一種膠片定位方法

2023-11-08 06:47:47

專利名稱：一種膠片定位方法
技術領域：
本發明涉及一種膠片定位方法，更具體地說，它涉及一种放射治療劑量驗證中膠片位置定位的方法。
背景技術：
隨著腫瘤放射治療技術的不斷進步，三維適形放射治療和調強適形治療也逐步的開始普及。三維適形放射治療為一種治療技術，使得高劑量區劑量分布的形狀在三維方向上與病變(靶區)的形狀一致。從這個意義上講，學術界將它稱為三維適形放射治療。為了達到劑量分布的三維適形，必須滿足下述的必要條件1.在照射方向上，照射野的形狀必須與病變(靶區)的形狀一致；2.要使病變(靶區)內的劑量處處相等，必須要求每一個射野內諸點的輸出劑量能按要求的方式進行調整。滿足上述兩個必要條件的第一個條件的三維適形治療稱為經典適形治療，也簡稱三維適形治療；同時滿足上述兩個必要條件的三維適形治療稱為調強適形治療，也簡稱調強放療。
由於調強放療過程複雜，環節較多，其準確性也受到很多因素影響，諸如治療計劃系統的逆向優化計算的準確度，以及加速器的劑量輸出的準確性。所以調強放療必須進行必要的劑量驗證。
常用的劑量驗證設備是調強模體。調強驗證模體是由若干平行的調強驗證斷層疊加起來和一些插件以及附件組成。整個調強驗證模體的外形一般是仿造人體某部位的外形。
常用的劑量驗證過程是，先將調強模體CT掃描，得到CT圖象，然後通過網絡或者膠片掃描儀等方式將CT圖象輸入治療計劃系統。在治療計劃系統中進行CT圖象的三維重建，然後將需要驗證的病人的治療計劃中的加速器的相關設置包括臂架角度、光欄角度、多葉光柵位置等移植到調強模體，再讓治療計劃系統計算放射劑量在調強模體中的分布。最後將調強模體放置在加速器下按照治療計劃給的條件照射，驗證實際的照射劑量是否與治療計劃計算的劑量相同，分析誤差是否在可接受的範圍內。
在國外和國內常用的膠片劑量驗證是利用一種特殊的放射劑量檢測膠片，也稱為慢感光膠片，原理是它吸收不同的劑量將形成不同的灰度的影象，該灰度不同的膠片影象可利用膠片灰度分析軟體就可以得到射線在膠片上的照射區域的劑量分布圖。調強驗證模體是一片一片的疊加而成的，所以在做驗證時將膠片放置到需要的層面，調強模體或者固體水就可以把膠片壓緊。然後在加速器下做照射，照射完畢將膠片衝洗，利用膠片灰度分析軟體就可以得到整個面的相對劑量分布圖，同時劑量分析軟體還需要接受來至治療計劃系統中相同位置處的劑量分布，將膠片實際測量得到得劑量分布和治療計劃系統計算的劑量分布相比較，比較測量值和計算值的誤差，分析誤差是否在接受範圍之內。治療計劃系統得到得劑量分布包括兩部分，其中一部分該位置處的CT圖像，另外一部分是該CT圖像所對應的二維區域的劑量分布圖。同樣膠片測量得到的劑量分布也包括兩部分，其中一部分是膠片掃描獲得的膠片灰度圖象，另外一部分時該灰度圖象對應得二維區域的劑量分布圖。
為了精確分析需要將膠片測量得到的二維劑量分布通過某種方法和治療計劃計算得到得二維劑量分布的位置對應起來。目前國內外採用的方法是在調強驗證斷層中垂直放置幾個高密度的金屬針或者直徑小的金屬棒，由於金屬針的CT值為3000HU而調強驗證斷層的CT值為0-100HU，它們有很大的區別所以在CT圖像上很容易分辨出來形成標記點，同時由於金屬對於射線有很強的阻止本領，測量得時候膠片緊貼著金屬針，所以膠片緊貼金屬針位置處獲得放射劑量與相鄰位置處不一樣，也可以在膠片的灰度圖像中區別出來形成標記點。然後就可以通過膠片測量劑量分布圖中灰度位圖中的標記點和治療計劃系統的劑量分布圖中的CT圖像上的標記點將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
