CN111686378A - 床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像；对于每组第一投影图像，分别将对应于床体运动的起始点和结束点的第一投影图像作为基准投影图像和比较投影图像；确定比较投影图像的标识物的位置相对于基准投影图像的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据之间的偏差，将偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。解决了现有床体运动精度检测方法，很难满足图像引导放射治疗对床体运动精度的要求。

Description

床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及医疗设备领域，尤其涉及一种床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
图像引导放射治疗(Image-guided Radiotherapy，简称IGRT)对加速器床体的运动到位精度要求非常高，因此需要经常对床体的运动到位精度进行检测，从而可以在床体的运动到位精度不满足临床需求时及时发现，以及及时修正。
目前床体在各轨道的运动到位精度的测量方法，需要角度尺、激光灯或百分表等机械设备来辅助实现，测量过程需要人工摆放、调节这些机械设备，并人工读取各机械设备的测量数据。由于人工参与环节较多，使得测量结果的误差较大，很难满足图像引导放射治疗对床体运动精度的精度要求。
综上，现有床体运动精度检测方法，很难满足图像引导放射治疗对床体运动精度的要求。
发明内容
本发明实施例提供了一种床体运动精度检测方法、装置、设备及存储介质，解决了现有床体运动精度检测方法，很难满足图像引导放射治疗对床体运动精度的要求的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种床体运动精度检测方法，包括：
获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，所述第一投影图像包括设置于模体内的标识物，所述模体设置于所述床体上方，所述床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
确定所述比较投影图像中的标识物的位置相对于所述基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
第二方面，本发明实施例还提供了一种床体运动精度检测装置，包括：
获取模块，用于获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，所述第一投影图像包括设置于模体内的标识物，所述模体设置于所述床体上方，所述床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
图像分组模块，用于对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
运动误差确定模块，用于确定所述比较投影图像中的标识物的位置相对于所述基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
运动精度确定模块，用于根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
第三方面，本发明实施例还提供了一种检测设备，该设备包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如任意所述的床体运动精度检测方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如任意实施例所述的床体运动精度检测方法。
本发明实施例提供的床体运动精度检测方法的技术方案，相较于现有技术，根据每组第一投影图像中的基准投影图像与基准投影图像中的标识物的位置的变化量，可以得到床体准确的实际到位数据，而床体实际到位数据相对于期望到位数据的偏差即为床体在当前轨道上的单次运动误差，床体的所有单次运动误差确定之后即可得到床体在当前轨道上做相应运动时的运动精度，方法简单、快捷、准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的床体运动精度检测方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的床体的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的床体运动精度检测方法的流程图；
图4是本发明实施例三提供的床体运动精度检测方法的流程图；
图5是本发明实施例四提供的床体运动精度检测装置的结构框图；
图6是本发明实施例四提供的又一床体运动精度检测装置的结构框图；
图7是本发明实施例五提供的检测设备的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将参照本发明实施例中的附图，通过实施方式清楚、完整地描述本发明的技术方案，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的床体运动精度检测方法的流程图。本实施例的技术方案适用于自动确定加速器床体的运动精度的情况。该方法可以由本发明实施例提供的床体运动精度检测装置来执行，该装置可以采用软件和/或硬件的方式实现，并配置在检测设备的处理器中应用。该方法具体包括如下步骤：
S101、获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，第一投影图像包括设置于模体内的标识物，模体设置于床体上方，床体的运动方式为单向运动，运动次数大于或等于两次。
其中，模体为三维QA(Quality Assurance，简称QA，质量保证)模体，其中心设置有标识物，该标识物的形状优选但不限于球形、十字形或立方体形，标识物的材质优选为金属。本实施例以标识物为钨球为例进行说明。
