目的:探究人体不同部位的体表轮廓对Catalyst HD体表光学系统引导放疗摆位的影响。方法:采用3D打印技术打印出底角5°~ 45°(步长为5°)的圆模型和椭圆模型，模拟患者不同部位的体表轮廓。使用Catalyst HD进行监测，调节其增益及积分时间。手动移动治疗床(－5 ~ 5 mm，步长为2 mm)，记录所有模型的横纵比，及其在横向和纵向放置下腹背(AP)、头脚(SI)、左右(LR)3个方向的床值误差及Catalyst HD监测的摆位误差。将Catalyst HD增益、积分时间与不同体表轮廓的模型进行关联性分析，比较两种不同放置方式下的摆位误差，分析Catalyst HD监测值与床值的相关性。结果:Catalyst HD监测时所需增益和积分时间对数呈显著线性负相关，斜率为－0.001，截距与模型横纵比存在一定函数关系。相同增益下积分时间随模型底边角度的增大而减小。模型在不同放置条件下Catalyst HD监测精度存在差异( Z ＝ －8.59 ~ －0.02, P < 0.05)，横向放置时LR和AP方向监测精度更高。Catalyst HD监测值与真实床值的相关性，在LR和SI方向随模型底边角度增加而增大，≥25°时呈强相关；AP方向均相关性显著( R >0.9)。 结论:Catalyst HD系统获取最佳表面影像时，增益、积分时间和患者体表轮廓存在关联。Catalyst HD监测在AP方向精度高，当体表轮廓横纵比≤2或底边角度≥25°时在所有方向均存在较高的准确性。

目的:比较开放式面罩联合光学表面监测系统(OSMS)引导摆位与闭合式面罩联合激光灯＋面罩标记引导摆位之间的平移和旋转方向误差，评估开放式面罩联合OSMS引导摆位方式在脑转移瘤大分割立体定向放射治疗(HSRT)的应用优势，并计算脑转移瘤患者在不同固定设备与摆位方式下计划靶区体积(PTV)的外放边界。方法:回顾性分析55例脑转移瘤患者HSRT的摆位数据，根据固定设备和摆位引导方式的不同，分为OSMS联合开放式面罩组(A组)、头颈肩封闭式面罩＋发泡胶组(B1组)和头颈肩封闭式面罩＋头枕组(B2组)。A组利用OSMS自动移床功能引导摆位，B1组和B2组利用激光灯＋面罩标记引导摆位。3组均通过锥形束CT(CBCT)骨性配准得到六维方向( x轴、 y轴、 z轴、 x轴旋转、 y轴旋转、 z轴旋转)摆位误差，并根据van Herk公式计算计划靶区的外放边界。 结果:共采集CBCT配准数据288套，其中A组六维方向摆位误差和3D矢量误差均最小，分别为(0.47±0.33)、(0.49±0.31)、(0.44±0.31)mm，(0.42±0.32)°、(0.48±0.31)°、(0.42±0.22)°和(0.90±0.39)mm；除 z轴旋转方向A组与B1组差异无统计学意义外( P>0.05)，其余方向与B1组和B2组比较，差异均有统计学意义( P<0.05)；且A组无平移方向≥2 mm，旋转方向≥2°的摆位误差。B1组 y轴、 z轴、 z轴旋转方向及3D矢量误差均显著小于B2组，且差异有统计学意义( P<0.05)。A组3个方向PTV外放边界分别为1.32、1.19和1.22 mm，均小于另外两组。 结论:脑转移瘤HSRT中，与头颈肩封闭式面罩联合激光灯＋面罩标记引导摆位相比，应用开放式面罩联合OSMS引导摆位，可明显提高六维方向摆位精度，降低重复摆位率，减小PTV外放边界，具有临床应用价值。

