电子射野影像系统临床应用的研究进展

电子射野影像系统（EPID）越来越多的被应用、对摆位误差的研究是电子射野影像系统的最初设计目的，利用其进行摆位误差的校正有在线和离线两种形式？随着对电子射野影像系统的剂量学特性的不断了解，用它进行剂量学验证也开始从实验室研究走向临床应用。电子射野影像系统在放疗元件的质量保证中也起到重要的作用，近年来在这方面的研究主要是埘多叶光阑质量保证：本文就电子射野影像系统的临床应用做一简要的概述。     

利用电子射野影像系统快速调整立体定向放疗系统等中心精度

[目的]使用电子射野影像系统（EPID）检测立体定向治疗（SRT）系统的等中心精度，探讨利用图像处理和计算机编程方法对系统等中心进行快速和准确校准的方法。[方法]利用电子射野影像系统和SRT准直器，对专用的等中心检验小金球分别在不同机架角度和床位组合拍摄电子射野照片．并存相同位置拍摄只使用立体定向治疗系统准直器而没有放置金球的射野图像。以基于Matlab的软件处理并计算各组图像得到加速器等中心与SRT准直器图像的几何中心偏差；根据测量结果调整在各组位置条件时的SRT准直器安装位置使系统等中心精度满足临床使用要求。[结果]调整后的的SRT准直器中心轴在各个机架角和床位的平均偏差为0．53±0．18mm。[结论]使用EPID数字射野图像和基于Matlab的图像处理软件可以快速、有效、定量地对SRT等中心精度进行调整。     

医科达电子射野影像系统故障分析与排除

2005年引进医科达电子射野影像系统iViewGT至今只出现1次故障,现将分析与解决方法介绍如下,供同行参考。     

关于电子荧光类射野影像系统作为出射剂量仪使用的研究

目的研究利用射野影像系统进行出射剂量测量的可能性。以便能进一步把该类系统发展为剂量仪系统。材料与方法使用荧光型电子射野影像系统，探头由金属板—荧光屏和Ｐｌｕｍｂｉｃｏｎ照像机组成。通过与电离室及射野证实片所测结果的比较，建立一套与像素位置对应的灰度校正矩阵。并在多种射野面积和体模厚度下验证，所用射线为６ＭＶ－Ｘ线。结果通过对该系统的各种性能测试，如灰度的稳定性、探头的均匀性、剂量响应曲线、灰度的射野依赖性及对体模厚度的依赖性，发现短期稳定性好于１％，有较明显的灰度饱和性，但需作灰度饱和校正。作为相对剂量仪使用时，只要建立一个探头非均匀性校正矩阵，就能与证实片的剂量结果保持一致，误差小于±５％。结论研究证明，电子射野影像系统完全可以成为一套剂量仪系统。在对靶区的位置进行实时监测的同时，还能通过对影像灰度的计算，得出出射野的剂量分布     

电子射野影像装置的位置标定研究

目的：研究电子射野影像装置（ EPⅠD）安装时2种不同的高度标定方法和2种不同的中心标定方法,找出方便、快捷且准确的EPⅠD位置标定方法。方法对于1台装有EPⅠD的加速器,分别采用金属球法和3D Frame法进行EPⅠD的高度标定,分别采用金属球法和Collimator QA法进行EPⅠD的中心标定。结果根据不同方法采集的图像,计算对应的高度标定值以及中心标定值。结论3DFrame法与CollimatorQA法更加稳定可靠,适合作为临床上EPⅠD的安装标定与质检方法。     

利用非晶硅电子射野影像系统对多叶准直器叶片到位精度作质量控制

背景与目的：加速器的多叶准直器叶片到位精度误差会对调强放射治疗产生剂量分布偏差。剂量偏差将导致治疗失败或者是严重的器官损伤。本研究将通过简单的方法实现多叶准直器叶片到位精度的质量控制和质量保证。方法：使用医科达加速器和医科达iViewGT非晶硅平板电子射野影像系统（electronic portal imaging devices,EPIDs）,使用8MV光子线,获得计划系统设计好的射野图形．利用软件测量叶片的实际到位坐标,同DicomRT文件中的坐标作比较,获得他们之间的误差,根据误差的方向和大小调整叶片的到位精度。结果：可以控制叶片的到位精度在1mm之内。结论：利用EPIDs做叶片到位精度的质量控制,方法简单快速可靠。     

电子射野影像系统在测量调强放疗三维剂量上的应用

目的:采用三维γ分析与靶区平均剂量评估电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)在测量调强放疗三维剂量上的应用特点.方法:首先在固体水模体中测试规则野和调强野,分析点剂量、平面γ通过率及靶区三维γ通过率的模型重建精度;再采用EPID测量80例鼻咽癌患者调强放射治疗(i...     

