Model Analytics辅助的智能放疗计划建模

目的:利用瓦里安公司开发的Model Analytics(MA)工具减少人工处理RapidPlan模型离群值的繁琐和主观因素导致模型构成的不确定性,评估MA工具在效率、改善统计学参数及模型优化效果等方面的表现。方法:(1)选取81例优质计划导入RapidPlan系统并建立初始模型;(2)将初始模型上传MA进行自动分析统计,根据报告提示对离群值进行批量统计学确认,比较模型验证前后统计学指标的变化;(3)利用20例测试病例评估统计学确认前后Rapid Plan模型的剂量学表现,并与原临床计划比较。结果:MA只需几分钟便可得到构成模型计划的几何学、剂量学等特征统计,5轮分析共找出8个股骨头剂量学离群值,分别高于各自预测范围上限的11.11%、5.88%、5.56%、5.56%、5.00%、5.26%、5.56%和5.88%,R^2由0.32提高至0.45;仅用一轮分析便找出所有3个膀胱几何和剂量学离群值,其中几何离群值分别高于均值62.22%或低于均值55.35%,剂量学离群值高于预测范围上限3.33%,处理完离群值后,R^2由0.35升至0.37。测试计划表明,Rapid Plan计划质量显著优于人工计划(P<0.05),使用验证前后的模型可分别降低股骨头剂量23.15%和27.55%,降低膀胱剂量8.14%和6.79%。结论:使用MA工具可快速获取模型构成计划的整体描述,并准确查找出模型中的离群值,从而提高智能放疗计划建模的效率,但统计学确认对模型的剂量学表现影响不大。

瓦里安千伏级锥形束CT系统间剂量学一致性研究

目的:以两台相同型号、不同机龄的瓦里安锥形束CT(CBCT)为平台,选取球管电压值kVp与加权CT剂量指数CTDI_w,分别测量验证6套标准扫描参数的系统间剂量学一致性。方法:(1)选取德国PTW管电压表验证标称电压稳定性;(2)选取德国PTWCT电离室,分别在Full-fan和Half-fan模式下测量直径为16 cm头部和32 cm体部一体式CTDI模体中心和外周4点剂量以计算CTDI_w;(3)利用SPSS 21.0版软件对数据进行检验,P<0.05为统计学有显著意义。结果:实测管电压均高于标称值,新旧CBCT的6个扫描参数平均偏高(2.5±0.7)k Vp和(2.9±0.8)kVp,相对偏差范围1.30%~3.12%;旧CBCT各参数的CTDI_w值均高于新CBCT,偏差幅度4.90%~11.46%,平均偏高8.73%±2.95%。结论:瓦里安CBCT的剂量学稳定性较好,但球管电压的偏差有随着使用年限增加的趋势,相同型号、相同扫描参数的机器间CTDI_w值也不尽相同。CBCT的剂量学一致性应该作为常规质量控制和工作保证的一部分进行监测。

头部立体放射治疗中两种固定方式的精度比较

目的:比较双面网和单面网两种固定方式对头部立体定向放射治疗病例摆位精度的影响。方法:选取40例头部立体定向放射治疗患者,分为对照组(传统单面网固定)和试验组(新型双面网固定)。获取患者治疗前锥形束CT图像,记录按照骨性标志配准误差并进行统计学分析。结果:两组摆位误差在左右(Lat)、进出(Lng)、升降(Vrt)、俯仰(Pitch)、翻转(Roll)、旋转(Rtn)各方向平均数±标准差表示为:对照组(0.26±0.15)cm、(0.13±0.10)cm、(0.19±0.13)cm、(1.40±0.75)°、(1.31±0.65)°、(1.00±0.60)°;试验组(0.07±0.08)cm、(0.14±0.13)cm、(0.09±0.09)cm、(0.73±0.62)°、(0.72±0.58)°、(0.66±0.52)°。两组数据使用曼恩-惠特尼U检验,Lat、Vrt、Pitch、Roll、Rtn方向有统计学差异(P<0.05),Lng方向无统计学差异(P>0.05)。结论:相对于单面网,双面网固定方式在头部立体定向放射治疗中减小了患者的摆位误差,提高了治疗精度,可使患者获益。

基于Wollaston棱镜阵列的目标识别系统

针对传统目标识别方法识别率低、受背景环境影响大等问题,设计了一种基于Wollaston棱镜阵列的偏振光谱成像系统。为了有效地探测野外目标的微弱信号,采用了高光通量的光学天线、偏振模块及干涉模块的设计。为了保证实时采集及高稳定性的设计要求,采用了全静态光学器件完成偏振分光及空间光程调制。系统由偏振成像模块与光谱成像模块构成,可实现同一视场内4个偏振方向图像及光谱图像的同时采集,并经图像融合算法重建被测区域的偏振光谱图像。实验在不同测试距离上分别以钢板和某型火炮作为被测目标,分别采用本系统偏振模块与传统非偏振系统进行测试。实验结果显示,偏振目标识别信噪比高、受距离影响小。基于此实验,再将偏振识别图像与光谱识别图像相融合,从而构成偏振光谱图像。与传统目标识别图像相比较,本系统合成图像中目标清晰可见,受背景环境影响小、可探测距离远,具有很高的野外适应性及稳定性。

