基于双靶X线球管的双束X射线的金标成像实时跟踪可行性

目的:探究新型双靶X线球管的最优靶间距并建立一种基于此球管的双束X射线的金标记成像实时跟踪算法,实现实时CBCT图像引导放疗。方法:将植入金标记的模体置于医科达Synergy加速器治疗床的床面上,利用该加速器配置的CBCT获取金标记的kV-X射线零度投影图像。在同一机架角,平移模体在床面上的位置,使其处于间距为2~12 mm的等差对称位置,分别得到金标记的两次kV-X射线零度投影图像。然后从叠加的金标投影图像中提取模体两个位置处的金标记的2D投影位置。将相应的2D金标投影位置反向投影至模拟的双靶靶点位置。利用两条投影线相交的几何原理,重建出金标记在模体中的3D坐标,实现靶区内金标记位置的跟踪。结果:模体位于床面上间距在2~12 mm的对称位置时,对应于靶间距为2~12 mm的双靶X线球管的双束平行X射线。当模体位置相距7 mm及以下时,无法成功从叠加投影图像中检测出金标记的2D投影坐标,无法重建金标记的3D位置;仅当模体位于8 mm及以上的对称位置时,金标记2D投影坐标才得以检测到,检测精度为(±0.176、±0.140)mm,此时重建3D坐标的检测精度平均可以达到(±0.242、±0.392、±1.036)mm。结论:当双靶的靶间距大于等于8 mm时,根据金标记投影图像能较精确地重建出金标记的3D坐标。