四维图像与放疗剂量验证装置的制作方法

本实用新型属医疗装置领域，涉及一种医疗质控装置，尤其涉及一种四维图像与放疗剂量验证装置。应用于放射治疗中对四维CT图像设备的质量控制和放射治疗剂量学四维验证。

背景技术：

目前，在放射治疗中，四维放疗已经逐步应用于临床治疗中。

1.四维图像的验证

使用四维图像装置获取患者的动态图像，能够较大程度地反应患者体内肿瘤和正常组织的运动情况，将肿瘤和器官运动的情况在放射治疗计划设计阶段和放射治疗实施阶段加以考虑并综合评估，可以更进一步保证患者的疗效。四维图像获取的基本流程为使用专用四维CT装置对患者实施慢CT扫描，同时记录患者的波形曲线，扫描完毕后依照患者的波形曲线，将图像按照呼吸波形周期进行分割重建成为不同时相对应的三维CT图像，在这一阶段中，图像的分割重建完全依赖于机器自身的程序设计，所产生的图像是否真实反应患者体内器官的运动情况需要加以验证。

2.四维放疗剂量学验证

调强放疗技术在放射治疗中的已经替代适形放疗技术应用越来越普及以便获得理想的剂量分布，为验证调强放疗技术能否传递准确的放疗剂量，目前常用二维探测器阵列或者三维正交矩阵来进行剂量学验证，但这些技术都属于静态的三维剂量学验证，并未反应因靶区和器官运动引起的剂量不确定性。尤其是对于调强放疗中靶区运动幅度较大而调强子野较小的情况，极端情况下甚至会出现射线脱靶的情况。调强放疗技术下，由靶区和器官运动引起的剂量学影响如果不能加以准确评估，则会使临床医师对肿瘤放疗患者所受到的实际剂量缺少参照，可能会影响患者的治疗效果并使医生对患者预后的判断产生干扰。靶区和器官运动引起剂量学传递的不准确性，在立体定向放疗技术方面表现得尤为突出，因立体定向放疗采用低分次、大剂量、高精度照射，为避免使用调强放疗技术因靶区和器官运动引起的剂量传递不准确性，很多国外的立体定向放疗研究课题都首选适形放疗技术而摈弃更为先进的调强技术，使得调强放疗技术特点在这一方面不能发挥剂量学优势。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种四维的图像检验和剂量验证装置，主要由平台支撑脚、工作平台、水平尺、直流电源、直流电机、调速电位器、不锈钢转盘、带挂钩的连接杆、定位轴、运动平台和带滑块的滑轨构成；平台支撑脚带可调高度旋钮，通过螺丝固定在工作平台上，水平尺共两把，水平贴合于工作平台的两边，直流电源为带开关的便携式24伏直流供电电源，其通过螺丝固定于工作平台的左上角，正极与直流电机相连，负极与调速电位器相连；工作平台上部开有直径为5cm的圆孔，使得直流电机的机身处于工作平台下方而中心转轴位于工作平台上方，直流电机的负极与调速电位器相连，不锈钢转盘中心开有不同离轴径的圆孔，与直流电机的转轴相契合，连接杆的挂钩端与不锈钢转盘的圆孔相连，另一端穿过定位轴与运动平台相连，滑轨下端水平固定于工作平台中间，上端滑块与运动平台相固定，起到承举运动平台及附加检测设备的作用。

其中平台支撑脚带高度可调节旋钮，要求承重大于30Kg。

工作平台的长宽高分别为50*60*2cm，由有机玻璃板制作。

水平尺带水平、垂直两个方向显示。

直流电源为带开关的便携式24伏直流电源，其电池容量大于48wh。

直流电机的供电电压为24V，10-30r/min连续可变转速，可驱动重量大于20Kg。

调速电位器与直流电源和直流电机配套使用，调速范围0～100％。

不锈钢转盘中心开孔与直流电机的转轴相契合，不锈钢转盘开有的离轴径分别为0.5cm、0.7cm、0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.5cm、2cm、2.5cm的圆孔，可与连接杆的挂钩端相契合。

定位轴用于固定连接杆运动方向，其孔洞大小与连接杆的直径一致。

运动平台为长宽高分别为30X30X1cm，由有机玻璃板制作。

带滑块的滑轨用于托举运动平台及加载在运动平台上的第三方检测设备。

本实用新型的四维图像与放疗剂量验证装置，能够模拟常见人群的器官运动频率与幅度，通过加载相应的图像验证模块(本说明书中以长宽高为5X2X2cm有机玻璃块为例，亦可为其它已知尺寸的矩形物体)或剂量验证设备(本说明书中以EBT辐射自显影胶片为例，亦可为二维探测器阵列或者三维剂量验证设备)可实现引入运动因素的四维图像验证和四维剂量验证功能。解决了以往图像验证和剂量学验证不考虑运动因素影响的不足，能够更加真实检验四维图像质量及四维放疗剂量学分布情况。本实用新型设计合理，制作简单，成本低，实用性强，易于推广使用。