但是在目前的方法中存在著一些不盡理想的地方，主要有三個不盡理想之處。第一個不盡理想的是由於金屬針密度極高，所以在CT圖片形成很強的偽影，由於治療計劃系統計算射線的劑量分布的一個主要因素是CT值，所以強烈的偽影將大大影響治療計劃的精確計算，甚至出現比較大的誤差。為了保證金屬針能在測量的時候在膠片上留下標記點所以金屬針的密度必須很高。第二個不盡理想的是測量的時候金屬針在膠片上產生的標記點不是非常清晰。第三個不盡理想的是在驗證的時候只能驗證有金屬標記點斷層的層面。

發明內容
本發明的目的在於提供一種採用不同於傳統的方法來定位膠片，該方法無需使用高密度的金屬類標記點，同時能提供更為清晰的膠片標記點，並且能有效地對更多的調強驗證斷層定位。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種膠片定位方法，包括以下步驟(1)在調強驗證模體上做好標記。
(2)在測量膠片上作好標記。該標記物與調強驗證模體上的標記物滿足自定義的對應規則。
(3)通過自定義的規則將調強驗證模體和測量膠片上的標記點對應起來，使得兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
如上所述的步驟1中調強驗證模體上的標記包括在CT圖像中可以分辨的標記和肉眼分辨的標記。
如上所述的在CT圖像中可以分辨的標記泛指一切可以被本發明所利用的能在CT圖像中識別的標記，它主要是依靠標記和周圍物質之間較為明顯的CT值差異分辨。它不僅僅局限於一些用特殊材料製作成的點狀標記物，如陶瓷製作成的細小陶瓷棒，該類材料CT值在400HU～600HU之間，而調強驗證模體的CT值在-50HU～100HU之間，可以通過調節窗寬和窗位從CT圖像中發現識別陶瓷標記點。該標記同時也包含調強驗證模體的外輪廓上特殊的部位或者是整個外輪廓，這個主要是依靠調強驗證模體與空氣之間的CT值存在明顯差別而分辨。
如上所述的肉眼分辨的標記，泛指一切可以被本發明所利用利用肉眼觀察可以分辨的標記。它主要是指在調強驗證模體上所作的肉眼可見的標記物，比如線條等。它的作用主要是用來對齊膠片上肉眼可見的標記。
調強驗證模體上的CT圖像中可以分辨的標記和肉眼分辨的標記可以指同一個標記，例如當針狀的陶瓷標記物放置在調強驗證模體的外輪廓上。
如上所述的步驟2中的膠片，目前使用的膠片包含兩部分，外包裝袋和感光膠片，其中密閉的外包裝袋緊緊包裹感光膠片。
如上所述的步驟2中的膠片標記點，可以是做在膠片包裝袋上的標記點也可以是直接做在膠片上的標記點。也可以同時在包裝袋上和膠片上作標記點。雖然膠片包裝袋和膠片之間的可移動性小，但是為了防止可能的移動最好在使用的過程中使用夾緊裝置，例如別針使得膠片包裝袋和膠片之間保持良好的相對不可移動性。
如上所述的步驟2中的膠片標記物，在包裝袋上的標記物一般是在測量之前完成標記，而膠片上的標記物可以在測量之前完成標記也可以在測量完成之後標記。在膠片上的標記物可以是利用穿孔等物理方法形成的，也可以是利用微小射線束在膠片上留下感光的痕跡作為標記。
如上所述的步驟2中的自定義規則，指的是為了將膠片上的標記和調強驗證模體上的標記對應起來而自定義的一種規則。該規則保證最終的目的是將感光膠片上的標記和調強驗證模體上的CT圖像分辨標記對應起來。


圖1A為實施例一的調強驗證模體標記示意圖；圖1B為實施例一的膠片標記示意圖；圖1C為調強驗證的膠片示意圖；圖2A為實施例二的調強驗證模體標記示意圖；圖2B為實施例二的膠片標記示意圖；圖3A為實施例三的調強驗證模體標記示意圖；圖3B為實施例三的膠片標記示意圖；圖4A為實施例四的調強驗證模體三維示意圖；圖4B為實施例四的調強驗證模體標記示意圖；圖4C為實施例四的膠片標記示意圖；圖5A為實施例五的調強驗證模體標記示意圖；圖5B為實施例五的膠片標記示意圖；圖6A為實施例六的調強驗證模體零位示意圖；圖6B為實施例六的調強驗證模體旋轉後示意圖；圖6C為實施例六的膠片零位示意圖；圖6D為實施例六的膠片旋轉後示意圖。
