基于小波变换的CT/PET图像融合最佳参数研究

为了提高基于小波变换图像融合的性能,在图像融合规则相对固定的情况下,提出一种确定最佳小波基函数和分解层数的方法。从图像的信息熵出发,通过比较低频子带图像熵差与原始图像熵差的接近程度,选择每一种小波基所对应的最佳分解层数;在小波分解层数确定的情况下,结合图像融合评价方法,选择最佳的小波基函数。与引入融合效果的评价构成一个闭环系统来确定小波参数相比,该方法极大地简化了判别过程;将该方法应用于CT/PET图像融合,获得了较好的融合效果。实验结果表明,该方法简单可行,对基于小波变换图像融合的小波参数选取有一定的指导意义。

CTVision图像引导放射治疗技术及其临床应用

目的:通过介绍CTVision系统的结构和技术特点,探讨其在图像引导放射治疗中的应用方式。方法:将CTVision系统与目前常用的三维IGRT系统,特别是kVCBCT系统进行图像质量对比,得出其临床技术特点及应用方式,并以CTVision在线校位应用方式为例,分析临床操作流程及治疗精度。结果:用CTVision进行IGRT在线校位,可以减少肿瘤分次治疗间摆位误差和形变误差,几何精度可达1mm。结论:CTVision图像引导放射治疗应用方式简单可行,能保证治疗靶区的准确照射,可进一步提高肿瘤放射治疗的精度。

瓦里安C系列加速器枪系统与联锁原理分析和典型案例

瓦里安C系列高能直线加速器均采用三极(栅极控制)电子枪系统,其故障率较高、解决难度较大,多表现为剂量率不稳定甚至不能出束,报GFIL枪灯丝联锁。本研究以iX平台的代表——Clinac iX为例,结合典型案例和技术图纸阐述枪控制系统的工作原理,通过分析电源电路和枪驱动等关键模块内部和模块之间的信号处理的流程和方向,发现问题症结并处理元器件解决问题,为工程师安全高效解决C系列乃至电路集成度和数字化程度非常高、以VitalBeam为代表的新一代高端技术平台的加速器的同类问题,提供解决思路和方法借鉴。

乳腺癌改良根治术后逆向与混合调强放疗剂量学比较

目的:探讨乳腺癌改良根治术后调强放疗计划设计方法及剂量学分布特点。方法:随机选择10例乳腺癌改良根治术后患者,行逆向调强及混合调强两种计划设计。在满足95%的靶区体积达到处方剂量的前提下,比较分析逆向调强及混合调强这两种计划靶区剂量分布的适形性和均匀性;同侧肺及心脏的V10、V20、V30、V40和Dmean,对侧肺和对侧乳腺的Dmean。结果:两种计划靶区平均剂量差异不大,但逆向调强有效地降低了靶区高剂量受照体积,具有较优的靶区适形度和均匀性;对危及器官来说,两种计划同侧肺及心脏的Dmean差异不大,但逆向调强能有效降低高剂量照射体积;其次,对侧肺的受量,两种计划没有显著差异;对侧乳腺的保护上,混合调强占优势。结论:调强技术可获得很好地靶区剂量分布及靶区适形性和均匀性。对心肺功能较差的患者,逆向调强占优势;而体位重复不太好、摆位误差大的患者,混合调强也许是更好的选择。

SRS MapCHECK、ArcCHECK及Portal Dosimetry在立体定向治疗计划剂量验证对比

目的探究SRS MapCHECK(SRS)、ArcCHECK(Arc)及Portal Dosimetry(PD)3种剂量验证系统在立体定向治疗计划验证中的应用情况。方法随机选取在我院行立体定向放疗的肿瘤患者45例,依据治疗计划分别设计SRS、Arc及PD的验证计划,并在Varian VitalBeam直线加速器上执行。在10%剂量阈值下,记录3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm、2%/1 mm和1%/1 mm的γ评价标准下3种剂量验证系统治疗计划的通过率情况。结果3种剂量验证系统在不同的评价标准下得到的治疗计划的γ通过率存在差异,但在3%/2 mm和2%/2 mm评价标准下,SRS和PD验证得到的γ通过率无显著差异(P值均>0.05);在3%/1 mm、2%/1 mm和1%/1 mm评价标准下,Arc和PD验证得到的γ通过率无显著差异(P值均>0.05);在确定治疗计划是否可行上,SRS优于Arc和PD,PD略优于Arc。结论3种剂量验证系统都可用于立体定向治疗计划的剂量验证,其中SRS因具有较高的空间分辨率,在立体定向治疗计划验证上优势明显,临床应用时可优先考虑,此外,SRS剂量验证较严格的γ评价标准可采用2%/1 mm,Arc和PD剂量验证较严格的γ评价标准可采用2%/2 mm或3%/1 mm。