其中，参见图2所示，当前轨道可以是X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道或圆周轨道。床体1沿圆周轨道运行，即为绕ISO轴(旋转轴)旋转。
其中，X轴轨道、Y轴轨道和Z轴轨道上的单向运动是指床体的一次运动和一组第一投影图像的拍摄过程中，床体在X轴轨道或Y轴轨道上做单一方向的运动。而且多次单向运动的方向可以相同，也可以不同。
床体在X轴轨道或Y轴轨道做单向运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID(Electronic PortalImaging Device，简称EPID，全称电子射野影像装置)的成像平板伸展到床板下方一定距离处。将当前位置作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体沿X轴轨道或Y轴轨道运动第一设定距离，并在完成该第一设定距离的运动时暂停，以及在该暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体沿X轴轨道或Y轴轨道运动第二设定距离，并在完成该第二设定距离的运动时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体沿X轴轨道或Y轴轨道运动完第N设定距离并暂停，以及控制EPID再拍摄一幅第一投影图像。其中，第一设定距离、第二设定距离等各个设定距离可以相同也可以不同。
其中，床体在Z轴轨道上做单向运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID的成像平板伸展到床板侧面的一定距离处，使得EPID拍摄的第一投影图像为模体的侧视图。将当前位置作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；该第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体沿Z轴轨道运动第一设定距离，并在完成该第一设定距离的运动时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体沿Z轴轨道运动第二设定距离，并完成该第二设定距离的运动时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体沿Z轴轨道运动完第N设定距离并暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像。其中，第一设定距离、第二设定距离等各个设定距离可以相同也可以不同。
其中，床体在圆周轨道上做单向运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID的成像平板伸展到床板底部的一定距离处。将-90度作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；该第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体在圆周轨道上旋转第一设定角度，即控制床体绕ISO轴(旋转轴)旋转第一设定角度，并在该第一设定角度旋转完毕之后暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体绕ISO轴旋转第二设定角度，并在该第二设定角度旋转完之后暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体绕ISO轴旋转完第N设定角度之后暂停，并在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像。其中，第一设定角度、第二设定角度等各个设定角度可以相同也可以不同。
当然，在一些实施例中，床体前一次运动的结束点可以不是后一次运动的起始点。只要床体在当前轨道上做单向前进的分段运动，并将其N段运动中的至少两段运动作为统计对象即可。可以理解的是，当床***于作为统计对象的分段运动的起始点和结束点时，需分别控制EPID拍摄模体的第一投影图像。
可以理解的是，床体沿任一轨道做单向运动均需保证EPID的位置不动，以及模体始终位于EPID的拍摄范围内。
需要说明的是，圆周轨道上的单向运动是指床体的一次旋转运动和一组第一投影图像的拍摄过程中，床体沿圆周轨道仅做顺时针运动或仅做逆时针运动。多次单向运动的旋转方向可以相同，也可以不同。
S102、对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像。
本实施例将床体每次单向运动对应的两幅第一投影图像作为一组第一投影图像，并将床体做单向运动之前位于起始点时拍摄的第一投影图像作为基准投影图像，将床体到达结束点时拍摄的第一投影图像作为比较投影图像。
可以理解的是，如果床体的单向运动方式为单向分段连续运动，那么编号为N的第一投影图像既对应床体前一次单向运动的结束点，又对应床体后一次单向运动的起始点。为此，本实施例将该第一投影图像既作为前一次单向运动对应的一组第一投影图像中的比较投影图像，又作为后一次单向运动对应的一组第一投影图像中的基准投影图像。
S103、确定比较投影图像中的标识物的位置相对于基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差。
其中，在床体沿X轴轨道、Y轴轨道或Z轴轨道做单向运动时，实际到位数据和期望到位数据分别为实际运动距离和期望运动距离；在床体沿圆周轨道做单向运动时，实际到位数据和期望到位数据分别是实际旋转角度和期望旋转角度。而且期望运动距离和期望旋转角度均可从床体对应编码器上读取。
床体在X轴轨道或Y轴轨道上做单向运动时，单次运动误差的确定方法包括：对于每组第一投影图像，计算比较投影图像与基准投影图像中的标识物之间的图像距离；计算基准投影图像对应的放大比例；将图像距离与放大比例的比值作为床体的实际运动距离；将床体的实际运动距离与期望运动距离的差值作为床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动误差。