电子射野影像系统在放射治疗摆位中的临床应用

目的:利用电子射野影像系统(EPID)研究不同的热塑体膜制作方式对胸部肿瘤放射治疗时摆位准确性的影响。方法:2005-01-2005-12分别对20例胸部肿瘤患者在热塑体膜固定后进行CT定位,其中10例热塑体膜制作完成后在热塑体膜上标记3个激光灯+,并马上行CT定位,治疗时仅根据体表标志进行复位;而其余10例,在热塑体膜制作完成24 h后,于患者体表描画热塑体膜上、下界,并分别在体表和热塑体膜上描画3个激光灯+,同时用卡尺测量身体在热塑体膜上、中、下3个部位有机玻璃板边缘的距离,并做好记录。治疗复位时先根据热塑体膜上、下界与其他体表标志粗略复位,然后移走热塑体膜,测量身体左右两侧至有机玻璃板边缘的距离与记录的吻合度以及体表激光灯标记与治疗室激光灯的吻合度,然后决定是否进行微调。在完成复位后,利用EPID分别于机架角为0°和90°两个方向上进行射野验证。结果:仅根据体表标志进行复位时摆位误差较大,特别是在Y轴上。在X、Y和Z轴上的摆位误差分别为(2.86±1.17)mm、(4.10±1.22)mm和(1.57±0.87)mm;而在摆位方法改进后,在X、Y和Z轴上的摆位误差分别为(1.54±0.93)mm、(2....     

射野影像重建模体内剂量分布的研究

目的建立一种反向投影算法（模型）,由射野影像和患者的CT图像,计算体内的三维剂量分布,进行剂量验证.方法该模型计算体内剂量分布步骤如下：（a）使用电子射野影像系统获取射野影像,将射野影像转换为射出剂量;（b）从射出剂量分布重建入射原射线注量分布;（c）由患者的三维信息（CT图像）,计算得到体内的原射线剂量分布;（d）体内散射核叠加,求出体内散射线剂量分布,与原射线剂量相加,即得到体内的剂量分布.使用C语言编程实现算法.通过设置规则、不规则及调强射野,对均匀和不均匀、规则和不规则5种模体进行剂量验证实验,并将计算结果与测量结果进行比较.结果所有实验在射野内、剂量梯度小的区域计算的剂量和测量的剂量的偏差＜5%.在射野边界附近低密度肺组织内的计算剂量和测量的剂量的偏差＞5%.结论所建立的反向投影模型用于剂量验证,其准确性可满足临床要求.但模型还需进一步完善,以准确计算电子失平衡区的剂量.     

使用射野影像系统对摆位重复性的研究

目的　分析射野影像系统系列成像图所显示的治疗摆位的重复性。方法　使用 Ｇ Ｅ 公司的 Ｔ Ａ Ｒ Ｇ Ｅ Ｔ Ｖ Ｉ Ｅ Ｗ（ 射野影像系统） 随机采集５０ 例患者的治疗成像图７２０ 幅,通过与定位片的标准成像纵、横方向的比较得出正确摆位、移动范围１ ～５ ｍ ｍ 的摆位偏差和移动范围≥５ ｍ ｍ 摆位失误的不同摆位情况。结果　头颈部摆位的正确性高于胸部和盆腔部（ Ｐ＜ ０ ．０５） ,各部位纵、横方向移位发生几率以胸部纵向移位发生几率最高（ Ｐ＜ ０ ．０５） ,并且移动度最大。结论　射野影像系统监控不仅可以帮助我们避免发生随机性的摆位差错,而且能指导我们发现出现差错的原因并及时纠正。使用固定装置可以提高摆位的重复性。     

