一种基于图像识别的后装机质控系统技术方案

本发明专利技术涉及图像识别技术领域，公开了一种基于图像识别的后装机质控系统，包括后装机质控系统

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的后装机质控系统


[0001]本专利技术涉及图像识别
，具体为一种基于图像识别的后装机质控系统
。

技术介绍

[0002]后装治疗机即近距离后装治疗机，是使用放射核素产生的射线束治疗肿瘤的设备，它的功能是通过放射源的近距离辐照实现内照射，被广泛应用于宫颈癌，前列腺癌，乳腺癌和皮肤癌的治疗，也同样适用于许多其他部位的肿瘤治疗
。
[0003]放射治疗过程中后装机通过将放射源籽沿放射源导管伸出，抵达与病灶最接近的位置，形成局部的辐照场
。
然而，放射源从放疗后装机中伸出的长度需要精确控制，使放射源精确地按照治疗计划所设计的方案到达预定位置
。
根据小体积放射源所贡献的剂量和病灶与放射源距离近似成平方反比，所以放射源与病灶之间距离的微小变化就会导致放射剂量的显著变化，因此放射源的位置精度对剂量影响极大
。
此外，放射源在特定位置的驻留时间长短也会影响总剂量
。
驻留位置精度和时间精度会显著影响近距离放疗的效果
。
放疗后装机在使用一段时间后，其放射源伸出的位置精度会发生一些变化，后装机的计时器精度也会因为电脑病毒
、
缓存清理不及时等原因产生电路延时，进而影响放射源的剂量输出精度
。
为了保证后装机治疗精度，需要对其进行定期检测和校准，这通常称为后装机质量控制
。
实践表明，放疗后装机长期不进行检测和校准，其产生的误差会严重影响放疗效果，甚至造成二次肿瘤产生负面效果
。
[0004]传统放疗后装机质量控制方法是采用一支端点不放置放射源的检测导丝，从后装机中伸出，测量导丝伸出的长度，从而进行校准
。
通过检测导丝这样可以避免操作人员受到放射源的辐射
。
但这种方式的缺点是不能保证校准的精确度，归根结底是因为检测导丝不能代表放疗中真实的放射源和导丝，其检测的结果与实际放疗中使用的导丝的结果难免会出现一定的误差
。
另外一种质量控制方法是通过真实放射源推动专用标尺，待真实放射源返回后装机中，读取标尺停留的位置
。
但这种方法中，由于源导丝和标尺存在惯性，标尺位置与放射源的到位精度存在差异
。
由于近距离放疗的效果与放射源的驻留位置精度和时间精度密切相关，这种检测方法显然不够理想
。
后装机采用的计时器精度的测量方法有秒表或通过井型电离室测量辐射剂量和时间的线性关系推算计时器精度，时间测量误差一般为
0.5s
传统的后装机质量控制方法是通过胶片和二维探测器进行
。
首先，胶片费用昂贵，每次使用后，经过显影的胶片可以得到总剂量和驻留位置的信息，从而达到质控的目的；但是胶片通过专用软件进行分析，这样容易引入人为的误差（胶片扫描
、
寻峰），并且步骤繁琐，效率低下
。
其次，二维矩阵探测器，价格昂贵
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于图像识别的后装机质控系统，解决了传统的后装机质量控制方法是通过胶片和二维探测器进行，首先，胶片费用昂贵，每次使
用后，经过显影的胶片可以得到总剂量和驻留位置的信息，从而达到质控的目的，但是胶片通过专用软件进行分析，这样容易引入人为的误差（胶片扫描
、
寻峰），并且步骤繁琐，效率低下，其次，二维矩阵探测器，价格昂贵的问题
。
[0006]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种基于图像识别的后装机质控系统，包括后装机质控系统
、
高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体
、
井型电离室和上位机，所述后装机质控系统的输出端分别与高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体和井型电离室的输入端电性连接，所述高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体和井型电离室的输出端均与上位机的输入端电性连接
