光學(xué)表面成像系統(tǒng)實時運動監(jiān)測精度研究

陳黎，白龍，李光俊，全紅，柏森

1.四川大學(xué)華西醫(yī)院腫瘤中心放療科，四川成都610041；2.武漢大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北武漢430072

前言

根據(jù)國際輻射單位委員會建議，腫瘤放療劑量的準確率應(yīng)在5%以內(nèi)［1］，但是患者在治療期間的運動會降低劑量輸送的準確性。在各種運動中，呼吸運動是導(dǎo)致劑量不確定性的主要來源［2-3］，呼吸門控技術(shù)是管理呼吸運動的重要手段［4-6］，這種技術(shù)需要獲得患者體表的呼吸信號作為門控信號。呼吸信號的監(jiān)測精度會影響門控治療的準確性［7］，因此在臨床使用前應(yīng)評估和驗證監(jiān)測系統(tǒng)的準確性。本研究的主要目的是探究光學(xué)表面成像系統(tǒng)實時運動監(jiān)測的精度。

1 材料與方法

1.1 病例來源

專業(yè)呼吸運動模體QUASAR的控制軟件包含了RPM、Anzai等臨床常見的呼吸運動監(jiān)測系統(tǒng)記錄的呼吸曲線，從中隨機挑選30例患者的呼吸曲線用于臨床測試。

1.2 Catalyst系統(tǒng)和運動模體

Catalyst光學(xué)表面成像系統(tǒng)（C-RAD公司,瑞典）［8-10］包括3個高清攝像機，彼此相隔120°分布在治療床周圍，使用光發(fā)生器來形成患者體表的圖像，并通過CCD相機捕獲重投影，同時采用紅色光源和綠色光源將計算出的實時體表圖像與參考圖像的誤差直接投影到患者體表。該系統(tǒng)在x、y、z方向的最大掃描范圍分別為800、1 300、700 mm，掃描速度為80幀/s［11］。Catalyst系統(tǒng)包含3個應(yīng)用模塊：C-Positing用于患者精確擺位，C-Motioning用于監(jiān)測患者治療過程中的運動，C-Respiration用于呼吸門控或?qū)崟r追蹤放療［12］。

QUASAR可編程呼吸運動模體可以通過軟件控制移動平臺以可變的速度和振幅運動［13-14］。……