模擬定位機(jī)的技術(shù)改造

余權(quán)達(dá)

齊齊哈爾市第一醫(yī)院 放療科，黑龍江 齊齊哈爾 161005

模擬定位機(jī)的技術(shù)改造

余權(quán)達(dá)

齊齊哈爾市第一醫(yī)院 放療科，黑龍江 齊齊哈爾 161005

模擬定位機(jī)是醫(yī)院放療科所必備的醫(yī)療設(shè)備。為使沒有標(biāo)準(zhǔn)DICOM接口的舊式模擬定位機(jī)設(shè)備能實現(xiàn)其影像資料輸出到Eclipse三維計劃計算系統(tǒng)中，必須對其進(jìn)行數(shù)字化改造。本文闡述了對其外界接口的改造方法及使用方法，在較好的性價比下滿足臨床的應(yīng)用。

放射治療模擬機(jī)；放射治療計劃系統(tǒng)；DICOM

我院有一臺山東新華的模擬機(jī)，使用了近8年，由于模擬機(jī)沒有DICOM數(shù)字接口，無法在美國Eclipse三維放射治療計劃系統(tǒng)中使用。如果給設(shè)備安裝DICOM數(shù)字接口，輸出數(shù)字化影像，成本會很高。安裝國產(chǎn)的DICOM數(shù)字接口至少需要5～10萬多人民幣，進(jìn)口的更貴，效費比不高。

改造模擬機(jī)的目的，是為了能夠?qū)崿F(xiàn)免拍攝X光膠片，免制作鉛擋塊[5,6]，實現(xiàn)在美國Eclipse三維放射治療計劃計算系統(tǒng)中，制作二維放射治療計劃。

1 改造的思路

改造的思路是通過給模擬機(jī)的電腦安裝網(wǎng)卡與治療系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，得到拍攝的圖像，通過粘參考鉛粒，實現(xiàn)測量真實圖像尺寸的目的。再通過治療計劃系統(tǒng)圖像格式轉(zhuǎn)換功能，把圖像插入到計劃射野中，實現(xiàn)二維計劃制作。

2 實施方法

2.1 圖像輸出功能

模擬定位機(jī)的電腦機(jī)箱是老式的工控機(jī)箱，沒有DICOM數(shù)字接口，也沒有網(wǎng)卡，無法輸出電腦拍攝的圖像[1]。而Eclipse三維放射治療計劃系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)。所以，為了讓模擬定位機(jī)輸出數(shù)字化圖像，我們在模擬機(jī)上安裝有線網(wǎng)卡，用網(wǎng)線和Eclipse網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接。這樣通過模擬機(jī)的視頻采集卡，把模擬圖像保存為BMP數(shù)字格式圖像，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，把圖像輸入到Eclipse系統(tǒng)中，解決輸出圖像的問題[2]。

2.2 標(biāo)尺功能

由于模擬機(jī)[3]沒有標(biāo)尺顯示功能，因此無法知道模擬機(jī)拍攝的影像尺寸大小。如果不解決這個問題，就無法在Eclipse計劃系統(tǒng)中設(shè)置射野大小，也就無法進(jìn)行下步操作。

由于知道模擬機(jī)在等中心處的距離是100cm，把床升到等中心處，把坐標(biāo)紙鋪在床上，用記號筆在坐標(biāo)紙上標(biāo)記好10×10的格子，以這個尺寸的格子作為標(biāo)準(zhǔn)尺寸的射野。打開模擬機(jī)射野燈，操縱模擬機(jī)準(zhǔn)直機(jī)頭的鉛絲，鉛絲的投影線形成一個（10×10） cm2大小的正方形格子，與坐標(biāo)紙10×10的格子重合。這樣就知道了鉛絲形成的正方形格子尺寸是準(zhǔn)確的。在模擬機(jī)準(zhǔn)直機(jī)頭上找到鉛絲形成的正方形的4個角的位置，把4個小鉛粒分別粘在準(zhǔn)直機(jī)頭上的有機(jī)玻璃板上，鉛粒粘在正方形的4個角的位置上。這樣，4個鉛粒的直線距離都是10cm。通過這種方式，把4個小鉛粒標(biāo)記為（10×10）cm2的射野參考點。

2.3 圖像轉(zhuǎn)換功能

在Eclipse系統(tǒng)的TOOLS菜單中，選擇Import/Export configuration命令（輸入輸出接口配制）、選擇Import Filter（輸入接口）、選擇Add命令，添加BitmapFile import Filter功能（這是圖像輸入格式轉(zhuǎn)換功能）。這個功能把BMP格式圖像轉(zhuǎn)換為計劃系統(tǒng)能夠接受的DICOM圖像格式。然后選擇task菜單，點擊IRREG planning命令，進(jìn)入二維計劃系統(tǒng)。選file菜單，在彈出的命令中選擇import命令，在選擇框中選擇BitmapFile import Filter這個選項，點擊下一步，選擇取模擬機(jī)拍攝的圖像，就能夠把BMP圖像輸入到二維計劃系統(tǒng)中，用這種方法就不需要購買DICOM接口[4]。

2.4 在二維計劃中測量圖像尺寸

在Eclipse中，選擇Edit菜單，點擊scale image命令（測量圖像大?。?，用測量尺工具測量相鄰兩個小鉛粒的直線距離。因為鉛粒的距離是已知的10cm，所以，在彈出的對話框line lenght中（測量線的長度），把10cm輸入進(jìn)去，點擊set命令，再點擊OK命令。這樣，測量尺就以10cm為參考值，圖像的真實比例尺寸就定義好了，計算機(jī)會自動計算出這個圖像的尺寸大小。