以床体沿X轴做单向分段连续运动为例，第一组第一投影图像中的钨球的中心坐标分别为(I0x，I0y)和(I1x，I1y)，第二组第一投影图像中的钨球的中心坐标分别为(I1x，I1y)和(I2x，I2y)，以此类推，第i组第一投影图像中的钨球中心坐标分别为(Ii-1x，Ii-1y)和(Iix，Iiy)。第一组第一投影图像的钨球的拟合半径分别为R0和R1，两个钨球中心的图像距离为
Figure BDA0002583931590000081
且该组第一投影图像中的基准投影图像的放大比例为
Figure BDA0002583931590000082
因此两个钨球中心的实际距离为
Figure BDA0002583931590000083
其中，A为像素尺寸。床体的期望运动距离为X轴编码器所记录的床体的运动距离。令期望运动距离为Lxe，则该组第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差为|Lx0-Lxe|，以此类推，可以得到第i组的第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差|Lxi-Lxe|，其中，Lxi为第i组第一投影图像中的两个钨球中心的实际距离。
床体在Z轴轨道上做单向运动时，单次运动误差的确定方法包括：对于每组第一投影图像，分别确定基准投影图像与比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；分别计算基准投影图像和比较投影图像对应的床体高度，基于相似三角形原理，根据EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度，确定床体高度；将比较投影图像对应的床体高度与基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体的实际运动距离；将实际运动距离与期望运动距离之间的差值作为床体在Z轴轨道上的单次运动误差。
其中，预设长度指标为标识物的一个长度参数，比如，在标识物的形状为球体时，预设长度指标可选择球体的半径；在标识物的形状为立方体时，预设长度指标可选择立方体的边长。本实施例的预设长度指标优选为钨球的半径。
示例性的，床体沿Z轴轨道做单向分段连续运动。设定第一组的第一投影图像中的钨球的拟合半径分别为R0和R1，那么根据相似三角形定理可以得到：
Figure BDA0002583931590000091
其中，R′为钨球的实际半径；L0为该组第一投影图像中的基准投影图像对应的床体高度，L1为该组第一投影图像中的比较投影图像对应的床体高度；SID(Source to Image receptor Distance，简写SID)，为加速器的射线输出装置到EPID平面的距离。本实施例中的SID优选均为145cm。因此该组第一投影图像对应的床体在Z轴轨道上的实际运动距离为：
Figure BDA0002583931590000092
Z轴轨道的编码器所记录的期望运动距离为Lze，那么床体在Z轴轨道上的首个单次运动误差可表示为：|Lz1-Lze|。依次类推，可以得到第i组第一投影图像对应的床体在Z轴轨道上的单次运动误差|Lzi-Lze|，其中，Lzi为第i组第一投影图像对应的床体在Z轴轨道上的实际运动距离。
床体在圆周轨道上做单向运动时，即绕ISO轴(旋转轴)单向分段连续旋转时，床体的单次运动误差的确定方法包括：对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；对于每组第一投影图像，将基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将第一矢量与第二矢量之间的夹角作为床体的实际旋转角度；将床体每次旋转的实际旋转角度与对应的期望旋转角度的差值作为床体在旋转轨道上的单次运动误差。
示例性的，床体绕ISO轴做单向旋转运动。床体从-90度逆时针旋转至90度，每间隔10度暂停运动，通过EPID在SID＝145cm处拍摄第一投影图像，共得到19幅包含钨球的第一投影图像，拟合出的钨球中心坐标分别为A0，A1，A2，A3，A4……A18。根据钨球在这19幅第一投影图像中的分布轨迹，确定钨球的旋转中心，即床体的旋转中心Ac，也就是ISO轴。以-90度位置为床体的初始位置。对于第一组第一投影图像，其比较投影图像中的钨球中心相较于基准投影图像中的钨球中心旋转了θ0度，其中，θ0可表示为：
Figure BDA0002583931590000101
如果对应的期望旋转角度为α，则床体在圆周轨道上的单次运动误差可表示为|θ0-α|。依次类推，可以得到第i组的第一投影图像对应的床体在圆周轨道上的单次运动误差|θi-α|，其中，θi为第i组第一投影图像中的比较投影图像中的钨球中心相较于基准投影图像中的钨球中心的旋转角度。
S104、根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
在得到床体在当前轨道上的所有单次运动误差之后，将所有单次运动误差中的最大值作为床体在当前轨道上的单向运动精度。
比如，床体在X轴轨道上的单向运动精度可以表示为：P＝max(|Lx0-Lxe|，|Lx1-Lxe|…|Lxi-Lxe|)；床体在Y轴轨道上的单向运动精度可以表示为：P＝max(|Ly0-Lye|，|Ly1-Lye|…|Lyi-Lye|)；床体在Z轴轨道上的单向运动精度可以表示为：P＝max(|Lz1-Lze|，|Lz2-Lze|…|Lzi-Lze|)；床体绕ISO轴旋转的单向运动精度可表示为：P＝max(|θ0-α|，|θ1-α|，…|θi-α|)。
本发明实施例提供的床体运动精度检测方法的技术方案，相较于现有技术，根据每组第一投影图像中的基准投影图像与基准投影图像中的标识物的位置的变化量，可以得到床体准确的实际到位数据，而床体实际到位数据与期望到位数据的差值即为床体在当前轨道上的单次运动误差，床体的所有单次运动误差确定之后即可得到床体在当前轨道上做单向运动时的运动精度，方法简单、快捷、准确。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的床体运动精度检测方法的流程图。本发明实施例在上述实施例实施之前，增加了EPID的SID标定方法的步骤。
相应地，本实施例的方法包括：
S201、通过EPID获取模体在床体的不同位置时的第二投影图像。
