容易因疲劳产生误判，从而降低了校准效果。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的方模存在的至少一个技术缺陷，本实用新型提供了一种新型的校准方模，其能满足对不同尺寸图像的校准需求，从而提升校准方模的通用性，本实用新型的具体技术方案如下：
6.一种校准方模，其特征在于，其包括：
7.透明或半透明的本体，所述本体的第一侧面上设置有一条第一校准线及至少两条第二校准线，所述第一校准线平行于x轴，所述第二校准线平行于y轴，所述本体的与所述第一侧面相交的第二侧面上设置有一条第三校准线，所述第三校准线平行于y轴；和
8.镶嵌于所述本体内的与至少两个与所述至少两条第二校准线一一对应的球形的定位标，各所述定位标的直径均不相同，其中：各所述定位标的中心点位于同一安装轴线上，所述安装轴线与所述第三校准线相交；每个所述定位标的中心点与对应于该所述定位标的所述第二校准线和所述第一校准线的交点之间的连线垂直于所述第一侧面。
9.与现有技术中的校准方模相比，本实用新型提供的校准方模，其本体内设置有至少两个直径相异的定位标，且本体的表面对应设置有校准线，因此，本实用新型的校准方模能够满足至少两种不同尺寸图像的校准需求。
10.在一些实施例中，本实用新型还包括：
11.设置在所述本体的所述第一侧面上的一组与所述第一校准线对应的第一激光接收器组、至少两组与所述至少两条第二校准线一一对应的第二激光接收器组，及设置在所述本体的所述第二侧面上的一组与所述第三校准线对应的第三激光接收器组，其中，每组激光接收器组均包括一中间激光接收器及两个错位等间距设置在所述中间激光接收器两侧的侧边激光接收器，每组激光接收器组中：所述中间激光接收器的中心位于对应的校准线上；和
12.设置在所述本体的顶面的控制电路板，所述控制电路板包括：
13.主控制器，各所述激光接收器组内的所述中间激光接收器、所述侧边激光接收器均与所述主控制器电连接；
14.连接在所述主控制器上的继电器电路，所述继电器电路与各所述线性激光接收器组的供电端电连接，所述继电器电路被配置为控制各所述激光接收器组的上电及失电；和
15.连接在所述主控制器上的与所述第一激光接收器组对应的第一led灯组、与所述第二激光接收器组对应的第二led灯组及与所述第三激光接收器组对应的第三led灯组，每组led灯组均包括一个中间led灯及两个侧边led灯，其中：所述中间led灯对应于所述中间激光接收器，两个所述侧边led灯分别对应于两个所述侧边激光接收器。
16.采用本实施例中的校准方模，不需要人眼观察校准线与激光线是否重合，只需要通过观察led灯的点亮情况即能轻松、准确地判断对位标是否完成校准，从而提升校准准确度。
17.在一些实施例中，所述本体的第一侧面上设置有三条所述第二校准线，所述本体内镶嵌有三个与三条所述第二校准线一一对应的定位标。
18.通过设置三个定位标，本实用新型的校准方模实现了对三种不同尺寸图像的校准。当然，通过对三个定位标的直径进行适应性设置，能够满足对512、768及1024三种不同尺寸图像的校准。
19.在一些实施例中，所述定位标为钨钢珠。
20.提供了一种结构简单、经久耐用的定位标实现结构。
21.在一些实施例中，所述中间激光接收器、所述侧边激光接收器包括光电二极管。
22.提供了一种结构简单、成本低廉的激光接收器实现结构。
附图说明
23.图1为一个实施例中本实用新型的结构示意图；
24.图2为另一个实施例中本实用新型在省去控制电路板后在一个视角下的结构示意图；
25.图3为图2实施例中本实用新型在另一个视角下的结构示意图；
26.图4为图2实施中本实用新型中的控制电路板的结构示意图；
27.图5为图2实施中本实用新型中的led灯组的结构示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图来详细介绍一下本实用新型的具体实施方式。
29.使用现有的校准方模进行校准存在如下技术缺陷：第一，图像放疗定位系统的图
像大小并非单一，常见的图像就包括512、768及1024三种，因此，校准方模内仅设置一个固定大小的定位标，很难满足不同尺寸图像的校准需求。如，当前尺寸的定位标，在512图像中，其显示的投影尺寸刚好匹配，但是在1024图像中，其投影尺寸明显偏小，难以实现图像配准。第二，通过人眼判断方模上的校准线是否与激光对准，由于人眼容易因疲劳产生误判，从而降低了校准效果。
30.为了解决现有的校准方模存在的上述技术缺陷，本实用新型旨在提供一种新型的校准方模，下文中将通过两个实施例对本实用新型的校准方模进行实例性描述。
31.实施例一
32.本实施例提供的校准方模包括透明或半透明的本体11。本体11为长方体结构，其包括四个侧面、一个顶面和一个底面。
