目的:分析心脏搏动对射波刀肺部动态追踪肿瘤位置不确定性的影响。方法:选取48例肿瘤位置距离心脏位置较近的患者，导出其肺部动态追踪系统采集的治疗过程中的肿瘤运动位置曲线。对导出的肿瘤运动位置曲线进行滤波分析，将<1 Hz的呼吸运动波形和>1 Hz的心脏搏动波形进行分离。依据患者的滤波结果，按是否存在>1 Hz的心脏搏动波形，将患者治疗追踪数据分为两组。依据治疗时追踪系统采集的X线影像数据，比较两组治疗分次之间的追踪误差。结果:对于准确建立心脏搏动模型的患者，身体左右、头脚和腹背方向，相关模型追踪误差分别为(1.45±0.99)、(0.46±0.21)、(0.70±0.54) mm；对于未准确建立心脏搏动模型的患者，身体左右、头脚和腹背方向的追踪误差分别为(1.52±1.17)、(0.63±0.37)、(1.07±0.62) mm。前者射波刀肺部动态追踪系统的追踪误差比后者在头脚、腹背方向分别减少28.34%、34.86%( P<0.05)。 结论:准确建立心脏搏动模型，射波刀肺部动态追踪系统的追踪精度将大幅提高。

目的:初步探究体表光学引导跟踪系统(OGTS)在肿瘤放射治疗应用中的追踪精度。方法:分为模体验证及临床验证，模体验证采用专用设备，利用OGTS记录光学标记点在反光球平台上从指定位置移动到目标位置的位移值，将该位移值与模体中固定距离比较，以计算系统的准确性与重复性。临床验证通过选取45例放疗患者进行OGTS跟踪准确性和重复性研究，其中头部、乳腺、直肠肿瘤患者各15例。每例患者均获取随机3个治疗分次下图像引导校正摆位前后图像引导定位系统(IGPS)和OGTS的值，分别记录每次误差校正的平移值。治疗前用IGPS修正患者摆位误差并获取相关数据，以IGPS校正平移误差的结果为金标准验证OGTS监测患者位置平移的准确性，计算综合平移偏差。结果:模体测量结果显示，跟踪准确性的综合平移偏差最大值为0.18 mm，跟踪重复性综合平移偏差的标准差为0.03 mm。临床试验结果统计显示，IGPS与OGTS追踪精度仅在头部 z方向上差异有统计学意义( t＝2.21， P<0.05)，而在头部其他方向及乳腺、直肠的3个平移方向差异均无统计学意义( P>0.05)。综合平移偏差分析表明，在头、乳腺、直肠分别为(0.91±0.62)、(1.64±1.30)和(1.52±1.29)mm，符合两者偏差≤2 mm的要求。 结论:OGTS操作简单、追踪精度较好，可辅助IGPS用于治疗中实时呼吸监测。

目的:设计并实现一种第6代射波刀(CK-M6)多叶光栅(MLC)模式的日常输出稳定性晨检方法。方法:将20 cm×20 cm×10 cm验证体模(Phantom)，经CT扫描后图像传入Precision计划系统，采用Fiducial追踪方式实现加速器输出前端与Phantom表面相对固定位置的高精度对准，设计10 cm×10 cm的MLC照射野且输出200 MU的晨检计划DailyCheck，进行重复性、灵敏度与准确度测量，并采用人工Fixed方式及研究所设计的DailyCheck方式对CK-M6进行1个月连续检测。结果:DailyCheck 10次重复性测量均值为492.28 pC，标准差为0.09，具有较好的稳定性；测量值对系统输出剂量呈线性响应，二者相关系数 R2>0.999；当Phantom相对加速器输出前端中心位置的左右/前后方向上具有2 mm位置偏差时，位置所引起的测量误差等效于1.24 MU的输出剂量偏差；采用人工Fixed方式及DailyCheck方式连续测量结果均在允许限值内，且二者具有较好的一致性。 结论:通过验证体模Fiducial追踪所建立的DailyCheck晨检方式能简便、快捷、精准的实现CK-M6系统MLC模式下输出剂量稳定性的日常检测，可广泛用于临床CK-M6系统的质量控制。

高度近视合并白内障患者数量日益增长，复明性白内障手术逐渐向屈光性白内障手术转变，良好的术后视力是高度近视白内障患者术后的目标。由于眼轴长度测量误差、术后有效晶状体位置变化和人工晶状体(IOL)计算公式选择不当等因素，高度近视白内障术后屈光预测准确性欠佳，严重影响患者视觉质量和满意度。随着IOL计算公式的不断发展，SRK/T和Holladay1等薄晶状体会聚公式中眼轴长度、角膜曲率等不断优化，以Barrett Universal Ⅱ公式为代表的厚晶状体会聚公式应用逐渐广泛，基于人工智能的Hill-RBF公式、基于光线追踪的Olsen公式和OKULIX软件以及结合多种理论的Kane公式和EVO公式等新型IOL计算公式陆续问世，白内障术后屈光预测有了更多的选择和保障。本文总结不同种类IOL计算公式的优化与进展，为提高高度近视白内障患者IOL度数计算的准确性提供更多的选择。

