放射治疗实时验证与影像处理系统

本文简要介绍了一种放射治疗实时验证与影像处理系统的设计。此系统通过多媒体视频卡动、静态采集放射治疗数字影像，实现图文资料的采集、编辑、显示、存储、匹配、打印及网络传输等一系列功能。该系统对患者治疗前及治疗过程中的位置进行验证，通过对照射野影像与模拟定位片或治疗计划系统产生的数字重建影像进行匹配，验证患者摆位照射野的几何精度。     

放射治疗射野影像系统的应用

放射治疗射野影像系统EPID是治疗计划所实施的重要质量保证工具,其主要功能是射野验证和剂量验证。     

放射治疗模拟定位图像的数字化处理及应用

目的对放射治疗模拟定位图像进行数字化处理,并应用到放射治疗的靶区结构和射野轮廓勾画、临床资料存档、挡铅制作、挡铅及位置验证等方面。方法利用计算机视频压缩卡采集模拟机的CCD视频系统输出的信号,经过图像处理生成数字化定位图像。结果生成的数字化定位图像具有高清晰高分辨率的特点。结论本方法节约成本、易于实现,可以方便应用到放射治疗的流程中,为临床提供帮助。     

电子射野影像系统的质量保证及应用

目的详述电子影像射野系统(EPID)的质量保证和质量控制,让读者全面系统地掌握EPID质量保证和质量控制的方法;通过EPID在放射治疗中的应用,保障患者治疗的准确性,从而得到精确放疗。方法从EPID位置设置、EPID采集系统验证、门户剂量测定法选择验证、Iso Cal选项验证方面全面系统介绍EPID质量保证和质量控制的方法。从位置验证、剂量验证、加速器的常规质量保证工作方面介绍EPID在放射治疗中的应用。结果让读者了解了怎样全面系统地对EPID进行质量保证和质量控制;怎样利用EPID进行位置验证、剂量验证、加速器的常规质量保证工作。结论充分了解EPID的质量保证和质量控制方法,严谨的质量保证措施可以保证EPID功能的充分发挥,在放射治疗中合理利用EPID,可确保患者治疗的准确,使精确放射治疗有的放矢。     

改变测量模体源皮距在大面积射野调强验证中的应用

目的 探讨改变测量模体源皮距（SSD）在大面积射野调强验证中的应用效果。方法 选取2018—2022年医院收治的15例鼻咽癌Ⅱ期患者作为研究对象，均接受放射治疗。先行CT模拟定位，然后将图像传输至Monaco治疗计划系统，物理师按照医师要求设计治疗计划，计算所有射野在模体中的剂量分布，并传输至验证系统进行分析，将所有射野角度设置为0°，在SSD为90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100 cm时分别进行模拟照射，运用软件分析相对剂量γ通过率。结果 当SSD为93、94、95、96、97、98、99 cm时，γ通过率均≥95.0%，当SSD为90、91、92、100 cm时，γ通过率均<95.0%。结论 大面积射野的调强验证可通过改变SSD大小实现，建议SSD设置在93～99 cm范围内。     

0.6cc指型电离室验证射野平坦度和对称性方法的研究

目的提高基层医院放射治疗质量控制与质量保证水平。方法按照放射治疗的质量控制与质量保证的要求,采用0.6 cc指型电离室对直线加速器射野平坦度和对称性进行测量,并与三维水箱扫描的直线加速器射野平坦度和对称性进行对比。结果 0.6 cc指型电离室测量的直线加速器射野平坦度和对称性都满足不超过±3%的标准。结论对于基层医院来讲,作为肿瘤放射治疗质量控制与质量保证重要环节的射野平坦度和对称性的验证,0.6 cc指型电离室能够实现直线加速器射野平坦度和对称性的验证。     

