[發明專利]一種多葉光柵葉片到位精度驗證系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201811383358.1
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109589504B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 張練;韓軍;李勤
• 申請（專利權）人: 華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院
• 主分類號: A61N5/10
• 分類號: A61N5/10
• 代理公司: 武漢信合紅谷知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42264
• 代理人: 蔣明

本發明公開了一種多葉光柵葉片到位精度驗證系統及其實現方法，包含前端影像數據獲取單元，采用劑量膠片和定位鋼珠獲取參考點和葉片到位影像，并用掃描儀轉換為數字影像。后端影像數據分析單元，包括依次連接的影像增強模塊、影像降噪模塊、標記點自動識別模塊、葉片編輯映射模塊、葉片到位精度計算模塊、報告生成模塊，后端影像數據分析單元對影像進行處理計算，得到各個葉片排列和在不同位置到位精度。本發明可準確獲取葉片到位位置影像并可以對像素距離進行換算，支持非標準葉片厚度排列，可自定義葉片厚度并映射至位置影像，可對影像進行濾波處理計算得到每個葉片到位精度，具有操作簡單、計算準確、成本低的優點。

技術領域：

本發明涉及醫學圖像處理技術領域，尤其涉及一種多葉光柵葉片到位精度驗證系統及其實現方法。

背景技術：

多葉光柵是醫用直線加速器中的重要部件，它的位置精度直接影響放射治療照射野適形的準確性和劑量精度。多葉光柵由兩組可對開葉片依次排列組成，在臨床放療中放療質控人員需定期進行質控以保證每對葉片的到位精度在容許范圍內。因此在臨床放射治療工作中需要一種便捷可靠的方法完成多葉光柵葉片到位精度的定期質控。目前現有多葉光柵葉片到位精度質控多采用以下兩種方法：

無標記點葉片自動識別方法，該方法特點不使用標記點作為參考，通過灰度值差異在垂直于葉片移動方向計算識別不同葉片，再在平行葉片移動方向進行計算比對葉片的到位精度。該方法前端使用劑量膠片或電子射野影像裝置(Electronic Portal ImagingDevice，EPID)進行顯影成像，后端通過垂直葉片移動方向灰度差異即相鄰葉片之間的漏照射顯影識別葉片排列。由于不同型號多葉光柵相鄰葉片間漏照射存在較大差異，而新型多葉光柵相鄰葉片間漏照射率較低，在實際使用中該方法極易受到干擾出現葉片排列識別不準或者完全不識別情況。此外由于該方法不設標記點，難以準確得到等中心點位置，因此界定葉片排列起始位置偏差較大。該方法特點為無需特殊模體，成本低、操作簡單，精度差。

有標記點葉片預置識別方法，該方法特點以標記點作為參考點，在垂直葉片移動方向將葉片排列順序按照設計參數進行映射，最后在平行葉片移動方向計算每個葉片的到位精度。該方法對于葉片到位精度計算較為準確，但現有商用解決方案只支持進口加速器指定型號多葉光柵(如Varian HD120、Elekta MLCi2)，不支持國產加速器多葉光柵，而目前較多國產加速器采用非標準厚度葉片排列(如2.8mm和3.8mm葉片交替排列)。同時現有采用該方法的解決方案中所使用成像設備為EPID，標記點標定需使用特定體模，價格均非常昂貴。該方法特點計算精度較高但成本高昂，且不支持非標準葉片厚度排列。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種多葉光柵葉片到位精度驗證系統及其實現方法，以解決現有技術的不足。

本發明由如下技術方案實施：一種多葉光柵葉片到位精度驗證系統，其特征在于，包含前端影像數據獲取單元，采用劑量膠片和定位鋼珠獲取參考點和葉片到位影像，并用掃描儀轉換為數字影像；后端影像數據分析單元，對影像進行處理計算，得到各個葉片排列和在不同位置到位精度，其中：

前端影像數據獲取單元包括劑量膠片、定位鋼珠、掃描儀；劑量膠片，用于對劑量差異進行顯影；定位鋼珠，用于標記參考點以在影像中進行區分顯示；掃描儀，用于將膠片影像轉換為數字影像；

后端影像數據分析單元包括依次連接的影像增強模塊、影像降噪模塊、標記點自動識別模塊、葉片編輯映射模塊、葉片到位精度計算模塊、報告生成模塊；影像增強模塊，用于增強影像對比度；影像降噪模塊，用于抑制影像噪聲；標記點自動識別模塊，用于自動識別影像中的標記參考點；葉片編輯映射模塊，用于編輯葉片排列信息和在影像上映射葉片排列；葉片到位精度計算模塊，用于分離出指定位置處單個條柵灰度波形并計算左葉片和右葉片到位精度；報告生成模塊，用于統計所有葉片到位精度分析結果并生成分析報告。

優選的，所述影像增強模塊采用圖像灰度拉伸算法增強影像高灰度和低灰度區域對比度。