将模体放置于床体表面，模体内设置有钨球，钨球半径为R’，控制床体运动，直至将钨球移动到加速器等中心附近。将EPID的平板伸展至床体下方的一定距离处，并通过水平尺将平板调平，此时控制EPID拍摄一幅模体的第二投影图I1；保持平板不动，通过一高精度的位移台拖动钨球移动一定的距离L1，再拍摄一张模体的第二投影图I2。
其中，位移台为现有设备，本实施例在此不对其做具体限定。
S202、根据该两不同位置之间的实际距离和标识物在两个第二投影图像中的图像距离，确定第一放大比例，根据标识物的预设长度指标的实际长度和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，确定第二放大比例。
得到两幅第二投影图像之后，将两幅第二投影图像进行暗场校正和增益校正，然后基于图像灰度分布确定钨球分别在两幅第二投影图像中的大致位置，然后对两幅第二投影图像分别进行边界提取和二值化处理，以更新两幅第二投影图像，并对更新后的两幅第二投影图像中的钨球的投影进行圆拟合，以分别得到两幅第二投影图像中的钨球的轮廓，以及根据钨球的轮廓确定钨球圆心坐标和半径，圆心分别为(I1x，I1y)和(I2x，I2y)，半径分别为R1和R2。
将两不同位置之间的实际距离表示为L1，则EPID的第一放大比例可表示为：
Figure BDA0002583931590000121
其中，A为像素尺寸。EPID的第二放大比例可表示为：
Figure BDA0002583931590000122
其中，R’为钨球半径，本实施例的钨球半径优选为2cm。
S203、将第一放大比例与第二放大比例的比值作为放大比例的修正因子。
因为X射线光源非理想点源，且X射线穿透能力较强，物体成像时存在半影，因此M1和M2并不完全相等，由M1和M2的表达式可以得到EPID的放射源位于床体上方时，拍摄的所有投影图像的放大比例和实际放大比例之间的修正因子k为：
Figure BDA0002583931590000123
可以理解的是，该修正因子可以对前述实施例中的第一投影图像的放大比例进行修正，以更新第一投影图像的放大比例。
S204、根据修正因子和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，完成EPID的SID的标定。
可以理解的是，在钨球半径R′、钨球在第二投影图像中的投影半径R0、以及修正因子k已知时，即可根据相似三角形原理得到：
Figure BDA0002583931590000131
其中A为像素尺寸。本实施例中R′优选为2cm，SID为145cm。
S205、获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，第一投影图像包括设置于模体内的标识物，模体设置于床体上方，床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次。
S206、对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像。
S207、确定比较投影图像中的标识物的位置相对于基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差。
S208、根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
本发明实施例在获取第一投影图像之前，先对EPID的SID进行标定，从而提高第一投影图像的质量，以及确定对应于X轴轨道或Y轴轨道的第一投影图像的放大比例的修正因子，以提高第一投影图像的放大比例的准确性，从而提高所确定的床体在X轴轨道或Y轴轨道的运动精度的准确性。
实施例三
图4是本发明实施例三提供的床体运动精度检测方法的流程图。本发明实施例在上述任意实施例的基础上，增加了床体往返运动精度的检测方法。
相应地，本实施例的方法包括：
S301、获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，第一投影图像包括设置于模体内的标识物，模体设置于床体上方，床体的运动方式为往返运动，运动次数大于或等于两次。
其中，床体在X轴轨道或Y轴轨道上做往返运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID的成像平板伸展到床板下方一定距离处。将当前位置作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体沿X轴轨道或Y轴轨道做距离为第一设定距离的往返运动，并在完成该第一设定距离的往返运动时暂停，以及在该暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体沿X轴轨道或Y轴轨道做距离为第二设定距离的往返运动，并在完成该第二设定距离的往返运动时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体在X轴轨道或Y轴轨道完成第N次往返运动。其中，第一设定距离、第二设定距离等各个设定距离可以相同也可以不同。
其中，床体在Z轴轨道上做往返运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID的成像平板伸展到床板侧面的一定距离处，使得EPID拍摄的第一投影图像为模体的侧视图。将当前位置作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；该第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体沿Z轴做距离为第一设定距离的往返运动，并在完成该往返运动时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体沿Z轴轨道做距离为第二设定距离的往返运动，并在完成该往返距离时暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体在Z轴轨道完成N次往返运动并拍摄相应的第一投影图像。其中，第一设定距离、第二设定距离等各个设定距离可以相同也可以不同。