33.为了方便对本实用新型的结构进行清楚的描述，如图1所示，首先定义如下参考坐标系：
34.以本体11底部的一个顶点作为坐标系的原点o；
35.以交汇于原点o的三条边作为坐标系的三个轴，分别为x轴、y轴和z轴，其中：
36.x轴对应于头脚方向；
37.y轴对应于上下方向；
38.z轴则对应于左右方向。
39.继续参考图1所示，本实施例中，本体11的第一侧面上设置有一条第一校准线11和三条第二校准线，分别为第二校准线12a、第二校准线12b和第二校准线12c，其中：第一校准线11平行于x轴，第二校准线12a、第二校准线12b、第二校准线12c均平行于y轴。
40.本体11的与第一侧面相交的第二侧面上设置有一条第三校准线13，该第三校准线13平行于y轴。
41.本体11内镶嵌有三个与三条第二校准线一一对应的直径均不相同的球形的定位标，分别为对应于第二校准线12a的第一定位标14a、对应于第二校准线12b的第二定位标14b及对应于第二校准线12c的第三定位标14c。
42.特别的，三个定位标的中心点位于同一安装轴线上，该安装轴线与第三校准线13相交；第一定位标14a的中心点与第二校准线12a和第一校准线11的交点a之间的连线垂直于第一侧面；第二定位标14b的中心点与第二校准线12b和第一校准线11的交点b之间的连线垂直于第一侧面；第三定位标14c的中心点与第二校准线12c和第一校准线11的交点c之间的连线垂直于第一侧面。
43.也就是说，对三个定位标的设置位置进行上述限定后，可以满足：第一校准线11上的任一点在y轴上的坐标值与第一定位标14a、第二定位标14b及第三定位标14c的中心点在y轴上的坐标值一致。第三校准线13上的任一点在z轴上的坐标值与第一定位标14a、第二定位标14b及第三定位标14c的中心点在z轴上的坐标值一致。第二校准线12a上的任一点在x轴上的坐标值与第一定位标14a在x轴上的坐标值一致。第二校准线12b上的任一点在x轴上的坐标值与第二定位标14b在x轴上的坐标值一致。第二校准线12c上的任一点在x轴上的坐标值与第三定位标14c在x轴上的坐标值一致。
44.也就是说：
45.当对第一定位标14a进行校准时，使用第一校准线11、第二校准线12a和第三校准
线13作为校准线，其余校准线均不使用。
46.当对第二定位标14b进行校准时，使用第一校准线11、第二校准线12b和第三校准线13作为校准线，其余校准线均不使用。
47.当对第三定位标14c进行校准时，则使用第一校准线11、第二校准线12c和第三校准线13作为校准线，其余校准线均不使用。
48.本实施例中，第一定位标14a的直径最小，其与尺寸为512的图像相匹配，第三定位标14c的尺寸最大，其与尺寸为1024的图像相匹配，第二定位标14b的直径居中，其与尺寸为768的图像相匹配。
49.以尺寸为512的图像为例，此时，线完成对第一定位标14a的校准，校准过程中，将校准方模放置于治疗床上，调整校准方模，使得校准方模表面的第一校准线11、第二校准线12a和第三校准线13分别对准从三个方向发射过来的激光，三个方向的激光包括头脚方向(x轴方向)、上下方向(y轴方向)及左右方向(z轴方向)，当三个方向射来的线状激光分别与第一校准线11、第二校准线12a和第三校准线13重合时，固定好校准方模。随后，开始曝光，实施igps与放疗设备的等中心校正。
50.可见，本实施例中的校准方模能够满足三种不同尺寸图像的校准需求，从而提升校准方模的通用性。当然，也可以将定位标的数目调整为两个、四个、五个等，以满足两种、四种、五种或其他数目的不同尺寸图像的校准需求，当然，此时需要设置对应数目的第二校准线。
51.实施例二
52.实施例一中提供的校准方模，其虽然能够满足不同尺寸图像的校准需求。然而，其仍然需要通过人眼观察激光是否与校准线重合，如背景技术中所提及的，人眼观察无疑将影响最终的校准效果。
53.为了克服实施例一中的校准方模的该缺陷，本实施例对实施例一中的校准方模进行了进一步的改进。具体的：
54.如图2和图3所示，在实施例一的校准方模的基础上，本实施例中的校准方模还包括：
55.设置在本体11的第一侧面上的一组与第一校准线11对应的第一激光接收器组15，及三组与三条第二校准线一一对应的第二激光接收器组，分别为：与第二校准线12a对应的第二激光接收器组16a，与第二校准线12b对应的第二激光接收器组16b，与第二校准线12c对应的第二激光接收器组16c。
56.设置在本体11的第二侧面上的一组与第三校准线13对应的第三激光接收器组17。
57.特别的，如图2所示，各组激光接收器组均包括一中间激光接收器和两个错位等间距设置在中间激光器两侧的侧边激光接收器。每组激光接收器组中：中间激光接收器的中心位于对应的校准线上。具体的：