电子射野影像装置机械运动的位置误差研究

目的 研究不同类型电子射野影像装置(EPID)机械运动的相对位置偏差,为基于EPID进行调强放疗剂量验证提供位置误差的修正依据。
方法 对3种不同类型EPID (瓦里安aS1000、aS500和医科达iViewGT)采用5 cm×5 cm射野进行照射。通过自编软件系统对EPID采集的射野图像进行分析,并确定射野中心点在EPID上投影。对臂架0°~360°射野中心点在EPID上投影位置进行分析,并与臂架0°时位置比较以确定相对位置偏移。
结果 在瓦里安aS1000、aS500、医科达iViewGT的EPID最大相对偏移左右方向上分别为(－0.23±0.17)、(2.94±0.17)、(0.35±0.09) mm,上下方向上分别为(－4.16±0.20)、(－4.15±0.25)、(－1.66±0.11) mm。对上下方向上的相对位移采用四次方经验函数可较好地进行拟合。
结论 不同类型EPID在不同角度下相对位置误差不同,且在上下方向上明显较左右方向大,应用EPID进行调强验证时必需考虑对在不同臂架角度下相对位置误差进行修正。     

基于电子射野影像装置的容积调强弧形治疗二维剂量验证研究

目的 基于电子射野影像装置(EPID)建立二维剂量精确重建模型并验证容积调强弧形治疗(VIMAT)剂量,与其他测量工具进行比较与分析。方法 采用EPID进行VIMAT的二维剂量验证,基于卷积、反卷积以及修正函数建立二维剂量重建模型。通过电离室测量的离轴比剂量曲线并用最小二乘法确定计算模型参数。对 12例不同部位肿瘤患者的VIMAT计划用电离室测量中心点剂量,采用其他平面剂量测量工具测量相应平面剂量分布。所有工具测量深度均设置为10 cm,并采用γ分析法比较测量结果。结果 对中心点绝对剂量,EPID与电离室测量结果偏差<1.5%。对平面剂量,2%2 mm标准下EPID与Seven29、Matrixx的平均γ通过率分别为98.9%、99.8%,3%3 mm标准下EPID与治疗计划系统计算结果的平均γ通过率为99.9%。结论 基于EPID建立的二维剂量重建模型能很好地用于调强放疗二维剂量验证工作,今后将考虑将该模型拓展到均匀模体的三维剂量验证中。     

利用电子射野影像装置测量放疗摆位误差的初步研究

目的 利用电子射野影像装置(EPID)对不同部位肿瘤放疗中的摆位误差进行量化分析,了解不同部位的摆位误差,不同医生对摆位误差的接受程度有无差异。方法 2006年1月—2007年12月接受放射治疗的患者中按头颈、胸部、腹盆腔不同部位,及不同医生治疗组随机抽出58例,按部位分别为头及头颈部20例,胸部19例,腹盆部19例。所有病例采用Philips公司AcQ-Sim大孔径CT和/或Nucletron公司Simulix-HQ X线模拟机模拟定位,治疗计划为ADCC公司Pinnacle3 7.4,用Elekta公司的Precise加速器实施放疗,利用Elekta的iViewGT采集图像,采用双曝光法拍摄照射野验证片。参考图像为CT定位后的DRR或X线模拟机定位图像,图像比较采用骨性结构为标志,勾画出参考图像上的骨性结构,与EPID进行最大程度重合后得出在水平、垂直方向上的摆位误差数据并进行分析。结果 得到102组数据,其中EPID为拍摄角度为0° 38组,90° 21组,其他角度43组。摆位误差水平方向为1.02mm±1.15mm(0mm~5mm),垂直方向为1.11mm±1.20mm(0mm~6mm)。90%以上摆位误差小于3mm。头部或头颈部固定摆位误差最小,水平方向和垂直方向分别为0.64mm±0.65mm和0.91mm±0.98mm。不同医生组之间摆位误差有所不同。结论 绝大多数摆位误差在容许范围。需提高EPID在胸、腹盆部的解剖识别率,以减少其对摆位误差的影响。实施治疗前,先行X线模拟机摆位不失为一种缩小摆位误差的有效办法。     