目的:探究支气管镜智能导航下植入可回收金标在射波刀同步呼吸追踪的可行性。方法:在充气状态下获取经反腐处理的生物猪肺CT影像，利用智能导航软件在左、右肺叶分别设计8例模拟肿瘤病灶位点。设置多痰支气管环境组4例和湿润支气管环境组4例，根据射波刀金标植入原则，将智能规划后的32个可回收金标经支气管植入到每个模拟肿瘤病灶周围。模拟呼气末状态，再次扫描生物猪肺获取植入的金标CT影像，并记录成功植入金标数。利用射波刀计划系统(Multiplan v4.6)设计8个可执行的Synchrony治疗计划，对模拟呼吸运动的生物猪肺进行施照，记录可追踪金标数。施照后通过支气管镜取回已植入的可回收金标，记录成功回收金标个数。提取射波刀log文件中的治疗数据进行追踪数据整理分析，统计整个治疗过程的平移修正偏差、旋转修正偏差以及刚性误差。结果:实验过程中没有出现可回收金标滑脱、掉落等情况。支气管镜智能导航引导下成功植入与取出可回收金标32个，植入成功率与回收成功率均为100%。射波刀施照过程中金标追踪率为100%，刚性误差均<5 mm，治疗后统计射波刀log文件数据，多痰支气管环境组与湿润支气管环境组在左右方向平移偏差、左右方向旋转偏差、俯仰方向旋转偏差的差异均无统计学意义( P>0.05)。多痰支气管环境组在前后方向平移偏差( Z＝－3.57, P<0.01)及头脚方向平移偏差( Z＝－2.53， P<0.05)稍高于湿润支气管环境组，而平旋方向旋转偏差( Z＝－3.88， P<0.01)及刚性误差( Z＝－3.32， P<0.01)均低于湿润支气管环境组。 结论:经支气管镜智能导航植入可回收金标技术可行，可回收金标在体模支气管内稳定性好，且射波刀追踪精度可满足临床要求，有较好的临床应用与教学应用前景。

目的:设计一种基于标记点的实时动态耳廓三维影像导板，并对其进行评价。方法:以1个商品化人头模型以及2019年8月于中国医学科学院整形外科医院招募的3名志愿者为研究对象，其中男性2名，女性1名，年龄24～27岁。运用ITK-SNAP 3.6.0和MeshLab软件(V 2016.12.23) 对3名志愿者的头颅CT图像进行三维重建，获得虚拟耳廓三维模型。通过人头模型论证标记点放置的最佳数量为3个，最佳位置为眉角、鼻尖及耳垂下点，利用这3个标记点将虚拟耳廓三维模型与对应的真实耳廓进行关联注册，通过投影仪将虚拟耳廓三维影像投射至对应的真实耳廓，红外线动态捕捉仪捕捉标记点位置变化对投射图像进行实时跟踪，通过计算注册后的重合误差率、跟踪过程中的重合误差率、投射图像变形率和追踪延迟度，评价实时动态耳廓三维影像导板的注册精准度、跟踪精准度、投射图像变形度及跟踪延迟度。结果:注册后平均重合误差率为2.5%(正常人双侧耳廓大小差距为2.7%)；在顺时针旋转30°内跟踪平均重合误差率小于2.7%；在顺时针旋转30°与逆时针15°范围内投射图像变形率小于2.6%，一定旋转角度范围内平均重合误差率和投射图像变形率小于2.7%，说明一定旋转角度范围内跟踪精准度高，投射图像变形度小，跟踪延迟时间均小于0.1 s，满足手术需求。结论:成功构建了基于标记点的实时动态耳廓三维影像导板，其注册精准度高、跟踪精准度高、投射图像变形度小、跟踪速度快，为将来其应用于临床耳廓再造术打下基础。

视觉行为学检测是视觉疾病动物模型鉴定的主要方法之一，目前主要通过虚拟操作系统(VOS)产生视觉刺激诱发动物模型产生视动反应(OMR)或视动反射(OKR)来进行测量。自动化VOS能够调节光栅条纹宽度、旋转速度、光照强度等参数控制监测装置的对比敏感度和空间频率阈值，并追踪OKR、OMR及OKR联合OMR运动。通过对巩膜搜索线圈法、角膜标记法、OMR-arena系统、OMR指数、阶梯测试协议等测量方法及评估指标的不断完善与优化，图形二维刺激升级为三维刺激，并引入计算机图像识别技术提取小鼠身体及头部轮廓，利用深度学习等计算机算法，分析并处理疾病小鼠视觉行为学数据，提高灵敏度，缩短测量时间，减少检测误差，增加数据精准度，从而获得更可靠的视功能评估结果，为青光眼、白内障、视网膜病变、遗传性眼病、视神经退行性病变等疾病研究提供有力的研究工具。本文主要从视觉检测方法和视力评估指标2个方面对现有自动化VOS在小鼠视觉疾病模型行为评估中的价值进行综述。