2.5 二維計劃制作

在insert菜單中，選擇new plan命令，建立一個新的計劃。在彈出的對話框中選擇好機(jī)器型號等參數(shù)，選擇field（射野）命令，點擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中，選擇properties(屬性)命令，在對話框中選擇reference image(參考射野)命令，把圖像拽到這個對話框中，這樣就把圖像加入到計劃中了。選擇planning菜單，選擇Align image to field命令，把圖像加入到射野中。用輸入的圖像，直接在其上畫擋鉛形狀，用電動多葉光柵制作擋鉛適形照射野，也可用鉛制作適形野，方便直觀。通過Epid 電子影像系統(tǒng)拍片驗證計劃射野，無論是角度、射野大小、射野鉛擋塊形狀與實拍影像片是相符的。見圖1。

圖 1 射野鉛擋塊形狀與實拍影像片比較

3 改造后的效果

通過技術(shù)改造，我們成功地把老模擬定位機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)連接到了一起，充分利用了Eclipse的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)行精確的二維設(shè)計和計算。它應(yīng)用的優(yōu)勢在于：① 模擬機(jī)數(shù)字化定位片直接用于結(jié)構(gòu)和射野輪廓勾畫：非數(shù)字化模擬機(jī)下所拍的定位片，雖然靶區(qū)的輪廓可通過數(shù)字化儀輸入網(wǎng)絡(luò)，用以確定適形照射野的大小，但輸入的只是解剖部位的簡單線條。而臨床治療計劃的設(shè)計需要基于病人更詳細(xì)而清晰的解剖結(jié)構(gòu)。通過在模擬機(jī)上采集的二維BEV圖像，利用Eclipse三維計劃計算系統(tǒng)中提供的輪廓勾畫工具，在定位片上直接勾畫出射野輪廓，這種方式比使用數(shù)字化儀輸入的輪廓更直觀、更細(xì)膩，并能勾畫出其他危及器官，用以對解剖部位之間的位置關(guān)系進(jìn)行定量分析。帶有照射野的定位片可以存儲或打印，并輸入varis網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，作為病歷資料存檔，方便醫(yī)生的診療和隨訪工作。② 模擬機(jī)數(shù)字化定位片用于實時在線位置驗證：對于三維適形放療(3DCRT)，在治療過程中可以使用電子射野影像系統(tǒng)（EPID）獲取數(shù)字化驗證片，并與TPS（放射治療計劃系統(tǒng)）系統(tǒng)產(chǎn)生的DRR（BEV）圖像進(jìn)行比對，用來驗證照射野形狀與位置的準(zhǔn)確性。而對于常規(guī)放療的膠片，卻無法直接與EPID的驗證片在計算機(jī)中進(jìn)行比對和分析。我們通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至瓦里安公司Eclipse工作站，作為參考圖像，與非晶硅探測平板采集的相同照射條件下的患者電子射野影像(EPID)進(jìn)行精確的測量與分析，得出位置偏差結(jié)果，從而實現(xiàn)了常規(guī)照射的實時在線驗證，提高了定位的精度，節(jié)省了時間。③ 省掉了暗室沖洗、顯影、定影、烘干等環(huán)節(jié)。不再需要拍膠片，同時直接通過加速器電動多葉光柵形成適形放射野，免去了制作鉛塊的過程。節(jié)省大量的人力和財力，同時也減少了對環(huán)境的污染。

4 結(jié)論

通過這次對舊的模擬機(jī)的技術(shù)改造，實現(xiàn)了新舊設(shè)備的技術(shù)結(jié)合，改造的性價比高，基本滿足了臨床使用需要，也降低了患者的醫(yī)療費用，用很少的資金達(dá)到了較理想的效果。

[1] 樊祥民.關(guān)于醫(yī)學(xué)影像數(shù)字化方法的探討[J].醫(yī)療設(shè)備信息, 2006(12):39-41.

[2] 趙強.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,2000.

[3] 王瑞玉,劉愛武.醫(yī)用數(shù)字胃腸X射線機(jī)原理結(jié)構(gòu)和維修[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2005.

[4] 劉佐濂,何清平,林展.一種非標(biāo)準(zhǔn)視頻至標(biāo)準(zhǔn)視頻轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的設(shè)計[J].廣州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2006(2):40-45.

[5] 胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,1999.

[6] 陳智維,等.CR技術(shù)在射野攝片中的應(yīng)用[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2005(5):418.

[7] 殷蔚伯,余子毫,徐國鎮(zhèn),等.腫瘤放射治療學(xué)[M].第4版.北京:中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社,2008.

[8] 胡逸民,張紅志,戴建榮.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,1999.

[9] 胡曉平.基于放療網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的適形和整體擋鉛的制作[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2004(4):200-201.

Technology Improvement of Radiotherapy Simulated Locator

YU Quan-da
Radiotherapy Department, Qiqihar No.1 Hospital, Qiqihar Heilongjiang 161005, China

TH774；R730.55

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.07.012

1674-1633(2010)07-0032-02

2009-12-10

2010-03-30

作者郵箱：yongguli@yahoo.cn

Abstract:Radiotherapy simulated locator is the necessary medical equipment in the radiotherapy department. In order to transmit the image data into the Eclipse 3D plan system, it is necessary to improve the old-style radiotherapy simulated locator, which do not have the standard DICOM interface. Therefore, the transformation is very important. This paper mainly introduces the improvement method of interface as well as the application method, aiming at meeting the requirement for clinical use at the least cost.

Key words:radiotherapy simulated locator; radiotherapy planning system;DICOM