扫描液体电离室型电子射野影像装置的剂量响应研究

目的　研究扫描液体电离室型电子射野影像装置 (EPID)的剂量响应特性及其各种影响因素 ,如机架角、照射野大小、图像获取模式 ,以便进一步利用EPID进行剂量验证方面的研究。方法　所有实验均在装备有PortalVisionTMMK2型电子射野影像装置的Varian 6 0 0C/D加速器上实现。为了得到剂量响应曲线 ,需要建立入射到探头的射线强度与EPID像素值之间的关系。首先 ,通过改变源到探头电离室的距离得到不同的射线强度。其次 ,针对任一剂量率条件 ,用EPID拍摄 3幅数字射野图像取平均 ,取射野中心轴附近 11× 11个像素点的平均值作为EPID响应。最后 ,根据相同条件下测得的剂量率和对应的像素值 ,绘制剂量响应曲线。改变机架角、照射野大小和图像获取模式 ,得到一系列剂量响应曲线。结果　EPID输出像素值与入射剂量率之间并非线性关系。EPID剂量响应曲线与图像获取模式关系密切 ,在离轴点略受机架角的影响 ,但不受射野大小的影响。结论　由于射野图像获取模式明显地影响EPID剂量响应曲线的形状 ,所以对不同获取模式应该分别刻度。机架角的影响可通过在不同机架角下刻度加以消除。EPID剂量响应与射野大小无关的事实为日常剂量响应刻度提供了便利 ,即用一种射野条件刻度就可以准确地应用于其它射野条件     

电子射野影像装置对盆腔肿瘤放疗摆位误差的测定

目的利用Elekta iView GT量化测定盆腔肿瘤放疗摆位中的系统误差及随机误差,为放疗计划PTV的设定提供初步的参考依据。方法对12例接受盆腔放疗的病例进行摆位误差量化测定,共获取244组图像数据。所有入组病例均为CT模拟定位及适形放疗。将每日前后野和两侧野的电子射野影像装置(EPID),采用盆腔骨性标志与数字重建图像(DRR)比较,记录在左右、头脚、前后方向上的移动,从得到的数据计算系统和随机误差。结果每日摆位误差的最大值在左右、头脚、前后方向上分别为9.9、14.0、21.1 mm,摆位的系统误差分别为0.5、0.2、2.3 mm。12例病例数据显示,在左右、头脚、前后方向上移动幅度5～10 mm和>10mm的发生频率分别为8%、9%、21%和0%、1%、3%。结论应用EPID测定盆腔肿瘤放疗的摆位误差,为放疗计划PTV的设定提供初步的参考依据。在PTV设定时,考虑由摆位误差而引起的边界(SM)至少需5 mm,但前后方向以扩大到10 mm为好,以达到97%的靶区包绕率,且需注意个体差异。     

红外线跟踪摆位系统与电子射野影像装置对摆位误差测量结果的比较研究

目的 比较红外线跟踪摆位系统(IM-BPS)和电子射野影像装置(EPID)对食管癌和肺癌患者摆位误差测量结果的优劣。方法 2007-2008年间接受三维适形或调强放疗的40例食管癌和27例肺癌患者,使用IM-BPS和EPID测量其在左右、头脚、前后方向上的摆位误差,并对两种测量结果行配对t检验和符合程度的x2检验。结果 用EPID每例患者摆位验证需10～12 min,而IM-BPS仅需2～5 min。IM-BPS和EPID测量的食管癌患者左右、头脚、前后方向摆位误差均值分别为3.49、3.19、3.31和4.03、3.41、3.43 mm (t=5.17、1.88、1.57,P=0.000、0.060、0.119);肺癌患者的分别为4.23、3.51、3.39 mm和4.85、3.53、3.74 mm (t=5.63、0.28、3.88,P=0.000、0.780、0.000)。≥65％食管癌和≥55％肺癌患者两种测量结果在3个方向摆位误差差值为±1 mm内时差异有统计学意义(x2 =51.09,P=0.000和x2 =53.35,P=0.000)。结论 IM-BPS对食管癌及肺癌患者摆位误差的测量结果大部分优于EPID,虽然两种方法都能对患者治疗摆位进行较为准确测量和质量控制,但因IM-BPS应用直观、简便、耗时短、可实时l监测校正而更易于临床使用。     