具體實施例方式
為了更好的闡述本發明，在本實施例中首先對調強驗證膠片做一個說明。調強驗證膠片由包裝袋(6)和膠片(8)構成。其中包裝袋(6)是全封閉的不透光包裝，它一般由兩層材料構成，外層一般是紙質材料，內層為黑色的防潮防光材料構成。包裝袋(6)和膠片(8)之間緊密相貼。在接受射線照射之後，膠片(8)感光，在暗室中將包裝袋(6)拆開，取出膠片(8)衝洗。由於包裝袋(6)和膠片(8)之間緊密相貼，所以它們之間的相對位移的可能性很小，同時由於在實際的操作過程中可以使用別針之類的固定裝置，那麼包裝袋(6)和膠片(8)之間的相對位移可以忽略不計。同時本發明中如果沒有特別的指明那麼在膠片上所作標記泛指在膠片包裝袋(6)和膠片(8)上作標記。這是因為由於在膠片包裝袋(6)上作標記可以很容易在膠片(8)上相同的位置做標記。
實施例一在本實施例中，調強驗證斷層(5)的外輪廓上放置三個陶瓷標記點，分別為標記點(2)，標記點(3)，標記點(4)。由於陶瓷的CT為400HU～600HU，而調強驗證模體的CT值在-50HU～100HU之間，所以通過調節CT圖像的窗寬和窗位可以很容易的識別出標記點(2)，標記點(3)，標記點(4)。
然後在膠片包裝袋(15)上與之對應做好三個標記點，分別為標記點(12)，標記點(13)，標記點(14)。其中標記點(2)和標記點(12)，標記點(3)和標記點(13)，標記點(4)和標記點(14)對應。對應規則為一一對應，在使用之前，使用別針固定膠片包裝袋(15)的四個角。然後將膠片包裝袋(15)上的標記點與調強驗證模體(5)上的標記點對應起來，接受射線照射。照射結束後，在暗室中利用穿孔機將膠片包裝袋(15)上的標記點穿孔，使得膠片同樣位置處留下包裝袋(15)上的標記。然後拆開膠片包裝袋(15)，將膠片衝洗，獲得劑量分布圖，在膠片上的標記點由於和膠片包裝袋上的標記點一致，所以可以通過該標記點與調強驗證模體(5)上的標記點對應起來。從而可以將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
在本實施例中的標記點的個數並不限定在3個可以根據實際的需要改變。同時膠片上的標記點也可以和膠片袋(15)的標記點一起在測量之間做好，採用的方法可以根據自己的需要而定，例如可以事先通過一束狹小的射線束照射膠片包裝袋上的標記點位置讓膠片感光，留下明顯的標記。
實施例二在本實施例中調強驗證模體(28)的陶瓷標記點有三個分別為標記點(25)，標記點(26)，標記點(27)，三個標記點處於等邊三角形的角上。在調強驗證模體中心(21)與各個陶瓷標記點之間作三條連線與調強驗證模體(28)的輪廓相交，在交點處做好肉眼能看見的標記點，分別為標記點(22)，標記點(23)，標記點(24)，這三個標記點並不能在CT圖像上所識別。然後在膠片(38)上作好三個標記點(32)，標記點(33)，標記點(34)分別與調強驗證模體上的標記點(22)，標記點(23)，標記點(24)一一對應。在做測量的時候將膠片上的標記點(32)，標記點(33)，標記點(34)和調強驗證模體上的標記點(22)，標記點(23)，標記點(24)一一通過肉眼對齊。測量完畢之後，將膠片衝洗，然後將膠片掃描到計算中。此時的調強驗證模體(28)的CT圖像只能看見標記點(25)，標記點(26)，標記點(27)。而膠片上只能看見標記點(32)，標記點(33)，標記點(34)。但是他們之間滿足事先定義的對應法則，即調強驗證模體(28)的圓心(21)到陶瓷標記點的距離是一定假設為D(21-26)。那麼在膠片上只需要連接圓心(31)到標記點(32)，在距離圓心距離為D(21-26)的地方求得一個虛擬的標記點(36)，同樣的道理可以求得標記點(35)，標記點(35)，標記點(37)。通過標記點(35)，標記點(35)，標記點(37)和調強驗證模體(28)CT圖像上的標記點(25)，標記點(26)，標記點(27)一一對應就可以將膠片掃描位圖和調強驗證模體CT圖像的坐標精確影射，從而精確的將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
