GB/T 18987-2015 放射治疗设备 坐标、运动与刻度

ICS11.040.50

C43

中华人民共和国国家标准

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

代替GB/T18987—2003

、

放射治疗设备坐标运动与刻度

Radiotherapyequipment—Coordinates,movementsandscales

(IEC61217:2008,IDT)

2015-12-10发布2017-07-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

目次

前言…………………………Ⅰ

1范围和目的………………1

2坐标系……………………1

2.1基本规则……………1

2.2固定参考系(f“”)[图1a)]…………2

2.3机架坐标系(“”)(图4)……………2

g

(“

2.4限束器或界定器坐标系b”)(图5)………………2

楔形过滤器坐标系(“”)(图)……………………

2.5w73

(“

2.6X射线影像接收器坐标系r”)(图6和图8)……………………3

(“

2.7治疗床坐标系s”)(图9)…………3

2.8床面偏轴旋转坐标系(e“”)(图10和图11)………4

(“

”)(、、)……………………

2.9床面坐标系t图10图11图18和图194

2.10患者坐标系(“”)[图17a)和图17b)]……………5

p

3刻度和数字显示的定义…………………5

4设备运动的命名…………………………5

5设备的零位置……………6

、、()…………………

6刻度分度方向及显示目录一览表7

6.1机架的旋转[图14a)和图14b)]……………………7

6.2限束器或界定器的旋转[图15a)和图15b)]………7

6.3楔形过滤器的旋转[图7和图14a)]………………7

6.4辐射野或界定辐射野………………7

6.5治疗床等中心旋转…………………9

6.6床面偏心旋转………………………9

6.7床面直线运动和转动………………9

6.8X射线影像接收器的运动…………10

6.9其他刻度……………10

附录A(资料性附录)单一坐标系坐标变换举例………35

附录B(资料性附录)参考文献…………40

附录C(资料性附录)IEC刻度变化的说明……………41

附录D(资料性附录)GB9706.5,GB9706.17,GB15213中所述刻度的增补与改变………………43

附录E(资料性附录)术语………………44

附录F(资料性附录)IEC和DICOM的患者坐标变换………………46

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

/—《、》,/—

本标准代替GBT189872003放射治疗设备坐标系运动与刻度与GBT189872003相

比,主要变化如下:

———增加了2.1.7对多于一次的旋转变换时该旋转的次序的要求;

———修改了2.9床面坐标系;

———增加了2.10对患者坐标系的要求;

———修改了6.7的题目;

———增加了6.7.4和6.7.5;

———表2中增加了Ip旋转;

———图1a)中增加了所有角度位置都设置在零位时的坐标系;

———)、)、;

增加了图17a图17b图18和图19

———增加了附录F。

:(:::)《

本标准等同采用IEC612172008包括IEC612171996+A12000+A22007放射治疗设备

、》。::

坐标运动和刻度本标准与IEC612172008的编辑性差异如下

———“”“,”;

用小数点.代替小数点

———对标准中引用的其他国际标准,已经转化为我国标准的,本标准用相应的我国标准号代替其他

国际标准;

———(,)、;

本标准删除了IEC612171.2版2008-04的前言引言和增补2的引言

———“”“”。

用本标准代替了本国际标准

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本标准由国家食品药品监督管理总局提出。

本标准由全国医用电器标准化技术委员会(SAC/TC10)归口。

:、()、

本标准起草单位北京市医疗器械检验所瓦里安医疗设备北京有限公司西安一体医疗科技有

限公司。

:、、、、。

本标准主要起草人王培臣胡广勇刘周明缪斌孟庆前

Ⅰ

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

、

放射治疗设备坐标运动与刻度

1范围和目的

,、

本标准适用于远距离放射治疗过程中有关的设备与数据包括与放射治疗计划系统放射治疗模拟

、、。

机等中心γ射束治疗设备等中心医用电子加速器以及非等中心设备有关的患者影像数据

、

本标准的目的是规定用于远距离放射治疗整个过程都使用的一套相容的坐标系用于这一过程中

的刻度标记(提供之处)和设备的运动,以及使用计算机时便于计算机控制。

2坐标系

对于每一个相对于其他部件运动的设备主要部件,如图1a)所示和表1中所列举,都有一个专用的

。,。(、)