前列腺癌影像引导放疗中电子射野影像装置和经会阴超声实时位置验证方法比较

[目的]比较电子射野影像装置（electronic portal imaging device,EPID）和Clarity经会阴超声（trans-perineal ultrasound,TPUS）在基于黄金基准标志物的前列腺癌影像引导放疗（IGRT）中靶区实时位置验证效能。[方法]筛选符合标准的前列腺癌患者10例,接受治疗前锥形束CT验证以确保前列腺癌IGRT分次治疗间靶区位置准确性;之后接受治疗中实时EPID和TPUS成像,分别采用Bland-Altman法和独立样本t检验评价两种成像方法对前列腺癌IGRT分次治疗内靶区位置验证一致性和差异。[结果] TPUS和EPID位置验证数值在左右、头脚、腹背3个方向上具有中度以上相关性（r=0.879、0.645、0.531）。3个方向上TPUS位置验证数值显著性小于EPID[(0.32±0.20)mm vs (0.51±0.33) mm,(0.41±0.31) mm vs (0.63±0.48) mm,(0.46±0.38) mm vs (0.72±0.45) mm,P均<0.05]。TPUS和EPID记录的总位移时间呈弱相关（r=0...     

扫描液体电离室型电子射野影像装置的剂量响应研究

目的 研究扫描液体电离室型电子射野影像装置(EPID)的剂量响应特性及其各种影响因素,如机架角、照射野大小、图像获取模式,以便进一步利用EPID进行剂量验证方面的研究。方法 所有实验均在装备有PortalVisionTM MK2型电子射野影像装置的Varian 600C/D加速器上实现。为了得到剂量响应曲线,需要建立入射到探头的射线强度与EPID像素值之间的关系。首先,通过改变源到探头电离室的距离得到不同的射线强度。其次,针对任一剂量率条件,用EPID拍摄3幅数字射野图像取平均,取射野中心轴附近11×11个像素点的平均值作为EPID响应。最后,根据相同条件下测得的剂量率和对应的像素值,绘制剂量响应曲线。改变机架角、照射野大小和图像获取模式,得到一系列剂量响应曲线。结果 EPID输出像素值与入射剂量率之间并非线性关系。EPID剂量响应曲线与图像获取模式关系密切,在离轴点略受机架角的影响,但不受射野大小的影响。结论 由于射野图像获取模式明显地影响EPID剂量响应曲线的形状,所以对不同获取模式应该分别刻度。机架角的影响可通过在不同机架角下刻度加以消除。EPID剂量响应与射野大小无关的事实为日常剂量响应刻度提供了便利,即用一种射野条件刻度就可以准确地应用于其它射野条件。     

非晶硅平板电子射野影像用于放射治疗剂量学质量控制检验的应用

背景与目的:非晶硅平板型电子射野影像系统(amorphous silicon electronic portal imaging device,a-Si EPID)具有良好的剂量学品质,作为一种快速的二维剂量测量系统,在常规质量控制、调强照射野验证及实时患者剂量监测等方面具有广阔的应用前景.为将非晶硅平板电子射野影像用于放射治疗的剂量学检验,本研究针对其射野影像建立了修正模型,并应用于加速器照射野的常规质量保证工作.方法:对a-Si EPID常用的图像刻度模式进行剂量刻度改进以用于照射剂量测量:通过一种由若干个小野组合形成"泛野"的方式来克服传统的泛野获取方式的缺陷,从而较准确地修正a-Si EPID各像素单元之间的灵敏度差异;并建立离轴剂量的响应曲线和修正数学模型.以修正后的a-Si EPID射野影像测量照射野的剂量分布并与三维水箱中电离室扫描的结果进行比较验证.结果:经所建立的模型进行剂量刻度和修正后,高剂量区,a-Si EPID与电离室测量结果偏差＜2%,在半影区,a-Si EPID测量的剂量分布曲线比电离室测量结果略为陡峭.结论:非晶硅平板型电子射野影像(a-Si EPID)系统具有良好的物理剂量学品质,可以用作照射野常规质控检验和调强放射治疗射野剂量能量分布的快速工具.     

应用电子射野影像装置实时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差研究

果 30例患者纠正前所有EPID影像中,各个方向的摆位误差测定值大约88.3%≤3 mm、99.1%≤5 mm.其中16例分别出现某个方向或同时出现2个方向的摆位误差 2 mm,均已进行实时纠正.纠正后的总体系统误差和随机误差均明显低于纠正前水,各个方向的M PTV 值纠正前为3 mm芹右,纠正后约为纠正前的1/2.结论 牙合垫法与EPID结合交时纠正鼻咽癌调强放疗摆位误差可有效降低摆位系统误差和随机误差,从而降低摆位外扩边界值,进而提高摆位精度.