AlignRT系统光学体表的验收和服役测试

目的本文主要研究AlignRT系统性能的验收和服役测试,以确保治疗过程中的患者位置和实时运动监测的精确性和可靠性。方法参考国家和国际相关标准,对AlignRT的系统配置、系统校准、性能测试以及完整的端对端试验进行检测和评估。结果各指标均符合相关标准,结果显示:①热稳定性起始800 s内在y和z轴方向有0.5 mm漂移,800 s后逐渐稳定,其他四个方向热稳定性能较好,漂移不明显;②机架旋转遮挡摄像单元最大偏差仅为0.19 mm;③环境照明性能稳定,六维方向变化均为0;④相对位移测试在y轴方向偏差最大,仅为0.03 mm;⑤治疗床角度依赖小,仅在90°时Roll方向偏差值最大,为0.3°;⑥针对多中心治疗计划,AlignRT监测精度在亚毫米级别。结论AlignRT系统的性能测试结果显示,能够保证治疗过程中的患者位置和实时监测的精确性。对于系统校准,建议每月至少一次平板校准和模体校准,每日进行日常质量控制,确保AlignRT与直线加速器辐射等中心的偏差值降到最低。根据临床需求,建议对立体定向放射外科计划进行端对端试验,确保光学体表监测系统的总体精度在阈值范围内。

穿戴式生理监测无线传感网络研究进展

穿戴式生理监测系统包括一组嵌入到佩戴者织物中可以连续监视生理参数,并传送到无线远程监控站传感器的阵列。本文讨论了无线传感器网络及其在可穿戴式生理监测系统中的应用,并对传统的可穿戴式生理监测相关问题进行了讨论。

基于单片机的血粘度测量系统设计

血液粘度值作为诊断疾病转归和疗效判断的主要指标,具有非常重要的临床意义。为了准确测量血液粘度值,该文以低功耗单片机ATmega128作为主控制芯片,设计了系统主控模块、数据采集模块、通信模块及驱动模块,完成了主控模块、驱动模块及通信模块的软件程序设计。所设计血粘度测试系统经过实际测试,结果表明系统与市场同类型血粘度仪相比,具有成本低、精度高、误差小、重复性好等优点,可满足一般中小型医院及社区医院对血粘度测量的需求。

高校产学研联合人才培养模式研究

随着我国社会经济的不断发展,高等教育也在不断变革,要对高等教育进行改革,必须鼓励高校不断培养创新创业人才,增加产学研之间的合作,同时不断提高社会服务质量从高校社会服务职能的价值观念入手,分析高校的人才培养情况,找出存在的问题,并提出相应的解决措施。

大气污染物遥测技术综述

本文综述了国内外遥测大气污染的研究现状,介绍了大气污染物遥测的多种方法及特点。对各种方法存在的问题和大气污染遥测技术的发展趋势进行了讨论,指出在大气污染物监测领域中主被动相结合、各种数据处理方法相融合是今后大气污染物遥测技术的重要研究方向。

基于COMP报告的Eclipse计划系统验收测试

目的探究Eclipse放射治疗计划系统(V15.6)验收测试的关键内容和具体实施过程。方法以加拿大医学物理学家组织报告为参考,对治疗计划系统精度和可靠性相关的CT图像、计算模型可靠性、数据传输和回传记录、治疗计划方案验证以及其他安全性测试等项目进行验收测试。结果各项检测指标均符合相关标准:CT相对电子密度曲线各采样点误差在0.02以内;百分深度剂量和离轴比数据,相对于测量结果,治疗计划系统模拟结果的偏差均小于2%;输出因子偏差除1 cm×1 cm射野为-1.1%外,其他均小于1%;辐射束建模参数多叶准直器透漏射在0.0114~0.0158之间,测量结果小于0.5%;二维剂量验证中二维矩阵验证和电子射野影像系统2种质控设备在评价策略为3 mm位置误差和3%剂量偏差时,γ指数均大于95%;数据传输、回传记录和安全性测试等内容正常有效。结论本院Eclipse计划系统在精确性和安全性等方面均符合国家标准,可应用于临床治疗。