铅门固定技术在全段食管癌调强放疗计划设计中的应用

目的:通过比较铅门固定技术与传统的铅门适形技术在全段食管癌调强放疗剂量学的差异,探讨铅门固定的射野优化方式在全段食管癌调强计划设计中的作用。方法:选取10例晚期全段食管癌患者,分别制定2个调强计划,F-plan计划为部分射野进行铅门固定设计,C-plan计划为所有射野铅门适形于靶区。比较两种计划靶区的剂量分布、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)和危及器官受量,同时记录总的机器跳数(MU)。结果:靶区剂量分布基本一致,除PCTV的适形度C-plan计划略优于F-plan计划,差异有统计学意义外(P<0.05),其它各参数无显著性差异。同时,C-plan计划的MU略低于F-plan计划,差异有统计学意义(P<0.05)。危及器官受量:除脊髓,两种计划的D_(max)未见显著性差异外,双肺的MLD、V_(5)、V_(10)、V_(15)、V_(20)以及心脏受量的各参数,F-plan计划均优于C-plan计划,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:对于全段食管癌调强计划,在满足靶区临床剂量学要求的前提下,铅门固定技术较传统的铅门适形技术能显著降低双肺和心脏的照射剂量,值得推广应用。

SRS MapCHECK探测器阵列的剂量学特性及其在立体定向放疗计划剂量验证中的应用研究

目的:测量SRS MapCHECK探测器阵列的剂量学特性,并探讨其是否满足立体定向放疗计划剂量验证的要求。方法:采用Varian VitalBeam医用电子直线加速器测量6 MV X射线均整(flattening filter,FF)模式与非均整(flattening filter free,FFF)模式下SRS MapCHECK探测器阵列的重复性、剂量线性、剂量率线性及角度响应,记录多次测量的探测器中心点绝对剂量的平均值。使用SRS MapCHECK探测器阵列对在某院行立体定向放疗的56例放疗计划进行剂量验证,记录不同评价标准下的γ通过率。采用R语言进行统计学分析。结果:6 MV X射线FF模式与FFF模式下SRS MapCHECK探测器阵列的重复性测量值归一后的平均值分别为1.0000±0.0008、1.0000±0.0005,与各测量值归一值的偏差百分比不超过0.20%;2种模式下SRS MapCHECK探测器阵列的剂量线性分析的R^(2)值均大于0.99999;剂量率线性的变化及机架角度的变化对SRS MapCHECK探测器阵列的测量结果影响很小,其中6 MV X射线FF模式与FFF模式下各剂量率线性测量值的归一值与归一后的平均值的最大偏差百分比分别为0.89%、0.15%,各角度响应测量值的归一值与归一后的平均值的最大偏差百分比分别为1.30%、1.92%。在放疗计划剂量验证中,除1%/1 mm评价标准外,3%/2 mm、3%/1 mm和2%/1 mm评价标准下的γ通过率均>95%。结论:SRS MapCHECK探测器阵列具有良好的剂量学特性,可满足临床立体定向放疗计划剂量验证的要求。当采用γ分析进行剂量验证时,可采用更严格的2%/1 mm评价标准。

瓦里安直线加速器CARR&FOIL故障案例分析及处理

目前,瓦里安直线加速器在使用过程中一旦出现故障,主控制台工作界面上会出现提示,操作人员(或维修人员)根据提示可以清楚知道哪部分系统出现故障,进而进行分析和处理。我院瓦里安Clinac iX直线加速器已使用近7年,在长期的使用过程中,遇到各种各样故障联锁,近年来,CARR和FOIL故障联锁出现的频率明显增加,在大部分情况下,联锁同时出现[1-2],但也有单独出现CARR联锁的情况[3-4]。不同情况的处理方式也不同,本研究从故障联锁产生的原因出发,详细分析两个联锁同时出现的情况及处理方法,以供同行参考。

基于AT89S52的室内湿度测控自动化模块的设计

许多精密仪器设备对运行环境的要求较高。为了保持它们正常运作,提升机器的运行效率和稳定性,其室内环境湿度必须控制在适宜范围内(40%~60%RH)。基于单片机AT89S52,以电容式相对湿度传感器HS1101作为前端检测,用Keil Uvision 3编程软件编写控制程序和电路设计软件Multisim 10.0进行电路设计,最后在调试软件Protues 7.5进行系统仿真调试。