坐标系除此之外还规定了一个固定的参考坐标系每一个主要部件如机架辐射头相对于自己的

坐标系总是静止的。

)、))。

等中心医用电子加速器和放射治疗模拟机的透视图如图1a图14a和图14b中所示有几幅图

表示的是坐标系的等角投影图。在图中,当从坐标系的原点朝某一坐标轴正方向观察时,绕该坐标轴作

顺时针旋转的椭圆箭头(等角投影)表示正方向旋转。

注:在下面单独坐标系的描述中,有时会用逆时针(CCW)来描述旋转,此时的旋转轴不是以该坐标系的原点作为

观察点的。

下列条款所述坐标系定义服从数学变换(旋转和/或平移),可将一个坐标系中的点或矢量坐标转换

到另一个坐标系中。坐标系变换实例见附录A。

2.1基本规则

2.1.1所有坐标系均为右手直角定则坐标系。坐标系之间直线和角度运动的正参数方向如图2所示,

图中所有坐标系角度置零,所有坐标系Z轴垂直向上。

2.1.2坐标系中的轴用一个大写字母和一个小写字母来识别,其小写字母标识出该轴所在的坐标系。

2.1.3坐标系具有分级结构(母子关系),这意味着每一个坐标系都是从另一个坐标系派生出来的。共

同的母系是固定参考坐标系,图3和表2显示了分级结构,该结构分为两支子结构。一个与机架有关,

另一个与治疗床有关。

每个子坐标系()的位置和方向都可通过其母系()的原点、

2.1.4dmId沿其一个轴二个轴或三个轴的

平移,然后绕其平移后的某一轴旋转而派生出来。

注:设备部件的机械运动可以按不同的顺序进行,只要设备最终停在相同的位置和方向,就像其按所指出的顺序运

动一样。

图1b)和图1c)举例说明了子系原点沿母系坐标轴、、的平移。

IdXmYmZm

图1b)说明了原点沿、、轴的平移以及绕平行于轴的轴的旋转。

IdXmYmZmZmZd

图1c)说明了原点沿、、轴的平移以及绕平行于轴的轴的旋转。

IdXmYmZmYmYd

示例:限束器坐标系是从机架坐标系派生出来的,而后者又是从固定坐标系派生出来的。因此,机架坐标系的旋转

可以引起限束器坐标系在固定坐标系中类似的旋转。限束器坐标系的原点(辐射源的位置)在固定坐标系中发生了空间

位移。

2.1.5如图3和附录A所示,在一个坐标系中定义的点,可以用坐标变换在它高一级的坐标系(母系)

中和低一级的坐标系(子系)中定义。这样就可以通过一系列的坐标变换,来计算出限束器坐标系中一

1

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

个定义的点在床面坐标系中的坐标(就像2.1.4中定义的原点旋转和平移)。首先,从限束器坐标系向

上到固定坐标系(即限束器坐标系到机架坐标系再到固定坐标系),再从固定坐标系向下到床面坐标系

(即固定坐标系到治疗床坐标系,再到床面偏轴旋转坐标系,如有的话,最后到床面坐标系)。通过这样

的坐标变换,可以很方便地解决在治疗计划中遇到的复杂几何问题,也能减少设备定位中的错误。

2.1.6标记方法

2.1.6.1大写字母用于命名坐标轴,小写字母用来命名坐标系。

示例:Y意指机架坐标系的Y轴。

g

2.1.6.2一个坐标系绕其自身的一个特定轴相对于其母系旋转时,用标识所绕轴的旋转角度(ψ绕X,φ

绕Y,θ绕Z)和一个标识该坐标系的小写字母来表示。

”“”“”

“

示例:意指坐标系相对于坐标系绕坐标系的轴作30°的旋转(从等中心观看顺时针)[见

θb30°bgbZb

)、),]

图12a图12b图5中θb15°

2.1.6.3一个坐标系原点在其母系中的平移位置,可以用表明子系的大写字母和该原点在母系平移所

沿的坐标轴来表示。

示例:Ry(某一数值)表示X射线影像接收器坐标系原点在其母系机架坐标系的Yg轴上的位置。

2.1.6.4对于没有自己坐标系的运动组件,它在坐标系里运动的位置,用大写字母表示运动中的装置,

用小写字母来表示其运动所在的坐标系轴。

示例:X1[Xb](某一数值)表示辐射野或界定辐射野边缘X1在限束器坐标系的Xb轴上的位置。

注:当某组件只能沿一个坐标轴位移,这个坐标系轴的标识可以舍去。这样,上面的例子X1(某一数值)就足

够了。

2.1.6.5一个点在一个坐标系中的位置,用该点在这个坐标系的坐标值表示。

示例:X射线影像接受器坐标系中的一个点的坐标值:

xr+20cm

yr-10cm

zr0cm

2.1.7对于多于一次旋转的变换,旋转次序必须保持一致。如果改变旋转次序,会导致变换矩阵和轴

向的不同。

旋转次序是本标准第2章中描述的次序。

注:M-1M(见A.1)。

abba

2.2固定参考系(f“”)[图1a)]

