醫科達加速器iViewGT 圖像驗證系統陰影條帶圖像的增益校準

辛志堅

瑞典醫科達生產的Precise 電子直線加速器是目前廣泛應用于腫瘤放射治療（簡稱放療）的重要設備，其配備的iViewGT 圖像驗證系統采用非晶硅平板探測器，等中心平面處的視野達26 cm×26 cm，可在治療投照前快速采集圖像，實時驗證患者體位、射野和劑量的適型符合程度，方便在治療中對圖像進行比較，輔助放療，對目前的腫瘤精確放療具有重要意義[1～5]。筆者對醫科達加速器iViewGT 圖像驗證系統 （簡稱iViewGT 驗證系統）在使用過程中出現的陰影條帶圖像故障進行了分析和維修校準。

1 iViewGT 驗證系統故障

1.1 故障現象

在進行拍片驗證、采集圖像時出現偽影，具體圖像特征表現見圖1。

圖1 iViewGT 驗證系統圖像故障圖Fig.1 Fault diagram of iViewGT verification system

1.2 故障分析

陰影條帶圖像故障是數字加速器脈沖信號和探測器面板采集信號兩者之間頻率不一致產生的結果，需對平板探測器進行圖像增益校準，通過調整加速器脈沖重復頻率（pulse repetition frequency）程序中441菜單的part 1 值， 即脈沖基準頻率校準值（calibration block base frequency），并重復不同能量射線的圖像增益校準過程，直到不同能量射線條件下均能獲得良好的增益校準圖像。

1.3 故障排除

1.3.1 陰影條帶圖像的獲取

將平板探測器置于射野等中心處。 啟動iViewGT驗證系統， 打開桌面上的海曼成像軟件（Heimann imaging software，HIS）， 在軟件界面上關閉探測器傳感器計數模式。 打開軟件界面上的文件菜單，依次選擇c 盤—iview—caling—current—gain，gain 文件夾里面包含3 種不同能量的增益圖像，能量由高到低分別為GAINH000、GAINM000、GAINL000，打開任意一個增益圖像。選擇追蹤模式檢查圖像的所有陰影條帶并保存， 作為原始增益圖像方便與校準后的圖像對比。完成后退出HIS。

1.3.2 加速器脈沖基準頻率校準值（Item 441 part 1值）和探測器控制板能量特征值的設置、調節

啟動iViewGT 驗證系統，打開探測器控制板（detector control board，DCB）Utility 程序，記錄DCB 初始能量特征值（Item 441 part 1 值未修改時）。 在加速器主機上進入維修程序， 打開自動頻率控制（automatic frequency control，AFC）界面，記錄加速器Item 441 part 1 的初始值。 在Item 441 part 1 的初始值基礎上，以10 為單位，更改part 1 數值（part 1 數值設置范圍為1 ～254，連續增加或者減少part 1 數值，重復9 次），并記錄對應的Item 441 part 4 數值和DCB 能量特征值 （Item 441 part 1 數值每次修改后）。 退出DCB Utility 程序，進入iViewGT 驗證系統維修菜單，依次選擇Station Service Settings—Calibration—Energies，記錄下DCB 初始能量校準值， 并將Energies 數值修改為Energies=1，至此表1 數據全部記錄完成。 依次選擇Station Service Settings—CAN， 查看LowEnergySig、MedEnergySig、HighEnergySig 3 個數值，并將這3 個數值修改為DCB 初始能量特征值， 保存更改退出。 經過上述調節，數字加速器脈沖信號和探測器面板采集信號兩者之間頻率重新保持一致。 見表1。

表1 Item 441 part 1 值和DCB 能量特征值記錄表Tab.1 Record table of Item 441 part 1 values and DCB energy feature values

1.3.3 陰影條帶圖像的增益校準

在加速器主機上，設置好如下參數（表2）。 進入iViewGT 驗證系統維修菜單， 依次選擇AmSi—Specific Service Functions—Gain Calibration。依次選擇不同能量的X 射線進行出束， 獲得相應的增益校準圖像，與原始增益圖像作對比。 如果增益校準圖像質量沒有改善，則更改表1 的Item 441 part 1 數值（同樣以10 為單位），重復1.3.2 節和1.3.3 節步驟，直到獲得良好的增益校準圖像。如果增益校準圖像質量改善（陰影條帶消失或明顯減少），記錄下此時Item 441 part 1 的數值和DCB 初始能量特征值，保存設置后退出。 圖像校準完成后進行iViewGT 驗證系統備份。 若經過反復的圖像增益校準， 陰影條帶仍無法消除，則考慮平板探測器故障（探測器老化、內部晶體管損壞或性能不良），需更換平板探測器解決。

表2 加速器主機上設置的參數Tab.2 Setting parameters on accelerator host

2 討論

2.1 iViewGT 驗證系統圖像獲得與建立

iViewGT 驗證系統包含圖像獲取系統、平板臂運動系統和應用軟件三部分[6]。 圖像數據的獲取是基于非晶硅平板探測器，當臂組件B 側的DCB 發出指令，可編程脈沖發生器 （programmable pulse generator）產生槍脈沖，探測器同步讀取圖像數據。 數據讀取的路徑從探測器陣列兩端開始向中心移動，進行連續地行讀取， 讀取完成后將數據行組合成一個單獨的數據包，通過探測器面板發送到iViewGT 主機上的圖像采集卡，經過一系列處理和圖像偏移、增益和壞像素校準過程，最終獲得良好的圖像。 平板探測器作為圖像成像的核心，加強日常維護保養至關重要。 第一要保持機房環境恒溫、恒濕，避免溫度變化過大影響平板探測器內部電子元件工作的穩定性；第二是要保持探測器的清潔，防止平板積灰，可定期用干凈的軟擦布輕輕擦拭平板；第三是在日常操作中要防止與探測器外殼碰撞，避免平板劇烈震動造成損壞。

2.2 陰影條帶圖像的增益校準體會

iViewGT 驗證系統作為腫瘤放射治療影像驗證輔助系統，其圖像質量的好壞關系到臨床治療過程中患者擺位的準確度[7，8]，對開展腫瘤精確放療具有重要意義。在硬件方面做好平板探測器的日常維護保養之外， 在軟件方面需要定期對平板探測器進行校準，校準內容包括增益校準、偏移校準、壞道校準等，由于平板探測器校準內容多且耗時長，需要熟練掌握校準方法，定期開展iViewGT 驗證系統圖像質量控制，保證iViewGT 驗證系統圖像質量處于良好狀態[9，10]。