新类型电子射野影像装置系统-IVS影像质量测试与分析*

2018-10-29许敬辉廖雄飞谭庭强郎锦义

中国医学装备 2018年10期

谭燕许敬辉吴凡黎杰廖雄飞* 王培谭庭强郎锦义

电子射野影像装置(electronics portal image device，EPID)系统是一种简单实用的图像引导工具，广泛应用于放射治疗前患者体位的验证与校准[1-4]。目前，关于EPID临床应用的文献报道较多，然而鲜有对EIPD影像质量进行定量分析的报道[3-4]。

影像质量对患者体位验证至关重要，同时也是EPID质量控制的重要环节[5-7]。目前临床上应用最为广泛的EPID型号包括iViewGT(Elekta公司)和aS1000(Varian公司)两种，IVS(LinaTech公司)是新研制的一种新型EPID。为此，本研究的目的在于运用iQC模体(LinaTach公司)定量比较分析IVS、iViewGT和aS1000三种不同类型的EPID的影像质量。

1 材料与方法

1.1 设备和体模

新型EPID-IVS系统是由中国苏州LinaTech公司研制，加载至医院Varian 600CD加速器上集合而成；iViewGT和aS1000系统分别由瑞典Elekta和美国Varian公司研制，并集成在医院引进的Synergy和Unique加速器上。

iQC模体可以实现多项加速器的质量控制(quality control，QC)功能。该模体是一款高度复合型放射治疗质量控制产品，针对高能X射线下平板探测器成像质量保证、直线加速器机械质量控制等应用而设计，其符合美国医学物理学家协会(American Association of Physicists in Medicine，AAPM)TG-58、美国AAPM TG-142和我国行业标准YY/T0890-2013等，见表1。

1.2 应用方法

在临床运用过程中按照使用要求摆放好模体，在各类型EPID系统中设置好临床使用时的参数，进行拍片，获取EPID图像，将获取的EPID图像导入iQC模体自带的分析软件进行影像质量分析。iQC模体及各模块示意如图1所示。

由于获取的影像资料为平片，分析指标主要针对图像畸变、低对比度和空间分辨率这3个参数进行。此三项参数均可由软件自动完成：①图像畸变是软件根据定位的4个基准点计算横向、垂直及对角线3个方向的图像畸变；②低对比度是软件根据图片像素大小与钨球相对位置，利用遍历查找极值的方法自动检测4个标记点，右侧边界4个区域将显示4个低对比度模块的子图，调节窗宽窗位至图像清晰显示，记录可看清的孔的数目；③空间分辨率是软件根据图片像素大小与钨球相对位置，利用遍历查找极值的方法检测4个标记点，主界面图像中将显示各线对的规格标签，选择能够观察到频率最高的线对。

表1 iQC模体参数规格

图1 iQC模体及各模块示意图

1.3 数据采集

EPID是图像引导放射治疗(image guided radiation therapy，IGRT)中的重要手段之一，对EPID进行质量保证与质量控制(quality assurance and quality control，QAQC)是临床工作必不可缺的部分。本研究中影像数据的采集主要是通过收集加速器月检数据得来，自2017年4月引进iQC模体以来，对医院3台加速器的EPID影像质量进行了连续15个月的测试。

1.4 统计学方法

将3种不同类型EPID影像质量测试的结果运用SPSS 19.0行秩和检验，比较3类EPID之间的差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同类型EPID图像畸变对比

图像畸变的检测结果是附带软件从采集的DICOM图像中自动分析出来。将IQC模体按要求摆放在治疗床上，按照临床条件，射野为28 cm×28 cm，-1 MU进行EPID成像，获取医学数字成像及通信(digital imaging and communication of medicine， DICOM)格式文件后，导入随机附带软件进行分析。收集测试15次3种不同类型EPID图像畸变数据，横向、垂直和对角线3个方向的图像畸变经秩和检验其差异无统计学意义(P＞0.05)，见表2。

表2 测试15次不同类型EPID图像畸变数据对比

2.2 不同类型EPID低对比度对比

低对比度的检测是将获取的EPID图像导入附带分析软件，手动调节图像的窗宽窗位范围，直至图像达到清晰状态，记录此时能够看清圆孔的数目。3种不同类型EPID低对比度的3组数据经秩和检验其差异无统计学差异(P＞0.05)。3种不同类型EPID低对比度结果如图2所示。

图2 三种不同类型EPID低对比度对比图

2.3 不同类型EPID空间分辨率对比

空间分辨率的检测是将获取的EPID图像导入附带分析软件，由软件分析图像呈现出与空间分辨相对应的模块，最后由人工读取结果。不同的模块对应的空间分辨率是固定值，因此得到的空间分辨率的结果是不连续的，统计学秩和检验显示，与iViewGT和aS1000相比较，IVS类型EPID的空间分辨率具有显著优势，差异有统计学意义(P＜0.01)；而iViewGT与aS1000相比差异无统计学意义(P＞0.05)，不同类型EPID空间分辨率对比结果见表3。

表3 不同类型EPID空间分辨率对比

3 讨论

EPID应用于位置验证，主要包括治疗前矫正摆位误差、治疗前确认射野信息、治疗间矫正摆位误差、治疗中调整射野以及离线评价分析摆位误差5种形式，均以矫正摆位误差和确认射野信息为目的[8]。EPID的临床应用离不开获取的影像，影像质量直接影响临床结果。因此，对EPID系统进行QAQC是临床工作的重要环节[5-7]。

按照国家行业标准YY/T0890-2013“放射治疗中电子射野成像装置性能和试验方法”文件要求，本研究涉及的IVS、iViewGT和aS1000的3种型号的EPID影像质量(图像畸变、低对比度和空间分辨率)均能满足临床应用要求，统计学结果显示3种类型EPID在图像畸变和低对比度两项指标均无统计学差异；与iViewGT和aS1000系统相比较，IVS系统在空间分辨指标具有明显优势，分析原因可能是由于系统硬件差异造成。3种类型EPID探测器均由非晶硅材料组成，IVS系统像素为2816×2816 ppi，而iViewGT和aS1000系统像素均为1024×1024 ppi。像素越高空间分辨率就会越高，像素越高得到的图像更加清晰，临床医生就能更加准确判断患者的摆位误差和射野信息，且放射治疗实施更加精准。