三维适形放射治疗技术中射野验证片的拍摄

目的研究三维适形放射治疗技术（3D—CRT）中拍摄射野验证片的重要性、可行性及方法探讨。方法西门子PRIMUSM医用直线加速器，全自动洗片机，射野拍摄架，KodakEC—LLihgtweight片盒及胶片，MedTec碳纤维头颈肩架、乳腺切线架、体板。在放疗计划执行前与疗程中拍摄验证片。结果将射野验证片与来自三维计划系统（TPS）中的数字重建影像（DRR）图像对比，比较验证片中心及X、Y轴方向上移位情况，若误差大于3min即不能继续治疗，需找出原因予以纠正。结论拍摄射野验证片是3D—CRT中质量保证（QA）和质量控制（QC）环节简单易行的重要措施。     

靶区中心平均位置在肺部三维适形放疗中的应用

目的：探讨靶区中心的平均位置应用于肺部三维适形放射治疗的可行性。方法：选取可接受三维适形放射治疗的周围型肺癌患者8例，在治疗体位和自由呼吸的情况下，应用多序列时相特异性快速CT扫描技术进行扫描。扫描图像传输到三维治疗计划系统后，按序列进行三维重建，计算各序列肿瘤中心坐标，求出靶区中心的平均位置。制定治疗计划时将照射野中心置于靶区中心的平均位置，计算靶体积，并于放射治疗前和过程中应用电子射野影像系统进行验证，并与靶区中心平均位置法的靶体积进行比较。结果：按靶区中心平均位置方法计算出的靶体积与GTV外放10mm和20mm的靶体积相比，平均靶区中心法的靶体积显著减少（P值分别为0．014和0．000）。放射治疗前和过程中的电子射野影像系统验证片未发现肿瘤运动到照射野外。结论：靶区中心的平均位置法应用于肺部肿瘤的三维适形放射治疗是可行的。     

放射治疗射野任意点剂量自动计算的实现

本文介绍了放射治疗射野任意点剂量自动计算的实现方法。此方法完成模拟定位机下对患者治疗野图像的识别与任意点剂量的计算。     

钴-60三维精确适形放射治疗计划系统的研制

研制了一套基于钴-60远距离治疗机实现肿瘤精确适形放射治疗的计划系统。利用靶区精确定位和射野成形附设对现有钴-60远距离治疗机进行简单的改造,借助本系统就可以实现病人治疗靶区的精确定位、治疗方案的精确优化设计和治疗过程的精确照射,从而显著地提高基于钴-60远距离治疗机的放射治疗质量。临床实践表明,这是一套适合我国国情的价格低廉、精度有保证的三维精确适形放射治疗计划系统。     

螺旋断层放射治疗系统兆伏级CT图像的增强优化

目的针对螺旋断层放射治疗系统采集的兆伏级CT(MVCT)图像质量差,导致自适应放射治疗(DGART)时无法精确定位肿瘤靶区的问题,提出应用计算机图像处理技术对MVCT图像作增强优化处理,并验证其可行性。方法选择2017年2月至2019年12月于医院采用螺旋断层放射治疗(Tomo)系统行放射治疗的10例乳腺癌保乳术后患者作为研究对象,调取所有患者的首日摆位MVCT图像,联合应用非局域均值滤波算法和反锐化掩模算法对其作去噪和锐化图像增强处理,比较未处理的MVCT图像、增强MVCT图像及CT模拟机定位时的千伏级CT(kVCT)图像的清晰度和器官轮廓识别度。结果与未处理的MVCT图像比较,增强MVCT图像的清晰度得到了较大提高,且图像中组织器官的视觉效果接近于定位kVCT图像。在增强MVCT图像上勾画的乳腺癌靶区与定位kVCT图像上勾画的靶区的形状相似性指数(DSC)高于0.93。结论利用非局域均值滤波算法和反锐化掩模算法对Tomo系统的MVCT图像进行增强优化是可行的,增强MVCT图像的质量可达到临床乳腺癌保乳术后放射治疗靶区勾画的标准。     