“”。,

固定坐标系f在空间是静止的它由一个从等中心指向机架的水平坐标轴Yf垂直向上的坐标

轴Zf以及面对机架时指向观察者右方的垂直于Yf轴和Zf轴的坐标轴Xf构成。对于等中心设备,

原点If就是等中心Io,Yf是机架的旋转轴。

2.3机架坐标系(“”)(图4)

g

“”,“”。,

坐标系相对于机架是静止的它的母系是固定坐标系它的原点I是等中心它的坐标轴

gfg

Zg通过并指向辐射源,坐标轴Yg和与Yf轴重合。

坐标系“”“”,。

g与固定坐标系f重合时它处于零角度位置

“”

坐标系g的旋转由坐标系中坐标轴Xg和Zg绕Yg轴旋转的角度φg来确定(即绕固定坐标系

“”

f的Yf轴)。

如果沿水平的Yf轴从等中心向着机架观察时,φg的值随机架的顺时针旋转而增大。

(“

2.4限束器或界定器坐标系b”)(图5)

”,“”。

“

坐标系b相对于限束器或界定器系是静止的它的母系是坐标系g它的原点Ib是辐射源。

2

GB/T18987—2015/IEC61217:2008

它的坐标轴Zb与Z轴重合且指向相同。坐标轴Xb和Yb垂直于各自对应的辐射野或界定辐射野的

g

边缘、、和(见)。

X1X2Y1Y26.4

注:辐射野边缘的位置是由坐标系来确定的,而坐标系不是由辐射野边缘确定的。

对于从等中心到辐射源距离可变的设备(如某些放射治疗模拟机),这种源轴距(SAD)运动相当于

“

”“”

坐标系b沿其母系g的Zg轴做一线性位移。

”、、”。

当坐标系“的坐标轴与对应的轴平行且同向时,坐标系“处于零角度位置

bXbYbXgYgb

”、”

坐标系“的旋转由坐标轴绕轴(即绕坐标系“的轴)旋转的角度来确定。

bXbYbZbgZgθb

,[)、)]。

从等中心向辐射源看θb值随辐射野或界定辐射野的顺时针旋转而增加图15a图15b

楔形过滤器坐标系(“”)(图)

2.5w7

“”,“”。,

坐标系w相对于楔形过滤器是静止的它的母系是坐标系b它的原点Iw确定为其坐标轴

Yw指向楔形过滤器的薄端,Zw轴零位时穿过辐射源与轴Zb重合并指向相同。

注1:制造商或用户可以选择Iw的位置来适应楔形过滤器装置的设计,例如:可以将Iw确定为轴Zw与楔形过滤

器的一个特定平面的交点。

坐标系“”“”,,,(轴,透过

w和坐标系b在零角度位置时即θw0θb0时楔形过滤器的薄端沿Yw

率最大的一端)朝向机架,且坐标轴和平行于对应的、轴。

XwYwXbYb

“”,、(“”)

坐标系w的旋转由坐标轴XwYw绕Zw轴平行于坐标系b的Zb轴转过的角度θw来

确定。

从辐射源看,角度θw随楔形过滤器绕Zw轴(平行于Zb轴)逆时针旋转而增加。

“”、“”“”,

在坐标系wb和g为零角度时原点Iw的纵向正位移是楔形过滤器薄端沿Yb轴向着机架

的运动,原点Iw的横向正位移则是沿Xb轴向着面向机架的观察者的右边运动。

注2:为便于操作,机械式楔形过滤器可以横向插入。在这种情况下,可用楔形过滤器的角度方向来确定θw角。

,“

例如当坐标系”“”(,),

b和坐标系g在零角度位置θb0φg0插入的楔形过滤器的薄端指向面向机架的观

察者的左边,θw角对应于;在相同条件下,插入的楔形过滤器的薄端指向面向机架的观察者的右边时,则

90°

角对应于。

θw270°

”)()

2.6X射线影像接收器坐标系(r“图6和图8

“”

坐标系相对于射线影像接收器是静止的(例如,影像增强器、射线摄影暗盒中的射线照

rXXX

、/),”“”,它的原点。

相胶片放射增感屏板它的母系是坐标系gIr在影像接收面的中心点

”,、、”、、

坐标系“”“。

r处于零角度位置时它的坐标轴XrYrZr分别平行于坐标