實施例三本實施例中與實施例二相似，不同之處在於膠片包裝袋(61)上的標記點(55)，標記點(56)，標記點(57)與調強驗證模體(48)表面的標記點(42)，標記點(43)，標記點(44)一一對應。但是膠片包裝袋上的標記點僅僅只做在包裝袋上，並不作在膠片上，做在膠片上的是標記點(52)，標記點(53)，標記點(54)。同樣的道理可以通過他們之間的對應法則獲得與調強驗證模體上的標記點(45)，標記點(47)，標記點(46)相對應的在膠片上的標記點(58)，標記點(59)，標記點(60)。這樣就可以將膠片掃描位圖和調強驗證模體CT圖像的坐標精確影射，從而精確的將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
實施例四本實施例與實施例二相似，在調強驗證模體(88)外輪廓上的三個肉眼標記(82)、標記(83)、標記(84)分別作三條平行於圓柱中心軸的直線。測量的時候膠片(98)上的標記點(92)，標記點(93)，標記點(94)，分別對齊調強驗證模體上的標記(71)，標記(72)，標記(73)。調強驗證模體上的陶瓷標記點(85)，標記點(86)，標記點(87)在CT圖片上可以留下清晰可見的標記點(85)，標記點(86)，標記點(87)，由於調強驗證模體在做CT掃描時圓柱的中心軸與CT掃描架中心軸重合，所以可以通過標記點(85)，標記點(86)，標記點(87)所在的CT層面推導出它們在標記(71)，標記(72)，標記(73)所在層面的三個虛擬位置。這三個虛擬位置對應膠片(98)上的標記(95)，標記(96)，標記(97)。這樣就可以將膠片掃描位圖和調強驗證模體CT圖像的坐標精確影射，從而精確的將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
實施例五本實施例中使用調強驗證模體的輪廓作為標記物。具體的操作步驟為在調強驗證模體(101)橢圓形的外輪廓中取它的四個頂點，分別做好肉眼可見的標記(102)，標記(103)，標記(104)，標記(105)，該標記物可以在調強驗證模體製造的時候就標記上去。所作的標記僅僅是肉眼可見的輪廓上的標記，在CT圖像上無法識別。測量之前先在膠片(116)上作好標記點(112)，標記點(113)，標記點(114)，標記點(115)。膠片(116)上做好的標記點與調強驗證模體(101)上的標記相對應。在獲得的調強驗證模體(101)的CT圖像上，由於調強驗證模體(101)的外輪廓和空氣之間的CT值有很大的區別所以可以很容易的識別橢圓的外輪廓，然後在計算機中根據已知的橢圓參數，可以重建一個橢圓，並使得重建的橢圓和調強驗證模體的橢圓重合，然後就可以很容易地在CT圖像上獲得橢圓的四個頂點的位置即標記(102)，標記(103)，標記(104)，標記(105)所在的位置，並且可以將它和膠片(106)上的標記點一一對應起來。這樣就可以將膠片掃描位圖和調強驗證模體CT圖像的坐標精確影射，從而精確的將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
