英文全名:ElectronicPortalImagingDevice,简称EPID
中文名:电子射野影像装置
为解决布野和患者摆位的实时验证问题,早在1958年Andrews就设计了第一个电子射野影像装置,用于监测2MVX线治疗,1962年Benner也设计了一个用于监测30MVX线治疗。尽管当时的图像对比度很差,但这些早期研究为放射治疗的实时验证开辟了道路。其后在荧光剂设计和摄像机技术方面取得的进步大大改进了荧光型EPID的图像质量。自80年代,固体探测器和液体探测器开始用于EPID的设计。EPID系统由射线探测和射线信号的计算机处理两部分组成。不同系统的差别主要表现在前一个部分,后一个部分对所有系统均是相同或相似的。依据射线探测方法的不同可以将EPID系统划分为荧光、固体探测器、液体电离室三大类型。
1.荧光系统编辑本段回目录
①作为探测器的荧光屏可以做得很大,即系统的扫描孔径(FOV)大;
②空间分辩率高,这主要取决于荧光屏的厚度;
③成像速度快,可达每秒30帧。
但由于镜子倾斜占空间,造成系统体积很大,只能安装在没有射束遮挡器的加速器机架上,既便如此,也妨碍患者摆位。Wong用一个光纤图像渐缩器(Fiber-opticImageReducer)代替反射镜将荧光屏产生的图像传到摄像机,使系统厚度减少到12cm。改进后的系统可安装到有射束遮挡器的加速器机架上,对患者摆位的干扰也减少了。
2.固体探测器系统编辑本段回目录
非晶硅影像阵列(anamorphoussiliconimagingarray)可以克服半导体线阵的缺点,它由光电二极管(Photodiode)和场效应管(FieldEffectTransitor,简称FET)组成,紧贴金属/荧光转换板,每一个二极管隅合到一个均效应晶体管。当采集图像信号时,所有的FET线保持负电压以便使整个FET阵列不导电。荧光高效地转换为光电二极管本征层的电子空穴对,随后被收集、贮存在光二极管的电容中。当已为一幅图像采集了足够的信号后,改变某一条FET的电压使位于相应行的所有FET导电。于是存贮在光二极管的信号经FET传到数据线,经外部电子仪器转换为一行数字图像。这条FET线的电压回到初始状态,类似地改变下一条FET的电压便可以得到下一行的图像,逐行进行直至所有行的信号被读出、得到整幅图像。这种探测器有可能提供大面积、高效率、高分辩率的影像系统。这种系统中的金属/荧光转换板和荧光系统的金属/荧光转换板是完全相同的,而非晶形硅影像阵列的作用是代替荧光系统中的光路和摄像机。
自扫描非晶硒探测器(aself-scanneda-Sedetector)用非晶硒做成的光导体直接将X射线转换成代表图像的电荷,后者可以用一个有源矩阵(ActiveMatrix)读取。非晶形硒层的下表面与有源矩阵接触,而其上表面接高压偏置电极,因而可以在非晶形硒层中形成电场。有源矩阵的每个像素由一个薄膜晶体管(TFT),一个像素电极和一个贮存电容构成。水平布置的门线每次打开一行TFT,使图像电荷从像素电极传输到垂直布置的数据线,再经数据线传到外部电荷放大器,最后由同轴电缆将放大了的并行信号转换成串行输出。与非晶形硅影像阵列比较,此方法不需要金属/荧光转换板,因此它是一种更直接的方法。
3.液体电离室编辑本段回目录
EPID性能参数编辑本段回目录
空间分辨率是反映系统分辨临近小物体的能力,与放射源大小、源--患者--探测器三者之间的几何关系以及显示矩阵有关。其它因素如屏厚、探测器和患者的运动也会有影晌。假设源强是宽度为σs的高斯分布,探测器象素大小是σd,放大因子M定义为源到探测器距离与源到等中心距离之比,则等中心位置的线散布函数(LinearSpreadFunction,简称LSF)可表示为
当Mopt=1+(σd/σs)2时,σLSF取最小值。