其中，床体在圆周轨道上做往返运动时，模体的第一投影图像的获取方法可选为：将模体放置于床体上，并位于加速器的等中心附近，将EPID的成像平板伸展到床板底部的一定距离处。将当前位置作为起始点，控制EPID拍摄一幅第一投影图像；该第一投影图像拍摄完毕之后，控制床体在圆周轨道做旋转角度为第一设定角度的往返旋转运动，即控制床体绕ISO轴(旋转轴)做旋转角度为第一设定角度的往返旋转运动，并在完成该往返旋转运动之后暂停，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；在该第一投影图像拍摄完毕之后，再控制床体在圆周轨道上做旋转角度为第二设定角度的往返旋转运动，并在该往返旋转运动结束之后，以及在暂停期间控制EPID再拍摄一幅第一投影图像；以此类推，直至控制床体在圆周轴轨道完成N次往返旋转运动并拍摄相应的第一投影图像。其中，第一设定角度、第二设定角度等各个设定角度可以相同也可以不同。
在一些实施例中，对于任一轨道，控制床体以不同位置为起始点做往返运动，并拍摄床体离开起始点之前的第一投影图像，以及床体完成往返运动回到起始点时的第二投影图像。
可以理解的是，床体沿任一轨道做单向运动均需保证EPID的位置不动，以及模体始终位于EPID的拍摄范围内。
S302、对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像。
本实施例将床体每次往返运动对应的两幅第一投影图像作为一组第一投影图像，并将床体做往返运动之前位于起始点时拍摄的第一投影图像作为基准投影图像，将床体完成往返运动重新回到起始点时拍摄的第一投影图像作为比较投影图像。
可以理解的是，如果床体以同一位置为起始点反复做往返运动，那么编号为N的第一投影图像既对应床体前一次往返运动的结束点，又对应床体后一次往返运动的起始点。为此，本实施例将该第一投影图像既作为前一次往返运动对应的一组第一投影图像中的比较投影图像，又作为后一次往返运动对应的一组第一投影图像中的基准投影图像。
S303、确定比较投影图像中的标识物的位置相对于基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做往返运动的单次运动误差。
其中，在床体沿X轴轨道、Y轴轨道或Z轴轨道做往返运动时，实际到位数据为实际运动距离；在床体沿圆周轨道做单向运动时，实际到位数据为实际旋转角度。由于理想情况下，床体沿X轴轨道、Y轴轨道、Z轴轨道或圆周轨道做往返运动时，其结束点位置应与起始点位置重合，即理想情况下，比较投影图像中的钨球圆心应与基准投影图像中的钨球圆心重合，因此对于床体的往返运动，本实施例的期望到位数据为零。
床体在X轴轨道或Y轴轨道上做往返运动时，单次运动误差的确定方法包括：对于每组第一投影图像，计算比较投影图像与基准投影图像中的标识物之间的图像距离；计算基准投影图像对应的放大比例；将图像距离与放大比例的乘积作为床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动误差。
以床体沿X轴做同一起始点的往返运动为例。第一组第一投影图像中的钨球的中心坐标分别为(I0x，I0y)和(I1x，I1y)，第二组第一投影图像中的钨球的中心坐标分别为(I1x，I1y)和(I2x，I2y)，以此类推，第i组第一投影图像中的钨球中心坐标分别为(Ii-1x，Ii- 1y)和(Iix，Iiy)。第一组第一投影图像的钨球的拟合半径分别为R0和R1，两个钨球中心的图像距离为
Figure BDA0002583931590000171
其中，A为像素尺寸。由于该组第一投影图像中的基准投影图像的放大比例为
Figure BDA0002583931590000172
放大比例的修正因子为k，期望到位数据为零，因此两个钨球中心的实际距离，即床体在X轴轨道上的首个单次运动误差，可表示为：
Figure BDA0002583931590000173
其中，A为像素尺寸。以此类推，可以得到第i组第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差Lxi。
床体在Z轴轨道上做单向运动时，单次运动误差的确定方法包括：对于每组第一投影图像，分别确定基准投影图像与比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；分别计算基准投影图像和比较投影图像对应的床体高度，床体高度在EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度己知时，基于相似三角形原理确定；在期望到位数据为零时，将比较投影图像对应的床体高度与基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体在Z轴轨道的单次运动误差。
示例性的，床体沿Z轴做同一起始点的往返运动，第一组第一投影图像中的钨球的拟合半径分别为R0和R1，那么根据相似三角形定理可以得到：
Figure BDA0002583931590000181
其中，R′为钨球的实际半径；L0为该组第一投影图像中的基准投影图像对应的床体高度，L1为该组第一投影图像中的比较投影图像对应的床体高度；SID优选为145cm。因此该组第一投影图像对应的床体在Z轴轨道上的首个单次运动误差可表示为：
Figure BDA0002583931590000182
依次类推，可以得到第i组的第一投影图像对应的床体在Z轴轨道上的单次运动误差Lzi。
床体在圆周轨道上做往返运动时，即绕旋转轴往返旋转运动时，床体的单次运动误差的确定方法包括：对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；对于每组第一投影图像，将基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将第一矢量与第二矢量之间的夹角作为床体的单次运动误差。
示例性的，床体在圆周轨道上做同一起始点的往返旋转运动，比如床体从零度顺时针旋转至不同的角度，然后再返回零度。根据钨球在所有第一投影图像中的分布轨迹，确定钨球的旋转中心，即床体的旋转中心Ac，也就是ISO轴。设定第一组第一投影图像中的基准投影图像的钨球中心为A0，比较投影图像的钨球中心为A1。由于期望到位数据为零，因此比较投影图像中的钨球中心相较于基准投影图像中钨球中心的旋转角度，即为床体的单次运动误差。首个单次运动误差可表示为：