目的:探究表面光学系统Catalyst对不同肤色的灵敏度，以评估肤色对Catalyst引导放疗摆位的影响。方法:应用肤色色卡依次粘贴于放疗质控模型，模拟患者摆位。首次监测时常规摆位(室内激光+放疗质控模型标记)后用Catalyst获取色卡影像，并将其作为参考影像；非首次时常规摆位后手动移治疗床(-5~5 mm，步长为2 mm)，利用Catalyst监测摆位。记录不同肤色在腹背(AP)、头脚(SI)、左右(LR)方向床值误差及Catalyst监测的摆位误差。结果:Catalyst监测时所需增益和积分时间参数随肤色加深而递增，积分时间对数与增益呈线性负相关( R2>0.9)。不同肤色与最浅色(1Y01SP)色差值ΔE≤189时，床值误差与Catalyst摆位误差相关(R SI>0.5，R LR>0.5，R AP>0.9)，Catalyst监测快速、稳定；当218<ΔE≤253时，LR方向无显著相关(R LR<0.3)，Catalyst监测稳定；当254≤ΔE≤285时，Catalyst监测不稳定；当ΔE>318时，Catalyst无法监测到该肤色。 结论:Catalyst影像采集的增益和积分时间参数与肤色有相关性。在特定肤色区间内Catalyst可准确监测。

目的:建立本单位应用光学表面监测系统(OSMS)门控技术在左侧乳腺癌深吸气屏气(DIBH)放疗的基本流程，比较应用OSMS与CBCT确定左侧乳腺癌DIBH放疗摆位误差的一致性。方法:20例左侧乳腺癌患者采用DIBH方法治疗，OSMS与模拟定位DIBH体表外轮廓配准，CBCT扫描与模拟定位CT配准各记录得到误差数据，数据包括左右( x)、上下( y)、前后( z)方向平移误差和旋转误差 Rx、 Ry、 Rz。采用 Pearson法分析两者相关性， Bland- Altman法检验两者一致性。 结果:两种方法呈正相关， x、 y、 z方向平移误差以及 Rx、 Ry、R z方向旋转误差的相关系数分别为0.84、0.74、0.84、0.65、0.41、0.54( P<0.01)，95% CI值分别为－0.37～0.42 cm、－0.39～0.41 cm、－0.29～0.49cm和－2.9°～1.4°、－2.6°～1.4°、－2.4°～2.5°，均<5mm和3°。20例左侧乳腺癌DIBH放疗患者系统误差<0.18cm，随机误差<0.24cm。 结论:左侧乳腺癌DIBH放疗中应用OSMS与CBCT两种方式确定与模拟定位状态误差具有一致性，CBCT图像引导基础上使用无辐射的OSMS验证位置信息是安全可靠的。

目的:使用光学相干层析成像（OCT）观察不同方法处理牙本质后牙本质-树脂粘接界面的表现差异。方法:选取20颗因治疗需要拔除的人前磨牙，去除牙齿冠方1/3暴露牙本质，随机分为A、B、C、D共4组，每组5颗牙。于各组牙齿牙本质表面涂抹粘接剂并光固化后，保持A组及C组牙齿表面干燥条件下树脂粘接。于B组及D组牙齿牙本质表面喷洒水雾模拟唾液污染后树脂粘接。在牙本质树脂粘接后使用OCT对样本扫描成像。结果:牙本质-树脂粘接界面缺陷在OCT图像上显示为显著高亮度影像，与周围正常组织及粘接区域分界清晰。无论是在激光蚀刻后或是酸蚀剂蚀刻后，干燥条件下的树脂粘接并不能完全杜绝牙本质-树脂粘接界面缺陷的发生，水汽污染条件下树脂粘接后的粘接界面缺陷更加明显。结论:OCT系统在牙本质树脂粘接过程中可对牙本质及牙本质-树脂粘接界面进行有效监测，能准确显示牙本质-树脂粘接界面缺陷，具有作为临床治疗过程实时监测系统的潜力。相比于激光蚀刻技术，磷酸酸蚀剂蚀刻操作简便，且能减少干燥或污染状态下牙本质-树脂粘接界面缺陷的发生。

