目前, 平板数字化模拟定位机尚不普及, CT模拟定位也不能完全替代普通X射线模拟机, 特别是在常规放疗中, 普通X射线模拟机必不可少。但是, 用普通X射线模拟机进行放疗定位需要拍摄定位片、冲洗胶片以及在胶片上勾画病灶轮廓信息, 再通过手动热丝切割方式或数字化仪描迹输入方式来制作适形挡块, 整个过程费时、费力、消耗胶片材料, 并且胶片资料不易于存储和临床检索。为此, 笔者通过计算机视频压缩卡采集模拟机的CCD视频系统输出的信号, 经过图像处理生成有高清晰高分辨率的数字化定位图像, 通过网络存储与传输, 方便地应用到放射治疗的靶区结构和射野轮廓勾画、临床资料存档、挡铅制作、挡铅及位置验证等方面。

1 材料和方法 1.1 设备材料

美国瓦里安公司生产的XIMATRON C SERIES普通X射线模拟定位机; 202-8视频分配器, 其视频输入输出参数:1.0Vp-p电平、75Ω阻抗; 海康威视DS-4000HC音视频压缩卡, 采用H.264视频压缩标准及BNC视频输入接口, 其最高分辨率为4CIF; 安装WINDOWSXP操作系统的计算机; 局域网络、同轴电缆等。

1.2 方法 1.2.1 设备安装

将视频压缩卡安装于模拟定位室用于采集和处理图像的计算机, 并在计算机上安装相关硬件驱动及视频采集软件。用同轴电缆连接模拟定位机CCD视频系统输出的信号到视频分配器, 其输出再分别接入到模拟定位图像显示器和视频压缩卡。

1.2.2 模拟定位图像的采集

根据初步拟定的治疗计划为患者进行模拟定位, 界定病变和器官的位置, 确定照射野的位置和范围, 调节模拟定位机球管电压kV及电流mA至合适大小, 使得CCD摄像系统的X线定位图像最清晰, 模拟定位机具有基本图像处理功能的可以对X射线定位图像进行滤波和增强处理, 然后用计算机视频采集软件实时抓帧采集静态图像, 对于靶区和器官有较大运动范围的采集视频录像, 同时把模拟定位时机器参数记录入计算机。必要时, 还可以音频采集记录医师的语音诊断作为辅助模拟定位信息。

1.2.3 图像处理

研究采用本方法得到数字图像的畸变规律, 发现视频图像主要是由于采用了4：3的宽高比造成了图像在Y轴被压扁。利用MICROSOFTOFFICEWORD插入图像, 在设置图片格式中, 不要锁定图片大小的纵横比, 将图片的高度放大4/3倍即可。或者也可以利用WINDOWS自带的画笔等简单图像处理工具, 对图像进行畸变校正, 减少失真。

2 结果及应用 2.1 结果

使用本方法获得了数字化定位图像, 相比X射线定位胶片, 也具有高清晰高分辨率的特点。如图 1。

2.2 应用 2.2.1 数字化定位图像用于靶区结构和射野轮廓勾画

利用WINDOWS自带的画笔或其他图像编辑工具, 根据解剖结构直接在模拟定位数字化图像上勾画靶区、危及器官和射野轮廓。

2.2.2 数字化定位图像作为病历的一部分存档

可为临床医生的后续诊疗和随访提供资料。模拟定位数字化图像可以进行存储或打印, 也可以输入到医院PACS网络, 方便临床检索。同时可以将模拟定位数字化图像合并到WORD制作的电子模板, 记录模拟定位时机器参数及相关医嘱和摆位信息, 生成图文报告。

2.2.3 数字化定位图像用于射野整体挡铅的制作

自动切割机软件通过网络读取数字化定位图像上靶区结构和射野轮廓信息^[1], 即可驱动切割机切割泡沫制模, 制作出满足误差要求的射野整体挡铅。

2.2.4 数字化定位图像用于射野整体挡铅核对及摆位位置验证

把TPS系统产生的射野方向观DRR图像与数字化定位图像进行比对, 可以核对整体挡铅在制作及粘贴到有机玻璃托板时是否有错误或过大误差; 把放射治疗摆位时拍得的CR摆位图像与数字化定位图像进行比对, 可以测量和分析摆位时的摆位误差, 从而找出问题所在并进行修正。

2.2.5 视频录像的应用

对于靶区和器官有较大运动范围的病人, 可利用带有标记的定位框架或患者的内、外标记, 通过视频录像观察靶区和器官的运动范围, 进一部确认确定的计划靶区(PTV)范围的可行性和与周围重要器官间的关系^[2], 并作为多媒体资料存储, 为临床医生的后续诊疗和随访提供参考依据。

3 讨论

实现X射线模拟图像的数字化还有其他一些方式, 如计算机X射线摄影(CR)或数字化X射线摄影(DR)技术, 或胶片扫描输入计算机等方法。但这些技术或者需要增加高成本的硬件:如IP影像板、激光扫描器、数字化影像采集板等, 或者需要增加中间环节, 并且受胶片的冲洗条件和扫描时各种因素的影响, 加大图像的误差, 另外也增加了操作时间。笔者介绍的方法是对普通X射线模拟机加装较低成本的计算机视频采集设备, 通过易于获得的图像处理软件, 实现了普通X射线模拟机模拟定位图像的数字化处理。通过网络传输和存储, 数字化定位图像可以方便地应用到放射治疗的靶区结构和射野轮廓勾画、临床资料存档、挡铅制作、挡铅及位置验证等方面。