CT-SIM的一种新型激光灯定位装置的设计研究

　　0 引言

　　精确放射治疗的最终目的是追求肿瘤的高剂量照射，并使周围正常组织或重要器官少受照射甚至不受照射。 这对于放射治疗各个环节的精度要求都是非常严格的，CT 模拟定位系统为了满足精准度要求，应用了现代先进的计算机技术以及图形影像学技术，综合了部分影像系统、计划设计系统和传统X 光模拟机的功能， 可以完成为治疗计划系统提供高质量的横断面 CT 影像资料、 辅助临床医生精确勾画肿瘤靶区及危险器官轮廓、帮助计划系统进行组织不均匀性校正[1]等一些强大功能。不仅提高了剂量计算的准确性，而且还能将计划设计的照射野三维空间分布结果重叠在CT 重建的病人解剖资料之上，并在相应的激光定位系统的辅助下， 实现对治疗条件的虚拟模拟[2]。 CT 模拟定位系统以其强大的功能，已成为现代放射治疗技术中不可分割的一部分[3]。

　　本着提高精确度、完善定位功能的原则， 本文设计了一种新型实用的激光灯定位装置及其控制电路，可精准地完成等中心点的位置标定任务。该系统具有结构简单、响应迅速、定位准确、控制方便等多方面优点，能高效地保证CT 模拟定位系统的精确度， 对于保证整个放射治疗过程的精准性，降低正常组织的所受剂量，提高病人的生存质量具有十分重要意义。

　　1 CT-SIM 激光灯定位装置的结构

　　激光灯定位装置的结构设计对于确保高精准度定位功能的影响是至关重要的。 本文采用的是经典的三个独立支架式的激光灯结构。 这种设计结构比较简单且具有较强的灵活性。 激光灯的定位装置的整体安装， 如图 1所示。 整个激光灯定位系统由一个顶灯和两个侧灯组成。 顶灯安装在天花板上， 投射出两条激光束： 其中投射到人体上沿身高方向的激光束称为矢状激光束; 射到人体上垂直于身高方向的激光束称之为横断激光束。另外的两个侧灯对称地安装在 CT 床的两侧， 分别投射出两条投射到人体左右侧面的激光束称为冠状激光束。这四条激光束通过机械传动机构在对应的方向运动，使之投射的激光线可以在人体表面上标示出肿瘤等中心点的置。近几年，有些厂家设计了龙门架式激光灯定位系统的结构，即用一个龙门架结构将三个方位上的激光灯都安装在一起。 这种结构虽然能在安装过程中能简化一些校准过程[5]， 但是其限制了横切激光线的自由度， 故不能满足激光灯定位系统定位所需的灵活性要求。

　　2 装置的机械结构设计

　　为了达到精确定位的目的， 整个激光灯定位系统所要达到的参数要求如下： 两侧灯激光束垂直升降移动距离可行 700mm 以上， 顶灯激光束水平移动距离可行600mm 以上， 等中心的调整精度为 0.1mm， 光束定位速度 0.2~100mm/s[7]。