近十年来放射治疗技术与设备的进展

近十年来临床放射治疗得到了长足的发展。高清影像对放疗质量的提高有着积极的意义,影像引导放疗技术及机载影像设备的出现使得放疗定位精度有了质的飞跃,保证了高适形度的剂量可以准确地投照到肿瘤位置。放疗投照技术中的螺旋调强和容积旋转调强,相比传统技术而言,向着适形更高、治疗方法更灵活和治疗时间更短几个方向发展。同时,现代计算机及网络技术的发展与应用,为支持新的放疗技术以及兼容各种影像装备的实时放疗计划系统、影像采集和处理的需要提供了坚实的基础。本文总结了影像引导放疗（IGRT）技术、放疗设备与投照技术的发展,以及计算机技术在放疗领域中的应用。     

Verification of CT number to density conversion for a simulator-T attachment

The calculation and verification of a CT number to density conversion table for a simulator-CT attachment known as Scanvision, which provides CT images for radiotherapy treatment planning, is presented. While the linear fit for CT-number-to-density is similar to most conventional doughnut gantry CT scanners, an offset of approximately 178 Hounsfield units was found for air using a polyethylene normalisation, and approximately 262 for air using air normalisation. The offset continues for other low-density samples. Results show that the simulator-CT reproducibly measures CT numbers. However a separate calibration line needs to be entered into the radiotherapy planning computer to ensure accurate CT-number-to-density. conversion.     

Photoshop在鼻咽癌整体挡铅中的应用

目的：探讨一种利用photoshop在鼻咽癌放射治疗中制作与靶区治疗区域相一致的整体铅模及其在加速器中的射野验证的方法。方法：利用扫描仪将模拟定位机拍摄的鼻咽癌沟画好的定位片及加速器上拍摄的验证片图像输入计算机中，调整图像大小、灰度、对比度、图像配准、测量。结果：使用这种方法治疗病人97例。完全重合率达95％以上，这种整体挡铅技术在治疗时根据患者不同情况将小脑、垂体、眼球等重要组织和器官保护起来，大大减少了正常组织的受量，提高了鼻咽部肿瘤组织的照射剂量。结论：利用photoshop完全可以对鼻咽癌制作与靶区治疗区相一致的整体铅模和进行射野位置的准确测量，操作简单、安全可靠。     

应用OBI系统分析鼻咽癌调强放疗的摆位误差

目的:应用机载影像系统(OBI)分析鼻咽癌调强放射治疗的摆位误差。方法:应用Varian-21EX医用直线加速器治疗38例鼻咽癌患者。在首次调强放射治疗前应用OBl系统获取锥形束断层扫描(CBCT)图像,前3 d每天1次,以后每周1次,将CBCT图像和计划CT图像匹配得出两者间平移和旋转误差。结果:首次扫描获得的平均误差分别为左右(-0.49±1.90)mm,头脚(0.64±1.36)mm,前后(-0.57±1.78)mm;旋转误差为(0.05±0.11)°。经首次校正后其余各次摆位误差减小为左右(0.30±1.01)mm,头脚(0.12±0.92)mm,前后(0.47±1.05)mm;旋转误差(-0.02±0.03)°。结论:应用OBI系统验证摆位误差可以提高摆位精度,减少周围正常组织的照射。对于鼻咽癌调强放疗,临床靶体积(CTV)到计划靶体积(PTV)的外放边界约为2 mm。     

