探究乳腺癌调强放射治疗影像引导锥形束CT（Cone-beam CT，CBCT）匹配区域的选择对靶区精度的影响，为临床应用提供参考。回顾性分析2020年1月至10月乳腺癌保乳术后行放疗患者22名，比较入组病例不同匹配框对靶区匹配精度的影响，设置胸骨组（对照组1）、胸椎组（对照组2）与胸骨胸椎+靶区组（研究组）3种不同匹配区域进行配准，每组测量记录匹配误差、CBCT与定位CT靶区术腔边界金属夹位移数据。共获得匹配误差与靶区金属夹位移数据各528组，对所得数据采用独立样本非参数检验分析并计算3组金属夹的3D矢量距离。胸骨组与研究组匹配误差除旋转误差X轴方向差异有统计学意义，其余方向差异均无统计学意义（p>0.05），胸椎组与研究组的匹配误差均无统计学意义（p>0.05）。胸骨组与研究组靶区金属夹在X、Y、Z三个方向位移分别为：（1.59±1.61）mm与（1.23±1.19）mm（p=0.045）、（1.65±1.44）mm与（1.89±1.52）mm（p =0.006）、（1.13±1.18）mm与（1.37±1.31）mm（p=0.999）；胸椎组与研究组靶区金属夹在X、Y、Z三个方向的位移分别为：（1.51±1.83）mm与（1.23±1.19）mm（p =0.002）、（1.69±1.84）mm与（1.89±1.52）mm（p<0.001）、（0.91±1.28）mm与（1.37±1.31）mm（p=0.003）。三组靶区金属夹3D矢量距离分别为：（3.16±1.92）mm、（3.62±1.92）mm、（2.52±1.53）mm。乳腺癌调强放疗CBCT自动配准最佳匹配区域应包括胸骨、胸椎与患侧靶区，术腔放置金属夹能提高乳腺癌放疗靶区匹配精准度。
乳腺肿瘤/调强放射疗法 摆位误差 CBCT匹配区域 自动配准 Breast tumor/intensity modulated radiotherapy Position error Matching reference points Automatic registration 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(6): 060301
分析不同硅胶补偿方式对乳腺癌根治术后调强放射治疗计划剂量学的影响；应用Oncentra 4.1放射治疗计划系统对38例乳腺癌根治术后患者设计三组放射治疗计划，分别为全程垫5 mm（5 mm_all）、半程垫5 mm（5 mm_half）、半程垫10 mm（10 mm_half）硅胶计划，处方剂量为50 Gy/25 次（2 Gy/次），其中半程计划前15次垫硅胶，后10次不垫硅胶，三组计划设置相同的照射野及目标函数，采用逆向调强进行优化，比较靶区、皮肤及危及器官的剂量学差异，正常组织并发症概率（Normal tissue complication probability NTCP）差异；5 mm_all计划所得CTV的D2、D50、V90、V95、V115均优于其他两组所得且D50、V90有显著的统计学差异（p<0.05）；PTV的D2、D50、D95、D98、Dmax、V90、V95、V115、均匀性指数（HI）及适形度指数（CI）均优于其他两组所得，且D50、D95、D98、V90、V95及HI均有显著的统计学差异（p<0.05）；5 mm_all所得食管的V45、心脏的V30、V40、Dmax，肱骨头的V50、Dmax、Dmean，左肺的V20、V30、Dmax，甲状腺的Dmax、Dmean，气管的Dmean均小于其他组所得，但无显著的统计学差异，5 mm_all所得皮肤的V40、V45、V50、Dmean均优于其他组所得，且均有显著的统计学差异（p<0.05），高剂量区V55及热点Dmax均低于其他组计划所得，三组计划总的机器调数（MU）有显著的统计学差异（p<0.05）且5 mm_all组总MU最低；5 mm_all组计划NTCP略优于其他组且有显著的统计学差异（p<0.05）；在乳腺癌根治术后放射治疗计划设计中，全程垫5 mm硅胶能提高皮肤及靶区的剂量，提高靶区的均匀性指数和适形度指数，减少靶区及皮肤的高剂量区和热点，降低危及器官的受量，而且大幅度地减小治疗总MU减轻加速器负荷，缩短了治疗时间；同时，通过生物学模型的计算可知降低NTCP。
乳腺癌 根治术调强放射治疗 硅胶 剂量学差异分析 Breast Post-mastectomy intensity modulated radiotherapy Bolus Dosimetric difference analysis 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(3): 030307
1 福建医科大学附属福州市第一医院福州 350000
2 福建省妇幼保健院福州 350005
3 中山大学附属第三医院广州 510630
乳腺癌放疗误差主要由摆位误差和呼吸运动组成，通过准确测量摆位误差为乳腺癌计划靶区体积（PTV）外扩范围提供临床参考依据，提高治疗精度。测量2021年6月至10月采用发泡胶固定的31例乳腺癌患者的摆位误差。每一例患者在治疗前三次以及治疗后的每周进行一次锥形束CT（CBCT）扫描，将获取的CBCT图像与治疗计划CT进行骨性配准，并记录配准结果得到摆位误差值，分析摆位误差，并据此计算PTV外放边界的大小。结果显示：31例患者共行131次CBCT扫描，X（左右）、Y（头脚）和Z（腹背）方向的系统误差和随机误差的标准差分别是1.40 mm和0.67 mm、1.89 mm和0.56 mm、1.68 mm和1.16 mm；摆位误差的绝对值最大分别为4.9 mm、6.4 mm、8.7 mm；5.0 mm内误差在X、Y、Z方向分别占100%、98.47%、93.89%；X、Y、Z方向摆位误差小于3 mm的发生率分别为88.55%、79.39%、75.57%。经公式计算，得到本科室治疗乳腺癌临床靶区体积（CTV）到PTV外扩理论边界三个方向分别为3.98 mm、5.11 mm、5.02 mm。结果提示：发泡胶固定的乳腺癌调强放疗中，基于经验PTV外放边界的大小不能准确反映实际的摆位误差，需要基于CBCT测量和分析摆位误差、计算PTV外扩边界、指导临床靶区勾画范围具有实际的临床意义。