MapCHECK2和小水箱对同一IMRT计划验证的通过率

二维矩阵Map CHECK2是目前调强治疗计划验证的重要使用工具,对肿瘤患者的治疗计划起到很好的验证和保障作用;小水箱配合指形电离室和剂量仪是直线加速器绝对剂量校准的常用工具。对同一批10例患者的调强计划分别用Map CHECK2和小水箱进行调强计划的验证,比较和分析两者的测量结果,得出当Map CHECK2有故障不能进行调强计划验证时,用小水箱配合指形电离室和剂量仪尝试调强计划验证的可能性。

Varian Clinac IX次要联锁的分析处理

随着肿瘤放疗患者日益增多,加速器运作时间增长,在治疗过程中出现故障联锁的频率随之增加[1]。本研究对在临床治疗过程中加速器出现的常见联锁进行分析处理总结,以期操作技师在维修工程师未到场的情况下能对联锁进行简单的判定、排除及简单的处理,力求及时恢复机器的机械性能、使机器正常工作,提高工作效率,缩短患者等候时间。日常工作中触发Varian Clinac IX型直线加速器不能正常工作的安全联锁多达几十种,但可依据其重要性分为3种类型:主要联锁、剂量测定联锁和次要联锁[2-3]。

瓦里安VitalBeam直线加速器调制器原理和剂量联锁的分析和总结

医用电子直线加速器为了得到较高的加速场,需要调制器产生很高的脉冲电压或电流波形驱动微波功率源处于脉冲工作状态。本文详细分析瓦里安VitalBeam直线加速器的调制器的独特结构、工作原理和重要信号形成原理,通过对信号的波形分析和重要参数的测试,解决了出束异常的剂量联锁案例,指出其有别于传统加速器的剂量联锁表达形式,阐述了解决调制器相关故障的思路和方法,可为同行提供参考。

利用薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的初步评价

目的探讨薄膜描记比对方法改善颅内肿瘤靶区勾画的可行性。方法在MRI矢状位确定颅内肿瘤病灶具有代表性的3个层面并测量这3个层面至矢状正中层面的距离Sd1、Sd2、Sd3,在一张薄膜上用细线笔描记这3个层面的颅骨表面轮廓与肿瘤病灶轮廓;根据Sd1、Sd2、Sd3数值在重建矢状位CT影像中找到相对应的3个层面,通过调节图像缩放功能以及微调头颅前倾后仰角度,使得2幅图像的颅骨表面轮廓完全重合。冠状位层面的匹配过程大致类推。矢状位切面图与冠状位切面图各取60套,将治疗计划的肿瘤靶区轮廓与薄膜描记的MRI肿瘤病灶轮廓比对验证,分别测出两者在各方向的差异。结果 2种方法在矢状位的差异:前后方向(1.25±0.56)mm,头脚方向(1.37±0.42)mm;在冠状位的差异:左右方向(1.82±0.89)mm,头脚方向(2.26±0.86)mm;大于3 mm差异者,矢状位的前后与头脚方向均为0.00%,而冠状位的左右方向为0.00%,冠状位的头角方向为6.67%。结论薄膜描记比对方法可以改善颅内肿瘤靶区的勾画准确性。

浅析瓦里安Clinac-IX医用直线加速器的联锁故障处理方案

瓦里安Clinac-IX医用直线加速器作为医院常用的放射治疗设备,主要用于对肿瘤患者的有效治疗。为了提高瓦里安Clinac-IX医用直线加速器的运行性能,延长其使用寿命,现以联锁故障处理为例,从欠剂量率联锁故障维修、加速器控制计算机死机故障维修、束流对称性联锁、调制器故障维修4个方面入手,为实现该加速器联锁故障的有效处理提出具有建设性的建议,以保证患者病情的稳定性,从而为更好地推广和普及瓦里安Clinac-IX医用直线加速器发挥出重要作用。

头颈部肿瘤两种放疗体位固定摆位误差分析

目的：应用千伏级锥形束CT（CBCT）对比分析头颈部肿瘤放疗中头枕＋头颈肩面膜、真空气垫＋头颈肩面膜两种体位固定技术的摆位误差。方法随机选取60例接受诊断及治疗的头颈部肿瘤患者（头枕＋头颈肩面膜组29例、真空气垫＋头颈肩面膜组31例），治疗过程中每周行1次CBCT扫描，将所获取的CBCT图像与计划CT图像进行配准，得到左右、上下、前后方向的摆位线性误差，采用独立t检验对比两组数据的差异性。结果头枕＋头颈肩面膜组在左右、上下、前后方向的摆位线性误差分别为：（0．07±1．70）、（0．45±1．53）、（0．39±1．62） mm，真空气垫＋头颈肩面膜组在左右、上下、前后方向的摆位线性误差分别为：（-0．05±1．39）、（0．13±1．37）、（0．08±1．25） mm。两组在左右方向上的摆位线性误差比较差异无统计学意义（t=0．729， P〉0．05），在上下和前后方向上的差异有统计学意义（t=2．093、2．039， P均〈0．05）。结论两种固定方式中头颈部肿瘤真空气垫＋头颈肩面膜固定的患者摆位误差小，体位重复性好。