难选火烧硫化矿铅锌分离试验研究

通过采用铅锌全浮-分离浮选原则流程来处理难选火烧硫化矿。在铅锌混浮作业中,用硫酸清洗矿物表面,用硫酸铜活化铁闪锌矿、XSQ活化氧化矿,用丁基黄药作为铅锌混合浮选捕收剂;铅锌分离时,用石灰作矿浆pH值调整剂,用氰化钠和硫酸锌作为铁闪锌矿和磁黄铁矿的抑制剂,用乙硫氮优先选铅。实验室小型闭路试验表明:铅锌混浮采用两粗两精两扫、铅锌分离时铅循环采用一粗一扫三精,锌循环采用一粗一扫两精,获得了铅精矿品位25.59%、回收率61.01%;锌精矿品位46.37%、回收率81.17%的选矿指标。

基于静态傅里叶变换干涉系统的光谱数据处理

设计了一种利用静态傅里叶变换干涉系统的光谱分析算法,可以通过静态条纹获取光谱分布函数及波长标定。实验采用五种不同波长的激光器,用M2CL-CCD探测器采集得到干涉条纹,再经该算法得到光谱信息,与用Q857B型光谱仪产生的光谱信息作比较。应用主成分分析法计算得到波长主峰和几个次峰的相似度总和大于0.95,由实验结果可知该算法实现了光谱分辨率132.1cm-1的光谱分析。

猪流行性腹泻病毒变异毒株中和表位区S10原核表达及多克隆抗体的制备

试验对猪流行性腹泻病毒(PEDV)变异毒株S1的S10表位区进行表达,并制备抗S10蛋白多克隆抗体。将S10区基因连接至原核表达载体pET-32a(+),经大肠杆菌原核表达系统成功表达pET-32a-S10重组蛋白,重组蛋白分子量约为41 kDa,利用Ni柱进行亲和纯化后浓度为2.01mg·mL^(-1)。纯化的重组蛋白经Western blot鉴定后作为免疫原免疫BALB/c小鼠,并收集小鼠血清,利用间接ELISA方法检测血清中抗体效价可达到1∶12800,该抗体可以结合S10重组蛋白和天然PEDV HM2017毒株。研究成功制备了良好免疫原性的PEDV S10蛋白多克隆抗体,为进一步研究S1蛋白及PEDV诊断方法的建立奠定基础。

光刻照明系统中复眼透镜的设计及公差分析

在超大规模集成电路中,为了实现NA=1.35,波长193 nm处分辨率达到45 nm的目标,需要对影响光刻照明均匀性的误差源进行详细分析最终确定公差范围。复眼透镜是使光束在系统掩膜面上形成矩形均匀照明区域的关键元件。采用CODE V软件设计了复眼透镜对引起照明不均匀性的因素进行分析,结合复眼透镜组的设计方案和实际加工能力,给出X和Y向复眼曲率公差为±10%,后组曲率公差为±5%,前后组间隔公差为±50μm,位置精度偏心公差为±1μm,装配精度公差为±3μm。制定公差合理、可行,满足了浸没式光刻照明系统高均匀性、高能量利用率的要求。

一种用于图像序列拼接的角点检测算法

分析了Harris角点检测算子的实现原理及其用于图像序列拼接时存在的不足,从几个方面提出了改进:用新的x和y方向梯度算子求取图像导数,对灰度变化更敏感;改进了角点响应函数,避免了k值选择的随机性;根据图像序列首图像自动确定R阈值,提高了算法的自动处理能力和速度;根据目标像素点的8邻域范围进行亚像素精确定位,角点位置更加准确。实验结果表明,改进算法无需人工干预,特征点提取的速度比传统算法提高了约61.3%,能更好地适应图像拼接的实际应用,是一种快速有效的角点检测方法。

热塑膜联合发泡胶固定技术在宫颈癌放疗中的应用价值

目的:利用锥形束CT(CBCT)技术分析盆部热塑膜联合发泡胶和单纯盆部热塑膜这两种固定方法在宫颈癌放疗时的摆位误差。方法:分别对13例盆部热塑膜联合发泡胶固定的62次CBCT、14例单纯盆部热塑膜固定的71次CBCT数据进行回顾性分析,并比较两种固定方式在左右(Lat)、前后(Vrt)、头足(Lng)和床转角(Rtn)这4个方向上的摆位误差及其分布情况。结果:在Lat、Vrt和Lng这3个方向上的摆位误差均在5 mm以内,而Rtn也在3°以内,符合临床治疗要求。两种固定方式在Lat和Rtn方向上的摆位误差无统计学意义(P>0.05),但相比单纯盆部热塑膜固定,盆部热塑膜联合发泡胶固定在Vrt和Lng方向上具有较好的稳定性(P=0.018、0.002)。盆膜联合发泡胶固定≤3 mm的分布情况:Lat 61次(98.39%)、Vrt 59次(95.16%)、Lng 58次(93.55%);单纯盆膜固定≤3 mm的分布情况:Lat 63次(88.73%)、Vrt 58次(81.69%)、Lng 54次(76.06%)。结论:盆部热塑膜联合发泡胶固定技术在Vrt和Lng方向的稳定性优于单纯盆部热塑膜固定技术。

