電子射野影像裝置的位置標定研究

李 勇，杜 鵬

(蘇州大學物理與光電·能源學部，江蘇 蘇州215123)

電子射野影像裝置(electronic portal imaging device，EPID)最初作為成像系統實現腫瘤患者治療時的精確擺位控制，是精確放療裝置的重要組成部分［1－2］。在臨床放療過程中，放療成功的關鍵在于保證腫瘤高劑量照射的同時，盡可能降低周圍關鍵器官受量。因此患者的精確擺位至關重要。隨著技術的發展，EPID也逐漸作為多葉準直器質量控制和劑量驗證的有效工具［3－9］。EPID 安裝時位置的標定誤差影響著EPID 進行擺位控制、多葉準直器質量控制和劑量驗證的最終結果。本文對EPID 的安裝位置標定進行研究，以期望找到方便且準確的標定方法。

1 材料與方法

1.1 設備材料 Elekta Precise 直線加速器6 MV X 射線，劑量率300 MU·min－1。表面固定2 個距離為20 cm 的金屬球(直徑為1 mm)的有機玻璃板。Linatech公司的IVS 系統，IVS 系統主要包括非晶硅平板探測器、3D Frame、IVS 軟件。

1.2 方法

1.2.1 金屬球法標定安裝高度 將有機玻璃板水平放置并固定在治療床上，根據激光燈和加速器光距尺，調節治療床使有機玻璃板上的2 個金屬球的中心處于等中心平面。

根據光線照射原理:

注:式中H 為所求的EPID 的安裝高度，N 為EPID 采集的圖像上2個金屬球中心的像素距離，P 為探測器的像素大小，L 為有機玻璃板上2個金屬球中心之間的距離。

1.2.2 3D Frame 法標定安裝高度 3D Frame 打開后運動到默認配置位置，加速器準直器的大小設置為20 cm×20 cm，照射并采集第1 張圖像。然后操作3D Frame，使Panel 的位置朝著加速器機頭方向升高20 cm，加速器再次照射采集第二張圖像。

注:式中H 為所求的EPID 的安裝高度，N1 為采集的第1 張圖像上2 個金屬球中心的像素距離，N2 為采集的第2 張圖像上2 個金屬球中心的像素距離。

1.2.3 金屬球法標定安裝中心 將有機玻璃板水平放置并固定在治療床上，根據激光燈和加速器十字尺調節治療床，使有機玻璃板上的1 個金屬球的中心與等中心點重合。

EPID 在X 方向的中心偏移:

offsetX=Nx×P

注:式中Nx 為EPID 采集的圖像上金屬球中心與圖像中心在X 方向上的像素距離，P 為探測器的像素大小。

EPID 在Y 方向的中心偏移:

offsetY=Ny×P

注:式中Ny 為EPID 采集的圖像上金屬球中心與圖像中心在Y 方向上的像素距離。

1.2.4 Collimator QA 法標定安裝中心 加速器準直器的大小設置為20 cm ×2 cm，準直器角度分別設置為0°、60°、120°、210°、270°、330°，分別采集圖像，采集的圖像見圖1。根據Star shot 分析方法，將不同準直器角度的射野圖像進行處理后融合并計算等中心位置，見圖2。

圖1 采集的不同準直器角度

圖2 各個射野圖像處理后進行融合的圖像

2 結果

根據不同方法采集的圖像，計算對應的高度標定值以及中心標定值，計算所得高度標定值及中心標定值詳見表1、2。

表1 標定的高度值 mm

表2 標定的中心偏移值 mm

3 討論

本實驗結果顯示，使用帶有金屬球的有機玻璃面板進行高度標定時，結果與3D Frame 法基本一致，但金屬球法的波動相對于3D Frame 方法較大，主要原因是金屬球放置受人為因素的影響。同樣，金屬球和Collimator QA 中心標定的結果也基本一致，金屬球放置時的人為因素也造成了金屬球法的波動相對于Collimator QA 法較大。受射線散射的影響，在采集的圖像上定位金屬球的中心時會存在一定的誤差，影響金屬球法進行高度和中心標定的精度。因此，3D Frame方法與Collimator QA 方法更適合用來進行EPID 安裝時的高度與中心的標定。

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