[发明专利]一种多叶光栅叶片到位精度验证系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种多叶光栅叶片到位精度验证系统及其实现方法，包含前端影像数据获取单元，采用剂量胶片和定位钢珠获取参考点和叶片到位影像，并用扫描仪转换为数字影像。后端影像数据分析单元，包括依次连接的影像增强模块、影像降噪模块、标记点自动识别模块、叶片编辑映射模块、叶片到位精度计算模块、报告生成模块，后端影像数据分析单元对影像进行处理计算，得到各个叶片排列和在不同位置到位精度。本发明可准确获取叶片到位位置影像并可以对像素距离进行换算，支持非标准叶片厚度排列，可自定义叶片厚度并映射至位置影像，可对影像进行滤波处理计算得到每个叶片到位精度，具有操作简单、计算准确、成本低的优点。

技术领域：

本发明涉及医学图像处理技术领域，尤其涉及一种多叶光栅叶片到位精度验证系统及其实现方法。

背景技术：

多叶光栅是医用直线加速器中的重要部件，它的位置精度直接影响放射治疗照射野适形的准确性和剂量精度。多叶光栅由两组可对开叶片依次排列组成，在临床放疗中放疗质控人员需定期进行质控以保证每对叶片的到位精度在容许范围内。因此在临床放射治疗工作中需要一种便捷可靠的方法完成多叶光栅叶片到位精度的定期质控。目前现有多叶光栅叶片到位精度质控多采用以下两种方法：

无标记点叶片自动识别方法，该方法特点不使用标记点作为参考，通过灰度值差异在垂直于叶片移动方向计算识别不同叶片，再在平行叶片移动方向进行计算比对叶片的到位精度。该方法前端使用剂量胶片或电子射野影像装置(Electronic Portal ImagingDevice，EPID)进行显影成像，后端通过垂直叶片移动方向灰度差异即相邻叶片之间的漏照射显影识别叶片排列。由于不同型号多叶光栅相邻叶片间漏照射存在较大差异，而新型多叶光栅相邻叶片间漏照射率较低，在实际使用中该方法极易受到干扰出现叶片排列识别不准或者完全不识别情况。此外由于该方法不设标记点，难以准确得到等中心点位置，因此界定叶片排列起始位置偏差较大。该方法特点为无需特殊模体，成本低、操作简单，精度差。

有标记点叶片预置识别方法，该方法特点以标记点作为参考点，在垂直叶片移动方向将叶片排列顺序按照设计参数进行映射，最后在平行叶片移动方向计算每个叶片的到位精度。该方法对于叶片到位精度计算较为准确，但现有商用解决方案只支持进口加速器指定型号多叶光栅(如Varian HD120、Elekta MLCi2)，不支持国产加速器多叶光栅，而目前较多国产加速器采用非标准厚度叶片排列(如2.8mm和3.8mm叶片交替排列)。同时现有采用该方法的解决方案中所使用成像设备为EPID，标记点标定需使用特定体模，价格均非常昂贵。该方法特点计算精度较高但成本高昂，且不支持非标准叶片厚度排列。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种多叶光栅叶片到位精度验证系统及其实现方法，以解决现有技术的不足。

本发明由如下技术方案实施：一种多叶光栅叶片到位精度验证系统，其特征在于，包含前端影像数据获取单元，采用剂量胶片和定位钢珠获取参考点和叶片到位影像，并用扫描仪转换为数字影像；后端影像数据分析单元，对影像进行处理计算，得到各个叶片排列和在不同位置到位精度，其中：

前端影像数据获取单元包括剂量胶片、定位钢珠、扫描仪；剂量胶片，用于对剂量差异进行显影；定位钢珠，用于标记参考点以在影像中进行区分显示；扫描仪，用于将胶片影像转换为数字影像；

后端影像数据分析单元包括依次连接的影像增强模块、影像降噪模块、标记点自动识别模块、叶片编辑映射模块、叶片到位精度计算模块、报告生成模块；影像增强模块，用于增强影像对比度；影像降噪模块，用于抑制影像噪声；标记点自动识别模块，用于自动识别影像中的标记参考点；叶片编辑映射模块，用于编辑叶片排列信息和在影像上映射叶片排列；叶片到位精度计算模块，用于分离出指定位置处单个条栅灰度波形并计算左叶片和右叶片到位精度；报告生成模块，用于统计所有叶片到位精度分析结果并生成分析报告。

优选的，所述影像增强模块采用图像灰度拉伸算法增强影像高灰度和低灰度区域对比度。