Figure BDA0002583931590000191
依次类推，可以得到第i组的第一投影图像对应的床体在圆周轨道上的单次运动误差θi。
S304、根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做往返运动的运动精度。
在得到床体在当前轨道上的所有单次运动误差之后，将所有单次运动误差中的最大值作为床体在当前轨道上的往返运动精度。
比如，床体在X轴轨道的往返运动精度可以表示为：P＝max(Lx0，Lx1，...Lxi)，其中，Lxi为第i组第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差，i为0或任一自然数；床体在Y轴轨道上的往返运动精度可以表示为：P＝max(Ly0，Ly1，…Lyi)，其中，Lyi为第i组第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差，i为0或任一自然数；床体在Z轴轨道上的单向运动精度可以表示为：P＝max(Lz0，Lz1，…Lzi)，其中，Lzi为第i组第一投影图像对应的床体在X轴轨道上的单次运动误差，i为自然数；床体在圆周轨道上的往返运动精度可表示为：P＝max(θ0，θ1，…θi)，其中，θi为第i组的第一投影图像对应的床体在圆周轨道上的单次运动误差，i为0或任一自然数。
本发明实施例提供的床体运动精度检测方法的技术方案，相较于现有技术，根据每组第一投影图像中的基准投影图像与基准投影图像中的标识物的位置的变化量，可以得到床体的单次运动误差，床体的所有单次运动误差确定之后即可得到床体在当前轨道上做往返运动时的运动精度，方法简单、快捷、准确。
实施例四
图5是本发明实施例提供的床体运动精度检测装置的结构框图。该装置用于执行上述任意实施例所提供的床体运动精度检测方法的技术方案，该装置可选为软件或硬件实现。该装置包括：
获取模块11，用于获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，第一投影图像包括设置于模体内的标识物，模体设置于床体上方，床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
图像分组模块12，用于对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
运动误差确定模块13，用于确定比较投影图像中的标识物的位置相对于基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
运动精度确定模块14，用于根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
可选地，当前轨道为X轴轨道或Y轴轨道，床体运动方式为单向运动，实际到位数据为实际运动距离，期望到位数据为期望运动距离；相应的，运动误差确定模块用于，对于每组第一投影图像，计算比较投影图像与基准投影图像中的标识物之间的图像距离；计算基准投影图像对应的放大比例；将图像距离与放大比例的比值作为床体的实际运动距离；将床体的实际运动距离与期望运动距离的差值作为床体在相应轨道上的单次运动误差。
可选地，当前轨道为X轴轨道或Y轴轨道，床体运动方式为往返运动，往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，相应的，运动误差确定模块用于，对于每组第一投影图像，计算比较投影图像与基准投影图像中的标识物之间的图像距离；计算基准投影图像对应的放大比例；将图像距离与放大比例的比值作为床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动误差。
可选地，当前运轨道为Z轴轨道，床体运动方式为单向运动，实际到位数据为实际运动距离，期望到位数据为期望运动距离；相应的，运动误差确定模块用于，对于每组第一投影图像，分别确定基准投影图像与比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；基于相似三角形原理，根据EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度，分别计算基准投影图像和比较投影图像对应的床体高度；将比较投影图像对应的床体高度与基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体的实际运动距离；将实际运动距离与期望运动距离之间的差值作为床体在Z轴轨道上的单次运动误差。
可选地，当前轨道为Z轴轨道，床体运动方式为往返运动，往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，相应的，运动误差确定模块用于，对于每组第一投影图像，分别确定基准投影图像与比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；基于相似三角形原理，根据EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度，分别计算基准投影图像和比较投影图像对应的床体高度；将比较投影图像对应的床体高度与基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体在Z轴轨道的单次运动误差。
可选地，当前运动轨道为圆周轨道，床体运动方式为单向运动，实际到位数据为实际旋转角度，期望到位数据为期望旋转角度；相应的，运动误差确定模块用于对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；对于每组第一投影图像，将基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将所述第一矢量与所述第二矢量之间的夹角作为床体的实际旋转角度；将床体每次旋转的实际旋转角度与对应的期望旋转角度的差值作为床体在旋转轨道上的单次运动误差。