目的:提出一种基于光学体表追踪系统AlignRT联合开放式面罩的头部肿瘤无标记线全疗程摆位流程，评估摆位时间和重复摆位次数，并对比分析AlignRT与锥形束CT(cone beam CT，CBCT)两者之间摆位误差的差异、相关性和一致性。方法:回顾性分析33例132分次开放式面罩固定头部肿瘤患者摆位误差数据，全疗程放疗使用AlignRT引导无标记线摆位并以治疗计划系统中自动生成的外轮廓(Body)结构作为参考体表，结束摆位后分别获取AlignRT与CBCT两种系统的左右( x轴)、升降( y轴)、进出( z轴)、床旋转(Rtn)、进出倾斜(Pitch)和左右转动(Roll)6维方向摆位误差，并记录摆位时间与重复摆位次数。分别采用Wilcoxon和Spearman法分析两种系统摆位误差的差异和相关性；应用Bland-Altman法评估两者一致性。 结果:6维方向CBCT摆位误差均满足临床要求(线性方向范围－0.30~0.30 cm，旋转方向范围－2.0°~2.0°)，摆位时间为(98±31)s，重复摆位次数占比1.51%(2/132)。两种系统摆位误差除 x( Z＝－3.11， P＝0.002)、 y( Z＝－7.40， P<0.001)和Pitch( Z＝－4.48， P<0.001)外差异均无统计学意义。摆位误差除 z方向外， x( rs＝0.47， P<0.001)、 y( rs＝0.29， P＝0.001)、Rtn( rs＝0.47， P<0.001)、Pitch( rs＝0.28， P＝0.001)和Roll( rs＝0.45， P<0.001)均呈正相关。6维方向摆位误差95%一致性界限(95%LoA)分别为－0.12~0.09 cm、－0.07~0.17 cm、－0.19~0.20 cm、－1.0°~0.9°、－1.0°~1.5°和－0.9°~1.0°，95%一致性界限的95%可信区间(95% CI)分别为－0.14~0.11 cm、－0.09~0.19 cm、－0.23~0.23 cm、－1.2°~1.1°、－1.2°~1.7°和－1.0°~1.1°，均位于临床摆位误差容许范围之内。6维方向摆位误差差值3.41%(27/792<5%)在95% LoA之外。在95% LoA范围内，差值绝对值的最大值分别为0.12、0.16、0.19 cm、0.9°、1.5°和1.0°。 结论:基于AlignRT联合开放式面罩的头部肿瘤无标记线全疗程摆位流程，使AlignRT与CBCT摆位误差具有一定的相关性和一致性，摆位效率尚可，可应用于首次治疗，并实现治疗中实时监测提高安全性，具有临床应用价值。

康复机器人的控制策略既要适应不同运动功能水平的患者,又要提高患者康复训练的自主性,而现有的控制策略往往只考虑一个方面.该研究提出的自主自适应控制策略就同时解决了这2个问题.首先该控制策略根据人机协同运动过程中的轨迹追踪误差,切换到对应的工作模式(包括挑战、自由、助力和机器支配模式).其次,为了激发患者的自主性,将肌肉骨骼模型估算患者的主动力矩与系数的乘积作为机器输出力,系数根据工作模式可自适应变化.为了验证该策略的有效性,团队使用踝关节康复机器人完成了2名健康人和4名偏瘫患者的实验,实验结果表明,该控制策略能够自适应地根据患者的运动表现调整机器输出力,同时尽可能地鼓励患者自主完成动作任务.该控制策略在康复领域具有较高的应用价值.

光学体表监测技术(surface guided radiation therapy,SGRT)是一种在放射治疗过程中对患者进行连续体位监测的无辐射、无创性技术,通过先进的 3D光学表面定位及追踪技术,快速获取患者的体表轮廓信息,生成高精度的3D体表轮廓,可在放射治疗期间对患者进行实时监测,保证放射治疗的精准性.SGRT已广泛应用于乳腺、颅内、头颈和四肢等不同部位肿瘤的放射治疗中,其优势在于减少初始摆位误差、实时监测治疗过程,并与呼吸门控和深吸气屏气治疗技术相结合.SGRT还可通过减少锥形束CT的使用进而降低辐射剂量,提高患者应用固定装置的舒适性,提升临床工作效率和安全性等.本文阐述SGRT常用系统及其临床应用,并探讨其局限性和未来发展前景.