。
[0007]优选的，所述高速相机单元能够对运动物体进行连续采样，通过帧率的提升，提升施源器驻留时间测量精度，对单帧的图像通过对放射源导丝进行图像识别，可以直接进行后装机放射源的驻留位置和时间的测量，通过与后装机预置的位置和时间进行对比，从而达到质量控制的目的
。
[0008]优选的，所述核素识别模块内嵌在后装机质量控制系统中，通过实时测量放射源发射的
γ
射线能谱从而进行核素的识别，由于放射源活度通常较大，因此选用合适的探测器尺寸，本专利技术中选用半球型的碲锌镉半导体探测器，能够实现较高的能量分辨率，从而核素识别能力更强
。
[0009]优选的，所述组织等效模体具有较好的组织等效性，模体具有与水相同的质量密度和电子密度，与水的密度差异小于
3%。
[0010]优选的，所述井型电离室能够实现近4π
的立体角，在测量放射性核素的活度时具有极高的探测效率，仪器具备核素选择快捷按钮，并且将快捷按钮分为系统核素快捷按钮和用户自定义核素快捷按钮，方便用户方便快捷的选择待测量的核素，具有本底调零功能，在高本底环境工作时可以扣除本底影响，具有准确性
、
稳定性
、
线性
、
几何特性等用于质保测试的功能
。
[0011]优选的，所述上位机软件对高速相机单元
、
核素识别模块和井型电离室进行通讯，通过时间戳信息建立时间维度的关联，达到实时质控的目的，此外，上位机软件兼容国内主流的后装机设备，获取预置的位置和驻留时间，通过对比预设值和实测值，达到质量控制的目的
。
[0012]工作原理：首先，放射源经过导管丝进入到井型电离室进行放射源活度的精确测量；其次，通过使用组织等效模体和高速相机取代胶片，通过图像识别技术实现放射源特征信息的提取，网格线位置信息提取
。
通过放射源与标准网格线对比实现驻留位置的获取
。
通过对图像帧信息的读取获取驻留时间
。
通过这种方法将获取放射源的位置和驻留时间
。
获取的位置和驻留时间与后装机预设的位置和驻留时间进行对比得到后装机的位置和驻留时间精度，从而达到质控的目的
。
这种基于图像识别的质控方法减少了质控过程中耗材的小号，这将使近距离放疗装置的质量控制成本大大降低
。
此外，图片扫描后自动完成数据分析，并输出质控报告，提高了临床质控效率和数据标准化
。
成本低，精度高，效率高的特点可以使得医院治疗更多的肿瘤患者，提高治疗效率
。
[0013]本专利技术提供了一种基于图像识别的后装机质控系统
。
具备以下有益效果：本专利技术通过使用组织本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于图像识别的后装机质控系统，包括后装机质控系统
、
高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体
、
井型电离室和上位机，其特征在于：所述后装机质控系统的输出端分别与高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体和井型电离室的输入端电性连接，所述高速相机单元
、
核素识别模块
、
组织等效模体和井型电离室的输出端均与上位机的输入端电性连接
。2.
根据权利要求1所述的一种基于图像识别的后装机质控系统，其特征在于：所述高速相机单元能够对运动物体进行连续采样，通过帧率的提升，提升施源器驻留时间测量精度，对单帧的图像通过对放射源导丝进行图像识别，可以直接进行后装机放射源的驻留位置和时间的测量，通过与后装机预置的位置和时间进行对比，从而达到质量控制的目的
。3.
根据权利要求1所述的一种基于图像识别的后装机质控系统，其特征在于：所述核素识别模块内嵌在后装机质量控制系统中，通过实时测量放射源发射的
γ
射线能谱从而进行核素的识别，由于放射源活度通常较大，因此选用合适的探测器尺寸，本...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈卫卫，代智涛，曹洪龙，彭志华，马琳琳，张高龙，
申请(专利权)人：苏州睿多思科技有限公司，
类型：发明
国别省市：