基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统的研发与应用

目的利用深度相机开发三维点云放疗实时监测系统并验证其可行性。方法以深度相机坐标系为世界坐标系,由校准模体得到定位CT坐标系与世界坐标系之间的转换关系。患者的定位CT点云经上述关系转换到世界坐标系中并与深度相机实时获取的患者表面点云配准计算六维误差,完成摆位验证及放疗中分次内体位误差监测。统计系统六维计算误差的均值、标准差,配准后点云的豪斯多夫距离以及各部分程序运行时间,验证系统的可行性。选取15例真实患者,统计本系统与锥形线束CT之间六维误差。结果模体实验中,系统在左右、头脚、腹背方向的误差分别为(1.292±0.880)、(1.963±1.115)、(1.496±1.045)mm,在偏转、俯仰、翻滚角度的误差分别为0.201°±0.181°、0.286°±0.326°、0.181°±0.192°。对于真实患者,系统平移误差在2.6 mm以内,旋转误差在1°左右,程序运行1~2帧/s,精度和速度满足放疗要求。结论基于深度相机的三维点云放疗实时监测系统能自动完成放疗前摆位验证、放疗中体位实时监测,并提供误差视觉反馈,具有潜在的临床应用价值。