58.第一激光接收器组15包括中间激光接收器15
‑
1、侧边激光接收器15
‑
2和侧边激光接收器15
‑
3，其中，中间激光接收器15
‑
1的中心位于第一校准线11上，侧边激光接收器15
‑
2和侧边激光接收器15
‑
3沿y轴方向错位等间距设置在中间激光接收器16a
‑
1的两侧。
59.第二激光接收器组16a包括中间激光接收器16a
‑
1、侧边激光接收器16a
‑
2和侧边激光接收器16a
‑
3，其中，中间激光接收器16a
‑
1的中心位于第二校准线12a上，侧边激光接
收器16a
‑
2和侧边激光接收器16a
‑
3沿x轴方向错位等间距设置在中间激光接收器16a
‑
1的两侧。
60.第二激光接收器组16b包括中间激光接收器16b
‑
1、侧边激光接收器16b
‑
2和侧边激光接收器16b
‑
3，其中，中间激光接收器16b
‑
1的中心位于第二校准线12b上，侧边激光接收器16b
‑
2和侧边激光接收器16b
‑
3沿x轴方向错位等间距设置在中间激光接收器16b
‑
1的两侧。
61.第二激光接收器组16c包括中间激光接收器16c
‑
1、侧边激光接收器16c
‑
2和侧边激光接收器16c
‑
3，其中，中间激光接收器16c
‑
1的中心位于第二校准线12c上，侧边激光接收器16c
‑
2和侧边激光接收器16c
‑
3沿x轴方向错位等间距设置在中间激光接收器16c
‑
1的两侧。
62.第三激光接收器组17包括中间激光接收器17
‑
1、侧边激光接收器17
‑
2和侧边激光接收器17
‑
3，其中，中间激光接收器17
‑
1的中心位于第三校准线13上，侧边激光接收器17
‑
2和侧边激光接收器17
‑
3沿z轴方向错位等间距设置在中间激光接收器17
‑
1的两侧。
63.此外，本实施例中的校准方模还包括设置在本体11的顶面上的控制电路板18。如图4和图5所示，制电路板18包括主控制器181、连接在主控制器181上的继电器电路182、连接在主控制器181上的与第一激光接收器组15对应的第一led灯组184、与第二激光接收器组16a、16b、16c对应的第二led灯组185，以及与第三激光接收器组17对应的第三led灯组186。其中：
64.各组激光接收器组的中间激光接收器、两侧激光接收器均与主控制器181连接。各组激光接收器组的中间激光接收器、两侧激光接收器被激光照射后均能产生感应信号并将感应信号传递给主控制器181。
65.继电器电路182的控制端分别与各组激光接收器组的供电端点连接，继电器电路182被配置为控制各组激光接收器组的上电及失电。可选的，本实施例中，继电器电路内包括由五条并联的控制支路，五条控制支路的输出端分别连接第一激光接收器组15、第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b、第二激光接收器组16c及第三激光接收器组17的供电端，每条控制支路上均设置有一个继电器。主控制器181控制这些继电器的通断从而实现对相应的激光接收器组的上电及失电，激光接收器组处于上电状态时，其中间激光接收器、两侧激光接收器被激光照射后能产生感应信号，而处于失电状态时，即使被激光照射也无法产生感应信号。
66.可选的，主控制器181上还连接有控制面板183，操作人员经控制面板183将控制指令发送给主控制器181，主控制器181基于控制指令控制各继电器的通断从而实现对各激光接收器组的上电及失电。如，控制面板183上设置有三个分别对应于第一定位标14a、第二定位标14b和第三定位标14c的按钮，分别记为第一按钮、第二按钮和第三按钮。其中：
67.当按下第一按钮时，控制器181通过继电器电路182控制第一激光接收器组15、第二激光接收器组16a、第三激光接收器组17得电。此时可以对第一定位标14a校准。
68.当按下第二按钮时，主控制器181通过继电器电路182控制第一激光接收器组15、第二激光接收器组16b、第三激光接收器组17得电。此时可以对第二定位标14b校准。
69.当按下第三按钮时，主控制器181通过继电器电路182控制第一激光接收器组15、第二激光接收器组16c、第三激光接收器组17得电。此时可以对第三定位标14c校准。
70.第一led灯组184、第二led灯组185及第三led灯组186均包括一个中间led灯及两个侧边led灯。具体的，如图5所示：
71.第一led灯组184包括中间led灯184a、侧边led灯184b及侧边led灯184c。其中：
72.中间led灯184a对应第一激光接收器组15的中间激光接收器15
‑
1，侧边led灯184b及侧边led灯184c分别对应第一激光接收器组15的两个侧边激光接收器15