實施例六本實施例中所使用的調強驗證模體是可以旋轉的圓柱狀調強驗證模體。調強驗證模體(124)可以沿著中心(121)旋轉。在調強驗證模體(124)的外輪廓上有三個肉眼標記分別為標記(122)，標記(123)，標記(124)。其中標記(123)，標記(124)處於水平位置，順時針旋轉調強驗證模體(124)30度。將膠片(141)上的標記點(142)，標記點(143)，標記點(144)分別對齊調強驗證模體(124)上的標記(122)，標記(123)，標記(124)。測量完畢，通過三個標記點將膠片處於附圖6C的水平零位，然後順時針旋轉30度，此時調強驗證模體(124)上的標記(122)，標記(123)，標記(124)與膠片(141)上的標記點(142)，標記點(143)，標記點(144)一一對應。這樣就可以將膠片掃描位圖和調強驗證模體CT圖像的坐標精確影射，從而精確的將兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。在本實施例中調強驗證模體(124)中標記點的尋找辦法參考實施例五。
本發明應理解為它可以表現為其它未脫離本發明精神和實質特點的具體實施例。因此這裡的實施例和例子為說明性的和非限制性的。本發明不局限於這裡所提供的細節。
權利要求
1.一種膠片定位方法，包括以下步驟在調強驗證模體上做好標記；在測量膠片上作好標記，該標記物與調強驗證模體上的標記滿足自定義的對應規則；通過自定義的對應規則將調強驗證模體和測量膠片上的標記點對應起來，使得兩個二維劑量分布圖坐標精確影射和比較。
2.如權力要求1所述的一種膠片定位方法，其中調強驗證模體上的標記包括在CT圖像中可以分辨的標記和肉眼分辨的標記。
3.如權力要求2所述的一種膠片定位方法，其中CT圖像中可以分辨的標記泛指一切可以被本發明所利用的能在CT圖像中識別的標記，它主要是依靠標記和周圍物質之間較為明顯的CT值差異分辨。
4.如權力要求2所述的一種膠片定位方法，其中肉眼分辨的標記泛指一切可以被本發明所利用利用肉眼觀察可以分辨的標記。
5.如權力要求2所述的一種膠片定位方法，其中調強驗證模體上的CT圖像中可以分辨的標記和肉眼分辨的標記可以指同一個標記。
6.如權力要求1所述的一種膠片定位方法，其中膠片上的標記可以是做在膠片包裝袋上的標記點也可以是直接做在膠片上的標記點。
7.如權力要求6所述的一種膠片定位方法，其中也可以同時在包裝袋上和膠片上作標記點。
8.如權力要求1所述的一種膠片定位方法，在膠片包裝袋和膠片之間可以使用夾緊裝置。
9.如權力要求6所述的一種膠片定位方法，在包裝袋上的標記物一般是在測量之前完成標記，而膠片上的標記物可以在測量之前完成標記也可以在測量完成之後標記。
10.如權力要求6所述的一種膠片定位方法，其中在膠片上的標記物可以是利用穿孔等物理方法形成的，也可以是利用微小射線束在膠片上留下感光的痕跡作為標記。
11.如權力要求1所述的一種膠片定位方法，其中自定義的對應規則指的是為了將膠片上的標記和調強驗證模體上的標記對應起來而自定義的一種規則。
12.如權力要求11所述的一種膠片定位方法，其中自定義的對應規則最終的目的是將感光膠片上的標記和調強驗證模體上的CT圖像分辨標記對應起來。
全文摘要
本發明涉及一种放射治療劑量驗證中的膠片定位方法，本發明通過在膠片上事先做好標記並且該標記與調強驗證模體上的標記對應起來，完全解決了目前膠片和調強驗證模體的劑量分布圖定位不準，效果不好的弊端。本發明無需使用高密度的金屬定位針，而可以精確定位調強驗證模體的任意斷層和膠片的位置。並且可以精確定位旋轉調強驗證模體。
文檔編號A61N5/00GK1595199SQ200410049990
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月24日 優先權日2004年6月24日
發明者李力, 張軍, 朱小東 申請人:李力, 張軍