附图说明

图1是装置横断面示意图。

图2是装置纵断面示意图。

图3是装置立体示意图。

具体实施方式

目前市场上尚未有对四维CT机所获取的运动图像准确性进行质量控制的相关产品，本实用新型结合附图和实施例作进一步的说明。

实施例1

参见图1-3，一种四维的图像检验和剂量验证装置，主要由平台支撑脚1、工作平台2、水平尺3、带开关的便携式24伏直流电源4、直流电机5、调速电位器6、带不同离轴径小孔的不锈钢转盘7、带挂钩的连接杆8、定位轴9、运动平台10和带滑块的滑轨11构成，平台支撑脚1带可调高度旋钮，通过螺丝固定在碳纤维材质工作平台2上，水平尺3共两把，水平贴合于工作平台2的两边，带开关的便携式24伏直流供电电源4通过螺丝固定于工作平台2的左上角，正极与直流电机5相连，负极与调速电位器6相连；工作平台2上部开有直径为5cm的圆孔，使得直流电机5的机身处于工作平台2下方而中心转轴位于工作平台2上方，直流电机5的负极与调速电位器6相连，不锈钢转盘7中心开孔(图中未示出)，与直流电机5的转轴相契合，连接杆8为刚性不锈钢制品，一端为挂钩端(图中未示出)，与不锈钢转盘7上不同离轴径的圆孔相连，另一端穿过定位轴9与运动平台10相连，滑轨11下端水平固定于工作平台2中间，上端滑块与运动平台10相固定，起到承举运动平台10及附加检测设备的作用。定位轴9用于固定连接杆8运动方向，其孔洞大小与连接杆8的直径一致。

其中平台支撑脚1带高度可调节旋钮，要求承重大于30Kg。

工作平台2的长宽高分别为50*60*2cm，由有机玻璃板制作。

水平尺3带水平、垂直两个方向显示。

带开关的24V直流电源4，其电池容量大于48wh。

直流电机5的供电电压为24V，10-30r/min连续可变转速，可驱动重量大于20Kg。

调速电位器6与直流电源4和直流电机5配套使用，调速范围0～100％。

不锈钢转盘7中心开孔与直流电机5的转轴相契合，盘面开有离轴径分别为0.5cm、0.7cm、0.8cm、1.0cm、1.2cm、1.5cm、2cm、2.5cm的圆孔，可与连接杆8的挂钩端相契合。

运动平台10为长宽高分别为30X30X1cm，由有机玻璃板制作。

带滑块的滑轨11用于托举运动平台10及加载在运动平台10上的第三方检测设备。

实施例2四维CT运动图像质量控制检查

参见图1、图2、图3。本实用新型装置使用时：

(1)将整个装置摆放于四维CT机检查床上；

(2)调整平台支撑脚1的高度，通过观察水平尺3确保运动平台10为水平位置；

(3)调整CT检查床位置使得CT扫描激光线中心位于运动平台10正中间位置；

(4)放置已知长、宽、高为5X2X2cm的矩形有机玻璃于运动平台10正中间(该有机玻璃块属于外加配件，亦可选用其他低密度已知几何尺寸的材料替代)；

(5)将连接杆8的挂钩放置于不锈钢转盘7上离径为1cm的圆孔内。此时矩形有机玻璃运动的幅度为正负1cm；

(6)打开直流电源4的电源开关，调整调速电位器6使得直流电机5的转速为15R/min；此时矩形有机玻璃运动的频率为15；

(7)按常规四维CT扫描方式获取有机玻璃块的四维CT影像；

(8)将四维CT影像传入四维C工作站并重建成动态CT影像，利用四维CT工作站测距工具测量有机玻璃块的运动范围；

(9)比较CT重建后模体在CT工作站中显示的运动范围与已知的平台实施的实际运动值(本实例中步骤(5)已设置为正负1cm)的差异；

(10)分别调整调速电位器6(可在一次四维扫描中调整电机转速以变换有机玻璃模块的运动频率)和连接杆8分别放置在不锈钢转盘7上的不同离轴径的小孔内，从而调整运动平台10及加载的有机玻璃模块的运动频率和运动幅度，重复步骤(7)～(9)；

(11)分析不同运动频率和幅度下，CT获取的图像与实际的运动平台10或加载的有机玻璃模块的运动幅度与平台已知的真实数据间的差异，评判四维CT机图像扫描准确性。实施例3四维静态调强放射治疗剂量学验证(以胶片法为例)

参见图1、图2、图3。

(1)将整个装置常规治疗模式下摆放于直线加速器治疗床上；

(2)调整平台支撑脚1的高度，通过观察水平尺3确保运动平台10为水平位置；

(3)调整治疗床位置使得激光线中心位于运动平台10正中间位置；

(4)选取一定厚度固体水模体(固体水模体属于常规三维剂量学验证常用，为外加配件。一般推荐为8～10cm以提供足够的反散射线)放置于运动平台10正中；

(5)将剂量验证用EBT胶片放置于固体水模体上；

(6)使用与治疗计划系统中剂量验证计划条件设置相同厚度的固体水材料放置于EBT胶片上；

(7)打开24V直流电源4的开关，调整调速电位器6使得直流电机5转速为患者实际的呼吸频率；

(8)将连接杆8的挂钩放置于转盘5上圆孔内。必须注意保持转盘圆孔的离径值与患者器官运动幅度一致；

(9)开机实施该患者的治疗验证计划，将验证剂量传递到验证EBT胶片上；

(10)使用专用剂量分析软件对比实际测量的剂量与治疗计划系统模拟剂量的差异；

(11)验证结果以常用的DTA法或GAMMA分析法进行分析，因引入了器官运动误差，动态法验证结果与传统静态法相比会有一定差异，但仍需按照行业规定的95％(3,3)标准判定该调强照射野是否可用于临床治疗。