‑
2、15
‑
3。当第一激光接收器组15的中间激光接收器15
‑
1产生感应信号并将感应信号传送给主控制器181时，主控制器181点亮中间led灯184a，同理，第一激光接收器组15的侧边激光接收器15
‑
2、15
‑
3产生感应信号并将感应信号传送给主控制器181时，主控制器181点亮相应的侧边led灯184b或侧边led灯184c。
73.第二led灯组185包括中间led灯185a、侧边led灯185b及侧边led灯185c。其中：
74.中间led灯185a对应第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b及第二激光接收器组16c的中间激光接收器16a
‑
1、16b
‑
1、16c
‑
1，侧边led灯185b对应于第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b及第二激光接收器组16c的一个侧边激光接收器16a
‑
2、16b
‑
2、16c
‑
2，侧边led灯185c则对应于第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b及第二激光接收器组16c的另一个侧边激光接收器16a
‑
3、16b
‑
3、16c
‑
3。当第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b、第二激光接收器组16c中的任意一个的中间激光接收器产生感应信号并将感应信号传送给主控制器时，主控制器点亮中间led灯185a，同样的，当第二激光接收器组16a、第二激光接收器组16b、第二激光接收器组16c中的任意一个的侧边激光接收器产生感应信号并将感应信号传送给主控制器时，主控制器点亮相应的侧边led灯185b或侧边led灯185c。
75.第三led灯组186包括中间led灯186a、侧边led灯186b及侧边led灯186c。其中：
76.其中：
77.中间led灯186a对应第三激光接收器组17的中间激光接收器17
‑
1，侧边led灯186b及侧边led灯186c分别对应第三激光接收器组17的两个侧边激光接收器17
‑
2、17
‑
3。当第三激光接收器组17的中间激光接收器17
‑
1产生感应信号并将感应信号传送给主控制器181时，主控制器181点亮中间led灯186a，同理，第三激光接收器组17的侧边激光接收器17
‑
2、17
‑
3产生感应信号并将感应信号传送给主控制器181时，主控制器181点亮相应的侧边led灯186b或侧边led灯186c。
78.下文将以对第一定位标14a进行校准为例，对本实用新型的工作过程进行实例性介绍：
79.步骤一、按下控制面板183上的第一按钮，控制器181通过继电器电路182控制第一激光接收器组15、第二激光接收器组16a、第三激光接收器组17得电。
80.步骤二、将校准方模放置于治疗床上，调整校准方模的位置，使得第一校准线11、第二校准线12a、第三校准线13分别朝向头脚、上下及左右三个方向发射的激光。
81.步骤三、继续微调校准方模的位置，并观察第一led灯组184、第二led灯组185、第三led灯组186的点亮情况。直至出现如状态：第一led灯组184中只有中间led灯184a被点亮、第二led灯组185中只有中间led灯185a被点亮、第三led灯组186中只有中间led灯186a被点亮。此时，即表示：头脚方向的激光线与第一校准线11重合，上下方向的激光线与第二校准线12a重合，左右方向的激光线与第三校准线13重合。第一定位标14a的位置校准结束。
接着，可以开始曝光，开始igps与放疗设备的等中心校正。
82.由于，对第二定位标14b、第三定位标14c进行校准的过程与第一定位标14a进行校准的过程、原理相同，因此本说明书不再赘述。
83.可见，采用本是实用新型的校准方模，不需要人眼观察校准线与激光线是否重合，只需要通过观察led灯的点亮情况即能轻松、准确地判断对位标是否完成校准。
84.可选的，上述实施例中，各定位标可采用钨钢珠。各中间激光接收器、各侧边激光接收器可采用光电二极管，得电状态下，光电二极管在被激光照射时产生光电流。
85.上文对本实用新型进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本实用新型的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本实用新型的保护范围。本实用新型所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。