可选地，当前轨道为圆周轨道，床体运动方式为往返运动，往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，相应的，运动误差确定模块用于对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；对于每组第一投影图像，将基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将第一矢量与第二矢量之间的夹角作为床体的单次运动误差。
进一步的，如图6所示，该装置还包括标定模块10，该标定模块包括：
获取单元，用于通过EPID获取模体在床体的不同位置时的第二投影图像；
放大比例确定单元，用于根据该两不同位置之间的实际距离和所述标识物在两个第二投影图像中的图像距离，确定第一放大比例，根据标识物的预设长度指标的实际长度和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，确定第二放大比例；
修正单元，用于将第一放大比例与第二放大比例的比值作为放大比例的修正因子；
标定单元，用于根据修正因子和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，完成EPID的SID的标定。
本发明实施例提供的床体运动精度检测装置的技术方案，相较于现有技术，根据每组第一投影图像中的基准投影图像与基准投影图像中的标识物的位置的变化量，可以得到床体准确的实际到位数据，而床体实际到位数据相对于期望到位数据的偏差即为床体在当前轨道上的单次运动误差，床体的所有单次运动误差确定之后即可得到床体在当前轨道上做相应运动时的运动精度，方法简单、快捷、准确。
本发明实施例所提供的床体运动精度检测装置可执行本发明任意实施例所提供的床体运动精度检测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
实施例五
图7为本发明实施例五提供的检测设备的结构示意图，如图7所示，该设备包括处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204；设备中处理器201的数量可以是一个或多个，图7中以一个处理器201为例；设备中的处理器201、存储器202、输入装置203以及输出装置204可以通过总线或其他方式连接，图7中以通过总线连接为例。
存储器202作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的床体运动精度检测方法对应的程序指令/模块(例如，获取模块11、图像分组模块12、运动误差确定模块13以及运动精度确定模块14)。处理器201通过运行存储在存储器202中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的床体运动精度检测方法。
存储器202可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作***、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器202可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器202可进一步包括相对于处理器201远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置203可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
输出装置204可包括显示屏等显示设备，例如，用户终端的显示屏。
实施例六
本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种床体运动精度检测方法，该方法包括：
获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，所述第一投影图像包括设置于模体内的标识物，所述模体设置于所述床体上方，所述床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
确定所述比较投影图像中的标识物的位置相对于所述基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的床体运动精度检测方法中的相关操作。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，简称RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的床体运动精度检测方法。
值得注意的是，上述床体运动精度检测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种床体运动精度检测方法，其特征在于，包括：
获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，所述第一投影图像包括设置于模体内的标识物，所述模体设置于所述床体上方，所述床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
确定所述比较投影图像中的标识物的位置相对于所述基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前轨道为X轴轨道或Y轴轨道，所述实际到位数据为实际运动距离，所述期望到位数据为期望运动距离，所述床体运动方式为单向运动；
相应的，床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动误差的确定方法包括：
对于每组第一投影图像，计算所述比较投影图像与所述基准投影图像中的标识物之间的图像距离；
计算所述基准投影图像对应的放大比例；
将所述图像距离与所述放大比例的比值作为床体的实际运动距离；
将床体的实际运动距离与期望运动距离的差值作为床体在相应轨道上的单次运动误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前轨道为X轴轨道或Y轴轨道，所述床体运动方式为往返运动，所述往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，则床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动误差的确定方法包括：
