Page 81 - 《中国医疗器械杂志》2026年第1期

Chinese Journal of Medical Instrumentation 2026年 第50卷 第1期

临 床 医 学 工 程

positioning error, repeated positioning error, and cumulative positioning error), the time consumed by the
visual observation method and the machine vision analysis method was approximately 1, 10, 20 minutes and
1, 6, 10 minutes, respectively, indicating that the machine vision analysis method was more time-efficient.
Conclusion The automatic detection technology for radioactive source position accuracy based on machine
vision analysis can meet the requirements of brachytherapy machine quality control guidelines as well as the
needs of basic and complex quality control items. It has the advantages of time-saving, high stability, and
high automation, and serves as a practical technology integrating artificial intelligence with clinical medicine.
【Key words】 machine vision analysis, Canny edge detection operator, position accuracy, automation

0 引言 现主观错误。国内精度相对较高的是井型电离室
方法 ，其通过数学计算，精度可达到0.07 mm，
[11]
高剂量率近距离放疗是治疗宫颈癌、阴道癌等 驻留时间检测可精确到0.09 s，但是此方法只能测
妇科肿瘤的一种有效局部治疗手段 [1-3] 。随着时代 量某一点（1 255 mm）的到位精度，对于源累积到
的发展，放疗越来越精细化，近距离放疗时放射源 位精度的检测仍需进一步研究，对井型电离室屏蔽
位置精度的问题变得越来越受重视。TANDERUP 性要求较高，具有一定局限性且操作复杂。
等 的研究表明，在宫颈癌近距离放疗中，直肠和 近距离放疗机放射源是不断运动的物体，关于
[4]
膀胱对源到位精度最为敏感，每毫米驻留位置偏差 视频图像的运动目标检测方法有很多种，主要有
可引起 D 2cm 3剂量5%~6%的偏差，个别甚至可以达 3种：光流场法、背景差值法、图像差分法 [12-13] 。当
到7%。同样地，在宫颈癌近距离放疗中，当放射 摄像头保持不动时，可以认为视频序列图像中的背
源位置往脚侧方向有1 mm误差时，HRCTV的处方
景图像相对固定，此时的运动目标检测，就是当场
剂量包绕体积平均下降0.8%；有2 mm误差时，平
景中有新的目标进入或者有目标移动时，通过变化
均下降1.9%；有3 mm误差时，平均下降3.1%。王
检测算法检测到运动目标，再利用相关的目标分割
先良等 指出不同的施源器在不同的方向上有不同
[5]
方法把进入场景的运动目标从背景图像中分离出来。
的位置偏移，其假定偏移为2 mm，试图通过近距
这些方法主要用于智能交通领域，以实现运动车辆
离计划的鲁棒化优化来提升近距离放疗计划的鲁棒
检测、识别和跟踪。而在近距离放疗机质控中，放
性，但结论是鲁棒化优化不仅不能明显提升计划的 射源也是移动的目标，而且场景中仅包含质控尺和
鲁棒性，还会增加危及器官的 D 2cm 3，因此需要通 放射源，场景相对简单且固定，非常适合运动目标
过其他方式来减少近距离放疗中不确定性因素对剂 追踪算法。受此启发，本研究提出一种基于机器视
量的影响。以上临床研究数据表明，近距离放疗机 频分析算法的近距离放疗机质控新方法，通过提取
放射源驻留位置及计时器准确性对后装患者的疗效
视频图像信息检测放射源驻留位置及计时精度。
和安全性十分重要。
目前，国内针对后装近距离放疗机质控的研究 1 材料和方法
并不多。传统的源定位精度的检测方法通常采用胶
片方法，需要设计有若干固定间隔的驻留点并驻留 1.1 视频图像的获取
一定时间的计划，在夹有胶片的特定模体上执行， 研究对象为山东新华后装近距离放疗机，其使
将胶片曝光，胶片上灰度最大的点为源驻留位置， 用铱-192放射源，质控产品使用厂家配备的放射源
之后利用直尺测量出每2个驻留点间隔的最大偏 定位精度质控尺和普通智能手机，视频拍摄参数：
差，为源的定位精度 [6-9] 。胶片方法通常依靠人工观 分辨率4K，帧率30 fps，所用智能手机像素数为
察直尺判断定位精度，导致精度低（1 mm），而且 1200 万。质控方法按照国家癌症中心发布的NCC-
源本身长度为3.5 mm，曝光尺寸较大，以此找到源 RT 2019《后装治疗机的质量控制和质量保证》
中心同样容易引入人为因素干扰，使误差较大。也 （ 以下简称“指南”）要求执行。
有人利用专用源到位精度检测尺进行检测，用摄像 （ 1）放射源定位位置误差：∆P = P －P ，P m
1
m
s
[10]
头观察源在尺子中的到位情况 ，源驻留时间检测 为观测位置，在本研究中由算法分析得出；P 为设
s
通常采用秒表，用摄像头观察源的驻留时长，这种 定位置，本研究设定为放射源最大距离85 cm。执
方法能满足近距离放疗机质控的基本要求，但是会 行第一通道，在第一个驻留点即85 cm处停留时间
引入人为读秒表和观察视频的主观误差，尤其在处 T 设置为10 s，录视频1。
s1
理多点重复误差和累积误差时，用时较长且容易出 （ 2）放射源重复定位误差：本研究选定放射
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