中每一 點A到計劃CT中對應(yīng)點的形變向量；利用計劃CT的HU值與電子密度的轉(zhuǎn)換關(guān)系，根據(jù)3D CBCT每個體素在計劃CT中對應(yīng)位置處的HU值計算該體素的電子密度，從而得到3DCBCT 圖像對應(yīng)的組織電子密度圖；計算形變向量場時，首先對步驟A得到的計劃CT圖像到該3D CBCT圖像的形變向量場ZV進行求逆計算；然后利用圖像配準方法以該逆變換作為初始值 將計劃CT配準到3DCBCT，得到3DCBCT圖像到計劃CT準確的形變向量場； D. 利用3DCBCT圖像對應(yīng)的組織電子密度圖計算患者當前分次承受的照射劑量； E. 利用不同分次采集的3DCBCT圖像以及計算的照射劑量進行患者多個分次照射劑 量的形變累加；照射劑量的形變累加需要選取某一組圖像作為參考圖像，其中參考圖像為 計劃CT或者任意分次采集的3DCBCT;形變累加時，首先利用形變向量場計算參考圖像中 每一個體素在其他分次3DCBCT圖像中的對應(yīng)位置，并利用三次插值方法獲取該位置處的 劑量，最后對插值得到的劑量進行累加得到某個體素位置處的形變累加劑量； F.定量分析有關(guān)組織的幾何變化情況以及由其引起的照射劑量變化；幾何變化包括 組織體積和重心位置的變化、變化前后輪廓區(qū)域的重合率；對于照射劑量變化的分析，可以 分析單個分次照射劑量和多個分次累加劑量的變化情況；劑量的變化包括組織承受最大、 最小、平均、中值劑量以及劑量-體積關(guān)系的變化；綜合考慮多個分次的組織變化情況，計 算各項指標隨著分次治療的變化曲線和變化率。
[0047] 本例的劑量驗證系統(tǒng)用于包含運動信息的劑量重建的步驟如下： A. 利用4DCBCT數(shù)據(jù)建立包含組織運動信息的四維圖像模型；四維圖像模型包含不同 呼吸時相下的多組三維CBCT以及不同時相間組織器官的運動信息； a) 對4DCBCT中各組三維圖像按照呼吸時相的順序進行兩兩配準，得到相鄰兩組三維 圖像之間的形變向量場； b) 綜合利用各組形變向量場，依據(jù)呼吸運動的連續(xù)性、周期性等特點，構(gòu)建B樣條運動 模型或者基于PCA的運動模型，改善運動信息的準確度； B. 基于輪廓線形變映射的4DCBCT上有關(guān)組織輪廓線的自動勾畫： a) 利用非剛體配準方法將4DCBCT中每一組3DCBCT圖像配準到計劃CT，得到計劃CT 到3DCBCT的形變向量場，其中形變向量場記錄了計劃CT中每一點&到每一組3DCBCT中 對應(yīng)點的形變向量； b) 利用上述形變向量場將計劃CT上的有關(guān)組織輪廓映射到每一組3DCBCT上，得到患 者在線組織輪廓信息； C. 計算4DCBCT中每一組3DCBCT圖像到計劃CT的形變向量場，其中形變向量場記 錄了 3DCBCT中每一點Z5,到計劃CT中對應(yīng)點的形變向量；利用計劃CT的HU值與電子密 度轉(zhuǎn)換關(guān)系，根據(jù)3DCBCT每個體素在計劃CT中對應(yīng)位置處的HU值計算該體素的電子密 度，從而最終得到4DCBCT中每一組3DCBCT圖像對應(yīng)的組織電子密度圖；計算每一組3D CBCT圖像到計劃CT的形變向量場時，首先對步驟B得到的計劃CT圖像到該3DCBCT圖像 的形變向量場進行求逆計算，然后利用圖像配準方法以該逆變換作為初始值將計劃CT配 準到3DCBCT，得到3DCBCT圖像到計劃CT的準確形變向量場； D. 根據(jù)治療過程中記錄的治療日志文件，計算包含運動腫瘤追蹤信息的驗證劑量： a) 針對每一個射野&，從治療日志文件中分析得到動態(tài)追蹤運動祀?yún)^(qū)進行治療時準直 器的運動軌跡和運動范圍，并將運動軌跡分成等距離間隔的N個子段，其中N可由醫(yī)生根據(jù) 需要進行選擇； b) 根據(jù)治療日志文件獲取每個子段平均位置處靶區(qū)中心的位置，并根據(jù)靶區(qū)中心位 置從4D圖像模型中插值獲取對應(yīng)的三維CT影像數(shù)據(jù)L和組織電子密度圖； i. 根據(jù)步驟B得到的每一組3DCBCT上的靶區(qū)輪廓線，計算隨著患者呼吸時相靶區(qū)中 心位置的運動曲線； ii. 計算每個子段平均位置處靶區(qū)中心位置在靶區(qū)中心運動曲線上的對應(yīng)位置，即確 定當前子段對應(yīng)的患者呼吸時相心 iii. 