医科达加速器iViewGT 图像验证系统阴影条带图像的增益校准

辛志坚

瑞典医科达生产的Precise 电子直线加速器是目前广泛应用于肿瘤放射治疗（简称放疗）的重要设备，其配备的iViewGT 图像验证系统采用非晶硅平板探测器，等中心平面处的视野达26 cm×26 cm，可在治疗投照前快速采集图像，实时验证患者体位、射野和剂量的适型符合程度，方便在治疗中对图像进行比较，辅助放疗，对目前的肿瘤精确放疗具有重要意义[1～5]。笔者对医科达加速器iViewGT 图像验证系统 （简称iViewGT 验证系统）在使用过程中出现的阴影条带图像故障进行了分析和维修校准。

1 iViewGT 验证系统故障

1.1 故障现象

在进行拍片验证、采集图像时出现伪影，具体图像特征表现见图1。

图1 iViewGT 验证系统图像故障图Fig.1 Fault diagram of iViewGT verification system

1.2 故障分析

阴影条带图像故障是数字加速器脉冲信号和探测器面板采集信号两者之间频率不一致产生的结果，需对平板探测器进行图像增益校准，通过调整加速器脉冲重复频率（pulse repetition frequency）程序中441菜单的part 1 值， 即脉冲基准频率校准值（calibration block base frequency），并重复不同能量射线的图像增益校准过程，直到不同能量射线条件下均能获得良好的增益校准图像。

1.3 故障排除

1.3.1 阴影条带图像的获取

将平板探测器置于射野等中心处。 启动iViewGT验证系统， 打开桌面上的海曼成像软件（Heimann imaging software，HIS）， 在软件界面上关闭探测器传感器计数模式。 打开软件界面上的文件菜单，依次选择c 盘—iview—caling—current—gain，gain 文件夹里面包含3 种不同能量的增益图像，能量由高到低分别为GAINH000、GAINM000、GAINL000，打开任意一个增益图像。选择追踪模式检查图像的所有阴影条带并保存， 作为原始增益图像方便与校准后的图像对比。完成后退出HIS。

1.3.2 加速器脉冲基准频率校准值（Item 441 part 1值）和探测器控制板能量特征值的设置、调节

启动iViewGT 验证系统，打开探测器控制板（detector control board，DCB）Utility 程序，记录DCB 初始能量特征值（Item 441 part 1 值未修改时）。 在加速器主机上进入维修程序， 打开自动频率控制（automatic frequency control，AFC）界面，记录加速器Item 441 part 1 的初始值。 在Item 441 part 1 的初始值基础上，以10 为单位，更改part 1 数值（part 1 数值设置范围为1 ～254，连续增加或者减少part 1 数值，重复9 次），并记录对应的Item 441 part 4 数值和DCB 能量特征值 （Item 441 part 1 数值每次修改后）。 退出DCB Utility 程序，进入iViewGT 验证系统维修菜单，依次选择Station Service Settings—Calibration—Energies，记录下DCB 初始能量校准值， 并将Energies 数值修改为Energies=1，至此表1 数据全部记录完成。 依次选择Station Service Settings—CAN， 查看LowEnergySig、MedEnergySig、HighEnergySig 3 个数值，并将这3 个数值修改为DCB 初始能量特征值， 保存更改退出。 经过上述调节，数字加速器脉冲信号和探测器面板采集信号两者之间频率重新保持一致。 见表1。

表1 Item 441 part 1 值和DCB 能量特征值记录表Tab.1 Record table of Item 441 part 1 values and DCB energy feature values

1.3.3 阴影条带图像的增益校准

在加速器主机上，设置好如下参数（表2）。 进入iViewGT 验证系统维修菜单， 依次选择AmSi—Specific Service Functions—Gain Calibration。依次选择不同能量的X 射线进行出束， 获得相应的增益校准图像，与原始增益图像作对比。 如果增益校准图像质量没有改善，则更改表1 的Item 441 part 1 数值（同样以10 为单位），重复1.3.2 节和1.3.3 节步骤，直到获得良好的增益校准图像。如果增益校准图像质量改善（阴影条带消失或明显减少），记录下此时Item 441 part 1 的数值和DCB 初始能量特征值，保存设置后退出。 图像校准完成后进行iViewGT 验证系统备份。 若经过反复的图像增益校准， 阴影条带仍无法消除，则考虑平板探测器故障（探测器老化、内部晶体管损坏或性能不良），需更换平板探测器解决。

表2 加速器主机上设置的参数Tab.2 Setting parameters on accelerator host

2 讨论

2.1 iViewGT 验证系统图像获得与建立

iViewGT 验证系统包含图像获取系统、平板臂运动系统和应用软件三部分[6]。 图像数据的获取是基于非晶硅平板探测器，当臂组件B 侧的DCB 发出指令，可编程脉冲发生器 （programmable pulse generator）产生枪脉冲，探测器同步读取图像数据。 数据读取的路径从探测器阵列两端开始向中心移动，进行连续地行读取， 读取完成后将数据行组合成一个单独的数据包，通过探测器面板发送到iViewGT 主机上的图像采集卡，经过一系列处理和图像偏移、增益和坏像素校准过程，最终获得良好的图像。 平板探测器作为图像成像的核心，加强日常维护保养至关重要。 第一要保持机房环境恒温、恒湿，避免温度变化过大影响平板探测器内部电子元件工作的稳定性；第二是要保持探测器的清洁，防止平板积灰，可定期用干净的软擦布轻轻擦拭平板；第三是在日常操作中要防止与探测器外壳碰撞，避免平板剧烈震动造成损坏。

2.2 阴影条带图像的增益校准体会

iViewGT 验证系统作为肿瘤放射治疗影像验证辅助系统，其图像质量的好坏关系到临床治疗过程中患者摆位的准确度[7，8]，对开展肿瘤精确放疗具有重要意义。在硬件方面做好平板探测器的日常维护保养之外， 在软件方面需要定期对平板探测器进行校准，校准内容包括增益校准、偏移校准、坏道校准等，由于平板探测器校准内容多且耗时长，需要熟练掌握校准方法，定期开展iViewGT 验证系统图像质量控制，保证iViewGT 验证系统图像质量处于良好状态[9，10]。