对于每组第一投影图像，计算所述比较投影图像与所述基准投影图像中的标识物之间的图像距离；
计算所述基准投影图像对应的放大比例；
将所述图像距离与所述放大比例的比值作为床体在X轴轨道或Y轴轨道上的单次运动距离；
在所述期望到位数据为零时，将所述单次运动距离作为单次运动误差。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前运轨道为Z轴轨道，所述床体运动方式为单向运动，所述实际到位数据为实际运动距离，所述期望到位数据为期望运动距离；
相应的，床体在Z轴上的单次运动误差的确定方法包括：
对于每组第一投影图像，分别确定所述基准投影图像与所述比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；
基于相似三角形原理，根据EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度，分别计算所述基准投影图像和所述比较投影图像对应的床体高度；
将所述比较投影图像对应的床体高度与所述基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体的实际运动距离；
将所述实际运动距离与所述期望运动距离之间的差值作为床体在Z轴轨道上的单次运动误差。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前轨道为Z轴轨道，所述床体运动方式为往返运动，所述往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，则床体在Z轴上的单次运动误差的确定方法包括：
对于每组第一投影图像，分别确定所述基准投影图像与所述比较投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度；
基于相似三角形原理，根据EPID的SID、标识物的预设长度指标的实际长度、标识物的预设长度指标的投影长度，分别计算所述基准投影图像和所述比较投影图像对应的床体高度；
将所述比较投影图像对应的床体高度与所述基准投影图像对应的床体高度的差值作为床体在Z轴轨道的单次运动误差。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前运动轨道为圆周轨道，所述床体运动方式为单向运动，所述实际到位数据为实际旋转角度，所述期望到位数据为期望旋转角度；
相应的，床体在圆周轨道上的单次运动误差的确定方法包括：
对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；
对于每组第一投影图像，将所述基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将所述比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将所述第一矢量与所述第二矢量之间的夹角作为床体的实际旋转角度；
将床体每次旋转的实际旋转角度与对应的期望旋转角度的差值作为床体在旋转轨道上的单次运动误差。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当前轨道为圆周轨道，所述床体运动方式为往返运动，所述往返运动的起始点与结束点重合，所述期望到位数据为零，则床体在圆周轨道上的单次运动误差的确定方法包括：
对所有第一投影图像中的标识物中心点进行拟合，以得到床体的旋转中心；
对于每组第一投影图像，将所述基准投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第一矢量，将所述比较投影图像中的旋转中心指向标识物中心点的矢量作为第二矢量，将所述第一矢量与所述第二矢量之间的夹角作为床体的单次运动误差。
8.根据权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述第一投影图像由加速器自带的EPID获取，所述获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像之前，还包括：
通过EPID获取模体在床体的两不同位置时的第二投影图像；
根据该两不同位置之间的实际距离和所述标识物在两个第二投影图像中的图像距离，确定第一放大比例；根据所述标识物的预设长度指标的实际长度和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，确定第二放大比例；
将所述第一放大比例与所述第二放大比例的比值作为放大比例的修正因子；
根据所述修正因子和任一第二投影图像中的标识物的预设长度指标的投影长度，完成所述EPID的SID的标定。
9.一种床体运动精度检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取用于记录床体在当前轨道运动的起止位置的至少两组第一投影图像，所述第一投影图像包括设置于模体内的标识物，所述模体设置于所述床体上方，所述床体的运动方式为单向运动或往返运动，运动次数大于或等于两次；
图像分组模块，用于对于每组第一投影图像，将对应于床体运动的起始点的第一投影图像作为基准投影图像，将对应于床体运动的结束点的第一投影图像作为比较投影图像；
运动误差确定模块，用于确定所述比较投影图像中的标识物的位置相对于所述基准投影图像中的标识物的位置的变化量，以及该变化量所对应的实际到位数据相对于相应的期望到位数据的偏差，并将该偏差作为床体在当前轨道上做相应运动的单次运动误差；
运动精度确定模块，用于根据床体的所有单次运动误差确定床体在当前轨道上做相应运动的运动精度。
10.一种包含计算机可执行指令的存储介质，其特征在于，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行如权利要求1-8中任一所述的床体运动精度检测方法。
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