從4DCBCT中找出與患者呼吸時相湘鄰的兩組3DCBCT，分別為&和&其中 G根據(jù)呼吸時相的位置關(guān)系，利用線性插值方法，從兩組3DCBCT對應(yīng)的組織電子 密度圖插值，得到該治療子段對應(yīng)的三維CT影像數(shù)據(jù)L和組織電子密度圖； c) 利用圖像^計算準直器在該子段運動時患者承受的劑量，其中劑量計算MU數(shù)為準 直器往返運動追蹤靶區(qū)過程中在該子段內(nèi)劑量出束MU之和； d) 利用上述方法，分別對射影&的每一個子段進行上述劑量計算，得到N組三維劑量 場Di，然后選擇某一組圖像作為參考圖像，對N組三維劑量場行形變累加；參考圖像可 以是計劃CT或者4DCBCT中某一組3DCBCT或者在多組參考圖像上進行形變累加； e) 然后針對所有射野進行上述劑量計算、累加，最終得到整個治療計劃的劑量場； E.采用伽馬分析和劑量-體積直方圖方法，比較不同情況下有關(guān)組織的承受劑量，并 提供多種定量分析數(shù)據(jù)，來確定是否需要進行計劃調(diào)整；比較單個分次的計劃劑量和形變 累加劑量；或者比較多個分次計劃劑量的累加劑量，以及多個分次的形變累加劑量的累加 劑量。
[0048] 本例的劑量驗證系統(tǒng)用于影像引導(dǎo)立體定向手術(shù)/放療的劑量重建的步驟如下： A. 分析治療過程的日志文件，根據(jù)治療過程中患者體位變化情況將整個治療過程分成 多個治療階段： a) 治療開始階段，采集患者的3DCBCT影像CBCT。，通過對CBCT。和計劃CT進行配準實 施患者的初始擺位后開始治療過程； b) 分析治療過程日志文件，每發(fā)生一次患者體位變化則結(jié)束上一階段的治療過程，開 始新的一個治療階段。如果治療日志文件記錄了N次體位變化，那么整個治療過程將分成 N+1個治療階段。如果若在治療過程中患者體位沒有發(fā)生變化，那么只有一個治療階段； B. 分析治療過程的日志文件，獲取每個治療階段劑量重建所需要的患者CBCT數(shù)據(jù)： a) 對應(yīng)開始治療階段，使用初始擺位影像CBCT。進行劑量重建； b) 若患者體位變化超出系統(tǒng)可修正范圍，那么需要對患者進行再次擺位。再次擺位之 后，系統(tǒng)利用再次擺位獲取圖像〇8(^進行劑量重建； c) 如果在治療過程中患者體位發(fā)生變化且在可修正范圍內(nèi)，那么根據(jù)治療日志文件記 錄的體位變化量對上一次擺位獲取的CBCT數(shù)據(jù)CBCt進行空間剛體變換，利用空間變換后 的08(^進行劑量重建； C. 分析治療過程的日志文件，獲取每個治療階段中的射野信息，并利用步驟2獲取的 對應(yīng)的CBCT進行劑量重建(不限制CBCT劑量計算的方法)。
[0049] D.根據(jù)每個治療階段對應(yīng)CBCT與計劃CT之間的剛體變換，將CBCT空間下的劑量 映射到計劃CT坐標系下進行劑量累加，得到整個治療階段的劑量重建結(jié)果。
[0050] E.采用伽馬分析和劑量-體積直方圖方法比較計劃劑量和重建劑量；可以比較單 個分次的計劃劑量和重建劑量；或者比較多個分次計劃劑量的累加劑量以及多個分次的重 建劑量的累加劑量等。
【主權(quán)項】
1. 一種雙影像C臂系統(tǒng)，主要由C臂環(huán)（I)和兩組影像系統(tǒng)組成；其特征在于所述C臂 環(huán)（1)安裝在支撐軸（2)上，并且具有三個自由度：繞C臂環(huán)（1)中心軸線的自轉(zhuǎn)自由度、繞 支撐軸（2)軸線的旋轉(zhuǎn)自由度和沿支撐軸（2)安裝面的線性移動自由度；兩組影像系統(tǒng)每 組包括一個X射線源（3)和一個平板探測器（4);X射線源（3)直接安裝在C臂環(huán)（1)上，或 通過安裝支架（6)安裝在C臂環(huán)（1)上；平板探測器（4)直接安裝在C臂環(huán)（1)上，或通過 微調(diào)機構(gòu)（5)安裝在C臂環(huán)（1)上，或通過微調(diào)機構(gòu)（5)和橫向安裝支架（7)安裝在C臂環(huán) (1)上；安裝支架（6)和橫向安裝支架（7)關(guān)于C臂中心軸線相位相差180°。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述X射線源（3)和平板探測 器（4)的成像面與C臂環(huán)所在縱向截面不重合。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙影像C臂系統(tǒng)，其特征在于所述支撐軸（2)安裝在水平地 面、天花板、機器人機械臂末端、翻轉(zhuǎn)平臺、旋轉(zhuǎn)平臺、立柱或