国外医用直线加速器的进展

医用直线加速器是目前最主要的放射治疗设备之一，本文从加速器核心部件、能量和剂量特性、计算机控制系统、电子射野影像系统等方面介绍国外加速器技术的新进展。     

Display of positron emission tomography with Cadplan

Recent clinical experience at Peter MacCallum Cancer Institute (PMCI) with the use of unregistered Positron Emission Tomography (PET) images for radiotherapy target marking in the lung suggests that co-registered PET images would be invaluable. PMCI has three radiotherapy treatment planning systems but none of them currently is able to display or co-register PET images with Computed Tomography (CT) images. This paper details the approach taken to display co-registered PET images with the CADPLAN treatment planning system. CT Image files are normally transferred to Cadplan by DICOM transfer, but the Cadplan DICOM server will not receive (has no presentation context for) PET images. The fundamental design of the CADPLAN system envisages display of only a single image dataset, which must be a CT scan for planning reasons. The problem of data transfer is crudely solved by File Transfer Protocol (FTP) over the network. Fortunately the multislice format of the PET image files makes individual transfer manageable. A menu based C program running at the same time as Cadplan is invoked to sample the DICOM PET Image and create multiple Cadplan CART image format files that are co-registered with each existing transverse CT slice. With the Cadplan in contour mode, the program allows the co-registered PET images to be swapped in and out of the image section of the CART files promptly, while keeping the contour information. This allows radiotherapy target volumes to be marked using transverse PET emission images, and effectively circumvents the design constraints prohibiting the display of more than one image set. Contours can be over-laid for review on reconstructed sagittal or coronal views of CT or PET images constructed using the standard Cadplan tools. Co-registration is facilitated by identical positioning with the aid of lasers and FDG loaded fiducial markers on the PET scanner and CT couch. A polyurethane cast fixed with EFFILOCK is used to ensure identical patient orientation on the CT and PET couches. Since both imaging modalities are without significant geometric distortion the co-registration is then simply a translation. PET transmission images can be used for co-registration verification. The practical implementation of display of PET images with CADPLAN has enabled us to begin a trial of 10 patients, the results of which will be reported separately.     

Radiotherapy DICOM packet sniffing

The Digital Imaging and Communications in Medicine (DICOM) standard¹ is meant to allow communication of medical images between equipment provided by different vendors, but when two applications do not interact correctly in a multi-vendor environment it is often first necessary to demonstrate non-compliance of either the sender or the receiver before a resolution to the problem can be progressed. Sometimes the only way to do this is to monitor the network communication between the two applications to find out which one is not complying with the DICOM standard. Packet sniffing is a technique of network traffic analysis by passive observation of all information transiting a point on the network, regardless of the specified sender or receiver. DICOM packet sniffing traps and interprets the network communication between two DICOM applications to determine which is non compliant. This is illustrated with reference to three examples, a radiotherapy planning system unable to receive CT data from a particular CT scanner, a radiotherapy simulator unable to print correctly on a DICOM printer, and a PACS unable to respond when queried about what images it has in its archive by a radiotherapy treatment planning system. Additionally in this work it has been proven that it is feasible to extract DICOM images from the intercepted network data. This process can be applied to determine the cause of a DICOM image being rendered differently by the sender and the receiver.     

皮肤色素斑临床图像量化分析系统的研究与设计

本文介绍了皮肤色素斑临床图像量化分析系统的作用,系统设计所包括的信息内容,以及系统的特点及其使用方法。系统对皮肤色素斑临床图像进行计算机处理,对治疗效果进行量化分析,然后进行科学合理地评价,从而为改进治疗方案提供可靠的依据。系统同时对皮肤病临床资料提供了科学合理的计算机自动化管理,提高了工作效率。     

超级伽玛刀立体定向放射治疗的质量控制

目的:探讨肿瘤超级伽玛刀立体定向放射治疗定位和摆位的质量控制(QC)和质量保证(QA)。方法:采用面膜、真空袋等固定患者体位,行PET-CT或CT扫描定位,靶区内CT扫描层厚为3 mm,通过计算机网络传输到物理室TPS计划系统,进行靶区勾画、计划设计和计划验证等,在超级伽玛刀行回转拉弧立体定向放射治疗。结果:超级伽玛刀立体定向放射治疗明显提高肿瘤局部控制率(TCP),降低周围正常组织放射并发症(NCTP),急性毒副反应轻,大大提高肿瘤疗效和患者生存质量。结论:超级伽玛刀立体定向放射治疗是目前有效治疗恶性肿瘤的重要手段。