电子射野影像装置的位置标定研究

李 勇，杜 鹏

(苏州大学物理与光电·能源学部，江苏 苏州215123)

电子射野影像装置(electronic portal imaging device，EPID)最初作为成像系统实现肿瘤患者治疗时的精确摆位控制，是精确放疗装置的重要组成部分［1－2］。在临床放疗过程中，放疗成功的关键在于保证肿瘤高剂量照射的同时，尽可能降低周围关键器官受量。因此患者的精确摆位至关重要。随着技术的发展，EPID也逐渐作为多叶准直器质量控制和剂量验证的有效工具［3－9］。EPID 安装时位置的标定误差影响着EPID 进行摆位控制、多叶准直器质量控制和剂量验证的最终结果。本文对EPID 的安装位置标定进行研究，以期望找到方便且准确的标定方法。

1 材料与方法

1.1 设备材料 Elekta Precise 直线加速器6 MV X 射线，剂量率300 MU·min－1。表面固定2 个距离为20 cm 的金属球(直径为1 mm)的有机玻璃板。Linatech公司的IVS 系统，IVS 系统主要包括非晶硅平板探测器、3D Frame、IVS 软件。

1.2 方法

1.2.1 金属球法标定安装高度 将有机玻璃板水平放置并固定在治疗床上，根据激光灯和加速器光距尺，调节治疗床使有机玻璃板上的2 个金属球的中心处于等中心平面。

根据光线照射原理:

注:式中H 为所求的EPID 的安装高度，N 为EPID 采集的图像上2个金属球中心的像素距离，P 为探测器的像素大小，L 为有机玻璃板上2个金属球中心之间的距离。

1.2.2 3D Frame 法标定安装高度 3D Frame 打开后运动到默认配置位置，加速器准直器的大小设置为20 cm×20 cm，照射并采集第1 张图像。然后操作3D Frame，使Panel 的位置朝着加速器机头方向升高20 cm，加速器再次照射采集第二张图像。

注:式中H 为所求的EPID 的安装高度，N1 为采集的第1 张图像上2 个金属球中心的像素距离，N2 为采集的第2 张图像上2 个金属球中心的像素距离。

1.2.3 金属球法标定安装中心 将有机玻璃板水平放置并固定在治疗床上，根据激光灯和加速器十字尺调节治疗床，使有机玻璃板上的1 个金属球的中心与等中心点重合。

EPID 在X 方向的中心偏移:

offsetX=Nx×P

注:式中Nx 为EPID 采集的图像上金属球中心与图像中心在X 方向上的像素距离，P 为探测器的像素大小。

EPID 在Y 方向的中心偏移:

offsetY=Ny×P

注:式中Ny 为EPID 采集的图像上金属球中心与图像中心在Y 方向上的像素距离。

1.2.4 Collimator QA 法标定安装中心 加速器准直器的大小设置为20 cm ×2 cm，准直器角度分别设置为0°、60°、120°、210°、270°、330°，分别采集图像，采集的图像见图1。根据Star shot 分析方法，将不同准直器角度的射野图像进行处理后融合并计算等中心位置，见图2。

图1 采集的不同准直器角度

图2 各个射野图像处理后进行融合的图像

2 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，计算所得高度标定值及中心标定值详见表1、2。

表1 标定的高度值 mm

表2 标定的中心偏移值 mm

3 讨论

本实验结果显示，使用带有金属球的有机玻璃面板进行高度标定时，结果与3D Frame 法基本一致，但金属球法的波动相对于3D Frame 方法较大，主要原因是金属球放置受人为因素的影响。同样，金属球和Collimator QA 中心标定的结果也基本一致，金属球放置时的人为因素也造成了金属球法的波动相对于Collimator QA 法较大。受射线散射的影响，在采集的图像上定位金属球的中心时会存在一定的误差，影响金属球法进行高度和中心标定的精度。因此，3D Frame方法与Collimator QA 方法更适合用来进行EPID 安装时的高度与中心的标定。

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