一种EPID灰度-注量标定方法、介质和设备

技术领域

本发明涉及放射治疗、工业无损检测等核能与核技术应用领域，特别是一种EPID灰度-注量标定方法、介质和设备。

背景技术

EPID接受射线照射生成灰度图像，基于灰度图像可以对辐射源、介质进行重建和分析，已广泛应用于放射治疗剂量监测、放射治疗定位摆位、工业无损检测、医学影像重建等领域。由于EPID表面存在散射的影响，直接基于EPID灰度图像反推辐射源的注量时，会产生一定的偏差，导致生成的源强不准确，需要对EPID表面散射进行建模，才能够为辐射源、介质重建提供精确的输入信息，因此研究EPID的灰度-注量标定方法，对放射治疗监测、工业检测、放射治疗定位摆位、医学影像重建等具有重要意义。

目前EPID灰度-注量标定一般采用直接计算和人工调参方式，通过手工设定的模型参数，计算出每一点对注量的贡献得到灰度图，然后与采集到的灰度图对比，通过不断尝试获取建模者认为比较好的模型参数，该方法计算量巨大、且人工调参使得EPID灰度-注量标定过程时间长、标定结果质量无法保证，因此有必要发展一种使用优化快速标定EPID的方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种快速的EPID灰度-注量标定方法、介质和设备，以解决放射治疗剂量监测、工业无损检测、医学影像重建等领域需要对EPID灰度-注量标定的问题。

技术方案：本发明所述的一种EPID灰度-注量标定方法，包括以下步骤：

(1)将射线源开一定大小的射野，以一定的MU对EPID进行照射，采集形成灰度图像；

(2)对步骤(1)采集的灰度图像进行平滑处理，获得平滑后的灰度图像，根据平滑后的灰度图像，计算其中心像素灰度的平均值，根据其对应的MU值确定射野影像灰度与注量的转换因子；

(3)根据相似三角形原理，由射线源的射野大小和射线源到EPID的距离计算出EPID表面注量；

(4)基于EPID表面注量和卷积核计算得到EPID上灰度图像，将计算出的灰度图和采集到的灰度图的均值差绝对值作为优化目标，通过优化算法得到EPID标定模型参数。

所述步骤(1)具体为：

(1.1)设置射线源的开口大小和出束量MU；

(1.2)对EPID进行照射；

(1.3)采集射野影像装置上生成的灰度图像。

所述步骤(2)具体为：

(2.1)对采集到的灰度图像进行平滑处理；

(2.2)计算出灰度图像中心区域的平均灰度值；

(2.3)根据中心区域的平均灰度值和MU值，计算出射野影像灰度与注量的转换因子。

所述步骤(4)具体为：

(4.1)根据卷积核表达式，计算出当前解下的卷积核

(4.2)根据公式

(4.3)以Gray

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的EPID灰度-注量标定方法。

一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的EPID灰度-注量标定方法。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：1、本发明基于卷积和优化方法，可以快速得到精确的标定参数，提高了EPID灰度-注量标定的效率；2、本发明解决了传统方式通过直接计算和人工调参存在的标定过程慢、效率低且结果质量无法保证等问题。

附图说明

图1为一种EPID灰度-注量标定方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

实施例1：

如图1所示，一种EPID灰度-注量标定方法，包括以下步骤：

(1)将射线源开一定大小的射野，以一定的MU对EPID进行照射，采集形成灰度图像。

(1.1)设置射野影像装置标准；将SSD设置为100cm，SID设置成160cm，加速器开10cm×10cm射野照射，照射强度为50MU；

(1.2)源于射野影像装置之间不放置任何介质，对EPID进行照射；

(1.3)采集射野影像装置上生成的灰度图像。

(2)对步骤(1)采集的灰度图像进行平滑处理，获得平滑后的灰度图像，根据平滑后的灰度图像，计算其中心像素灰度的平均值，测量灰度图像和对应的MU值确定射野影像灰度与注量的转换因子。

(2.1)对图像进行高斯平滑处理；

(2.2)计算出灰度图像中心10*10个像素点的平均灰度值；

(2.3)根据灰度图像中心的平均灰度值和该射野的MU计算出射野影像灰度与注量的转换因子。

(3)根据相似三角形原理，由射线源的射野大小和射线源到EPID的距离计算出EPID表面注量。

由射线源和EPID的位置参数，计算得EPID表面中心16cm×16cm区域通量为1。

(4)基于EPID表面注量和卷积核计算得到EPID上灰度图像，将计算出的灰度图和采集到的剂量图的均值差绝对值作为优化目标，通过优化算法得到EPID标定模型参数。

(4.1)根据卷积核表达式，计算出当前解下的卷积核

(4.2)根据公式

(4.3)以Gray

实施例2：

一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的EPID灰度-注量标定方法。

实施例3：

一种计算机设备，包括储存器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的EPID灰度-注量标定方法。