同一射野角度不同优化方式对中央型肺癌调强适形放射治疗计划的影响

目的探讨中央型肺癌调强适形放射治疗(IMRT)同一射野角度、不同优化方式对靶区和危及器官剂量分布的影响。方法回顾性分析2017年11月至2019年10月在广州市番禺区中心医院接受IMRT的6例中央型肺癌患者的临床资料,其中男性5例、女性1例,中位年龄64(53~73)岁。6例患者分别制定2种治疗计划:F-plan和B-plan。2种治疗计划均采用相同的射野方向,根据靶区边缘到皮肤表面的距离,遵循射野穿过肺部最小的原则对所给定的射野方向进行优化,其中,F-plan为部分射野进行锁铅门设计,B-plan为部分射野入射路径处添加虚拟的“Block”设计。评估2种治疗计划的患者的靶区覆盖情况、危及器官受照剂量和机器跳数,差异的比较采用配对t检验。结果2种治疗计划均能满足临床要求,计划临床靶体积和计划大体肿瘤体积(PGTV)的剂量分布基本一致,PGTV的适形度指数、均匀性指数以及2种计划下的机器跳数等各参数之间的差异均无统计学意义(t=−1.383~1.863,均P>0.05)。B-plan的双肺的肺平均剂量(MLD)[(1572.13±148.08)cGy]、V_(5)[(62.58±5.91)%]、V25[(24.33±1.83)%]、V_(30)[(20.14±2.43)%]、V_(40)[(13.38±2.78)%](V_(x)指接受x Gy剂量照射的体积占总体积的百分比)和正常组织的平均剂量(Dmean)[(1246.63±485.12)cGy]、V_(5)[(58.46±24.31)%]、V_(40)[(6.38±2.67)%]普遍高于F-plan的受照剂量[双肺的MLD:(1546.45±152.98)cGy、V_(5):(60.66±5.34)%、V25:(23.79±2.20)%、V_(30):(19.59±2.71)%、V_(40):(12.70±2.79)%;正常组织的Dmean:(1209.37±466.66)cGy、V_(5):(54.87±22.60)%、V_(40):(5.89±2.63)%],且差异均有统计学意义(t=−6.370~−2.601,均P<0.05);对于心脏和脊髓的受照剂量,2种治疗计划之间的差异均无统计学意义(t=−1.120~0.377,均P>0.05),但B-plan的心脏的V_(30)[(17.21±10.42)%]、V_(40)[(11.70±8.04)%]高于F-plan[V_(30):(14.67±5.82)%、V_(40):(9.42±4.19)%],而脊髓的最大剂量[(4112.12±304.66)cCy]却略低于F-plan[(4128.73±254.72)cCy]。结论2种治疗计划均能得到满意的靶区剂量学分布,在危及器官保护方面也各有优缺点,临床应用中可根据个体差异、靶区分布有选择性地使用或结合使用。

瓦里安CLINAC-Ⅸ型直线加速器联锁UDRS原理及不常见故障处理

UDRS联锁是瓦里安高能直线加速器的常见剂量联锁,由于系统的复杂性,该故障的出现几乎一直困扰很多工程师,需要找出解决的方法。本文详细分析了瓦里安CLinac-Ⅸ型直线加速器电路构成和UDRS联锁发生的原理,总结出UDRS联锁故障的检修方法。通过对少见故障处理方法的分享,为解决类似机型出现UDRS故障时提供方法参考。

信号干扰VitalBeam加速器托盘旋转变压器的案例与思考

本文介绍一例随机信号干扰瓦里安VitalBeam医用直线加速器旋转托盘内的旋转变压器(或称编码器)的案例。本案例被瓦里安的中国、欧洲和美国技术专家认为是该技术平台(包括TrueBeam)的罕见故障。本文对比分析了VitalBeam与传统加速器的旋转托盘在结构与控制系统方面存在的差异,以便让同行对旋转变压器有更深刻的认识,同时总结了解决故障的逻辑与方法,为分析相关问题提供借鉴经验。本研究发现了联锁系统的不完善,可为瓦里安公司优化系统提供事实与技术依据。