目的:评价视觉反馈呼吸训练模块在左侧乳腺癌深吸气屏气放射治疗中的应用。方法:30例左侧乳腺癌保乳术后拟行全乳放疗患者经宣教培训后全部符合深吸气屏气要求，使用主动呼吸控制设备控制屏气状态行CT定位。将其随机分为使用(A组)和未使用(B组)视觉反馈呼吸训练方法两组各15例。A组使用光学体表监测系统的视觉反馈呼吸训练模块实现，B组使用音频互动方法指导患者屏气。通过分析光学体表实时治疗数据，比较两组患者不同治疗分次间呼吸的可重复性以及一个分次内多次屏气的稳定性，两组患者完成治疗所需屏气次数以及治疗时间。使用GraphPad Prism 6.0软件进行数据处理和作图，使用SPSS 21.0软件进行均值分析和正态性检验。结果:视觉反馈呼吸训练方法使患者的可重复性从1.5　mm降至0.7 mm ( P<0.05)，稳定性从1.1 mm降至0.8 mm ( P<0.05)，治疗所需屏气次数平均从4.6次降至2.4次( P<0.05)，平均出束时间和总治疗时间分别从336　s和847　s降至235　s和602　s ( P<0.05)。 结论:基于视觉反馈的呼吸训练模块可以提高左侧乳腺癌深吸气屏气放疗的可重复性和稳定性，有效减少憋气次数和治疗时间。

目的:建立光学表面监测系统(OSMS)在头部无框架立体定向放射外科(SRS)和立体定向放射治疗(SRT)中应用的基本流程，评价OSMS在头部模体和应用Q-Fix开孔面罩固定的头部SRT患者中，分次内实时监测位置误差的精确性和有效性。方法:通过头部SRS仿真模体OSMS的监测位移与Edge六维床预设位移的偏差，评估OSMS实时监测运动偏差，及在治疗床非零角度和其中一组摄像头被加速器旋转机架遮挡的情况下，OSMS监测头部运动的能力。同时本研究选取10例50分次接受头部无框架SRT治疗的患者，所有患者经Q-Fix开孔面罩固定并整个治疗分次内应用OSMS监控，通过分析离线日志文件获得OSMS实时监测的分次内误差；患者治疗后行锥形束CT(CBCT)扫描，获得六维度误差作为CBCT验证的分次内误差。结果:模体研究中，OSMS监测偏差与预设位移在六维度方向均有较强相关性；治疗床与机架0°时，OSMS探测的平移方向和旋转角度的三维矢量偏差分别为(0.28±0.10) mm和(0.15±0.09)°；有一组摄像头被遮挡的情况下，平移和旋转方向的三维矢量偏差分别为(0.35±0.13) mm和(0.17±0.09)°；床非0°时OSMS监测偏差值均大于床0°偏差值，床270°时三维矢量偏差最大，分别为平移方向(0.69±0.19)mm和旋转角度(0.32±0.12)°。在Q-fix开孔面罩固定的SRT患者中，OSMS与CBCT监测的分次内运动幅度差异较小，平移方向三维矢量偏差分别为(0.40±0.26)mm和(0.29±0.10)mm；旋转方向三维矢量偏差分别为(0.33±0.20)°和(0.26±0.08)°。结论:OSMS是一种有效的光学引导放射治疗工具，OSMS的分次内实时运动监测功能具有亚毫米级精度，可以实现分次内误差的精确监控。为保障无框架头部SRS/SRT治疗精确实施，有必要联合OSMS进行分次内位置监控。

目的:评估基于多深度相机的三维重建技术用于放射治疗患者日常定位的可行性。方法:使用3个Intel RealSense D435i相机，经过感兴趣区域提取、滤波、配准、拼接等过程，实时融合点云，重建患者的真实光学3D表面。重建后的表面与定位CT体表外轮廓配准以完成定位。本文使用多个模体验证系统可行性，以及头颈部患者5例、胸部患者10例、骨盆部患者5例验证临床可行性。采用配对 t检验分析各组数据。 结果:系统运行时间为0.475 s，可达到临床上实时监测要求。模体实验中配准六维误差分别为左右（1.00±0.74）mm、头脚（1.69±0.69）mm、腹背（1.36±0.87）mm、偏转角0.15°±0.14°、俯仰角0.25°±0.20°、翻滚角0.13°±0.13°。在实际患者摆位中平均摆位误差为左右（0.77±0.51）mm、头脚（1.24±0.67）mm、腹背（0.94±0.76）mm、偏转角0.61°±0.41°、俯仰角0.69°±0.55°、翻滚角0.52°±0.35°，平移误差在2.8 mm以内，其中骨盆区域摆位误差最大。结论:多深度相机实时三维重建技术适用于放疗患者定位，该方法定位准确，可检测患者位置的微小移动，满足放疗要求。