算法差异在Compass调强计划验证中的作用

目的:用IBA Compass系统对Varian Eclipse计划系统各向异性解析算法(AAA)计算的肺癌和直肠癌计划进行验证,研究差异原因并进行分类分析。方法:分别选取肺癌和直肠癌术前放疗患者各10例,用Compass系统在加速器实测验证,将Eclipse AAA计算的TPS Dose、Compass卷积/超分割算法(CCC)再计算的Compute Dose以及Compass通过实测并基于CCC算法重建的Reconstructed Dose进行两两对比(AAA/CR、CC/CR、AAA/CC),比较分析计划最大点剂量的10%生成的区域的Gamma结果和剂量体积直方图(DVH)结果。结果:在3 mm/3%/Global标准下,直肠癌术前计划:AAA/CRγ通过率为(97.37±2.41)%,CC/CRγ通过率为(97.88±2.21)%,AAA/CCγ通过率为(99.69±0.15)%,AAA/CRγ通过率与CC/CRγ通过率的差异无统计学意义(P=0.598)。肺癌计划:AAA/CRγ通过率为(92.09±2.79)%,CC/CRγ通过率为(96.17±2.78)%,AAA/CCγ通过率为(98.96±1.06)%,AAA/CRγ通过率与CC/CRγ通过率的差异具有显著统计学意义(P=0.005)。结论:用Compass验证AAA算法计划,在肺癌病例中AAA与CCC算法的差异是影响计划通过率的主要原因,在直肠癌计划中AAA与CCC算法的差异影响相对较低,通过率更多受到MLC到位精度、机架旋转精度、剂量准确度等执行不确定性影响。

TB6合金热压缩流变应力行为

在变形温度700～860℃、应变速率0.001～1 s^(-1)下,对TB6合金进行热压缩变形,以研究TB6合金的热压缩流变应力行为。研究温度、变形量、应变速率等因素对TB6热变形流变应力的影响,建立了TB6合金热变形流变应力的本构模型方程。结果表明:合金在热压缩过程中,流变应力随着应变的增大而增加,达到峰值应力后逐渐趋于平稳;应力峰值随着应变速率的增大而增大,随着温度的升高而呈减小趋势。

多功能光纤端面激光宽带减反射膜的应用研究

在光学系统中,设计了 一种新型的近红外光纤宽带激光减反射膜,应用波段为8 0 0 -1300 mn,能够同时适用于多波段大功率半导体激光器并具备较高损伤阈值.通过选择合适的光学材料,利用TFCalc软件仿真,调整最佳的工艺参数,采用热蒸发式真空镀膜机及R F离子源辅助沉积的方法,解决了小口径光纤端面的清洁和低温镀膜时膜层的牢固性等问题,实验采用Agilent CARY6000i 型光波测量系统对镀膜后的样品进行光谱分析,实验结果显示,该减反射膜在800-1300 nm平均透射率为9 9 . 2 % .分别用单管808 nm、980 nm和1064 mn半导体激光器为光源测得多模光纤镀膜后的输出功率较镀膜前均有明显提高.该膜层有效地提高了大功率半导体激光器与光纤的耦合效率具有更好的应用价值和实用意义.

使用硅半导体探测器采集FFF小野光子束基础数据的扫描参数优选研究

目的探讨使用硅半导体探测器采集非均整模式小尺寸辐射野兆伏级光子束的百分深度剂量(Percentile Depth Dose,PDD)、射野离轴比(Field Off Axis Ratio,OAR)等基础数据的扫描参数优选问题。方法以蒙卡仿真结果为参考,使用PTW60016硅半导体探测器,采用均值±标准差、Gamma1D分析等方法,定量评价不同采样时间与采样步长对小野射线质及半影区宽度测量偏差的影响。结果不同测量参数组合条件下,四个典型小野(1cm×1cm^4cm×4cm)射线质的标准差均在0.005以内;采样时间的增加对PDD和OAR测量精度影响较小,采样步长的减小有利于提高OAR半影区和PDD建成区测量精度,对大深度处PDD测量精度的提高无意义;采样时间对半影区宽度影响较小(标准差均小于0.05mm),采样步长的增大导致半影区展宽。结论射线质对采样时间和步长不敏感;PDD测量精度对采样时间不敏感,4~50mm区域与采样步长成负相关,51~300mm深度不敏感;OAR半影区宽度对采样时间不敏感,与采样步长正相关;综合测量精度和效率,本研究推荐PDD数据采用0.5s、0.5mm(50mm以内)和1mm(51~300mm),OAR数据0.5s、0.5mm作为PTW60016的小野基础数据扫描参数。