目的:评估光学表面成像（OSI）系统立体定向放射外科（SRS）算法在非共面放疗中的精确性和稳定性。方法:在治疗床不同公转角度下使用三套OSI系统对模体重复测量，分析OSI对模体成像的精确性和稳定性。随机选取7例行单中心非共面放疗的多发脑转移瘤患者，分析OSI用于患者成像的精确性和稳定性。稳定性定义为以0°锥形线束CT（CBCT）为“金标准”，治疗床从0°转到非零角度，再转回0°时，前后两次OSI测量的差值。精确性定义为OSI与CBCT（治疗床0°时）测量数据的差异。符合正态分布的计量资料以 xˉ±s描述，不符合正态分布采用 M（ Q）方式描述；前者差异比较用单因素方差分析，后者用Kruskal-Wallis H非参数检验分析。 结果:对于非共面，模体和患者的平移精度分别为≤ 1.30 mm 和≤1.00 mm，旋转精度分别为≤0.50°和≤0.60°，平移误差均主要出现在左右和头脚方向。在稳定性方面，模体平移和旋转的最大标准差分别为0.06 mm和0.06°，患者平移和旋转的最大标准差分别为0.17 mm和0.19°。结论:新型SRS算法虽对非共面的精度有所改善，但仍不能满足颅内多靶点单中心非共面放疗的精确要求，特别是在左右和头脚方向。对于非共面角度较大时，不建议将其用于图像引导，但其稳定性高可用于监测患者的分次内运动。

目的:探讨光学表面监测系统（OSMS）容积漫游技术（VRT）体表影像在胸部肿瘤调强放疗中的应用价值。方法:回顾性病例系列研究。回顾性分析2021年9月至2022年10月华中科技大学同济医学院附属同济医院收治的65例行调强放疗的胸部肿瘤患者的临床资料。患者首次治疗行锥形束CT（CBCT）扫描并校正后利用OSMS获取VRT体表影像，后续治疗以VRT影像为基准，利用OSMS的六维床自动移动功能摆位，记录六维方向移床值，再行CBCT扫描并记录左右方向（X轴）、头脚方向（Y轴）和腹背方向（Z轴）平移误差和旋转误差。六维自动移床校正后，再记录此时的医学数字成像和通信（DICOM）体表影像实时δ（RTD）值，并获取新的VRT影像。CBCT配准误差值为VRT影像引导摆位误差，CBCT配准误差值与移床移动值之和为体表标记线引导摆位误差，CBCT配准误差值与记录的DICOM影像的RTD值之和为DICOM影像引导摆位的理论误差。对比分析VRT影像与体表标记线、DICOM影像引导摆位的优劣。结果:65例患者包括男性42例，女性23例；年龄[ M（ Q1， Q3）]58岁（51岁，64岁）。VRT影像引导摆位在X、Y、Z轴上的线性误差[ M（ Q1， Q3）]分别为0.6 mm（0.3 mm，1.2 mm）、1.2 mm（0.5 mm，2.4 mm）、1.1 mm（0.5 mm，1.9 mm），旋转误差分别为0.4°（0.1°，0.7°）、0.4°（0.1°，0.6°）、0.4°（0.2°，0.6°）；标记线引导摆位的线性误差分别为1.6 mm（0.9 mm，2.6 mm）、2.2 mm（1.1 mm，3.8 mm）、1.0 mm（0.4 mm，1.8 mm），旋转误差分别为0.7°（0.3°，1.2°）、0.5°（0.2°，0.8°）、0.5°（0.2°，0.8°）；DICOM影像引导摆位的线性误差分别为1.1 mm（0.6 mm，1.9 mm）、2.1 mm（1.0 mm，3.4 mm）、1.3 mm（0.6 mm，3.1 mm），旋转误差分别为0.6°（0.2°，1.1°）、0.7°（0.3°，1.1°）、0.7°（0.2°，1.1°）。与标记线引导摆位相比，除Z轴线性误差（ P＝0.218）外，VRT影像引导摆位其余误差均低（均 P<0.001）；与DICOM影像引导摆位比较，VRT影像引导摆位X、Y、Z轴线性误差和旋转误差均低（均 P<0.01）。 结论:VRT影像引导摆位优于传统的体表标记摆位和DICOM影像摆位，OSMS VRT体表影像可有效提高胸部肿瘤调强放疗的摆位精度和稳定性，减少摆位误差。