乳腺癌 发泡胶 调强放射治疗 摆位误差 外扩边界 Breast cancer Styrofoam Intensity modulated radiotherapy Setup error Extended boundary 辐射研究与辐射工艺学报
2022, 40(5): 050302
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
为实现低成本、长距离的高精度分布式温度测量, 提升分布式喇曼光纤温度传感器(RDTS)系统的性价比, 提出了一种基于强度调制型啁啾脉冲压缩技术的新型RDTS系统, 描述了新型系统的结构及相应信号调制/解调方法, 并通过实验验证了系统性能。实验结果表明: 所提出的新型RDTS系统在35 km的传感距离获得了1.6 m的空间分辨率和1.8 ℃的温度分辨率, 解决了传统RDTS系统中空间分辨率与温度分辨率相互制约的问题。
强度调制 脉冲压缩技术 分布式喇曼光纤温度传感器 intensity modulated pulse compression technique Raman distributed temperature sensor
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Mechanics, University of Aveiro, 3810-193 Aveiro, Portugal
2 Faculty of Sciences, University of Porto, Rua do Campo Alegre, 687, 4150-179, Porto, Portugal
Fiber optic sensors have a set of properties that make them very attractive in biomechanics. However, they remain unknown to many who work in the field. Some possible causes are scarce information, few research groups using them in a routine basis, and even fewer companies offering turnkey and affordable solutions. Nevertheless, as optical fibers revolutionize the way of carrying data in telecommunications, a similar trend is detectable in the world of sensing. The present review aims to describe the most relevant contributions of fiber sensing in biomechanics since their introduction, from 1960s to the present, focusing on intensity-based configurations. An effort has been made to identify key researchers, research and development (R&D) groups and main applications.
Biomechanics fiber optic sensors intensity-modulated sensors Photonic Sensors
2012, 2(4): 315
Author Affiliations
Abstract
Institute of Optoelectronic Technology, College of Optical & Electronic Technology, China Jiliang University, Hangzhou, 310018, China
Intensity-modulated fiber Bragg grating (FBG) sensors, compared with normal wavelength-encoding FBG sensors, can reduce the cost of sensor system significantly by using cost-efficient optical power detection devices, instead of expensive wavelength measurement instruments. Chirped-FBG (CFBG) based intensity-modulated sensors show potential applications in various sensing areas due to their many advantages, including inherent independence of temperature, high measurement speed, and low cost, in addition to the merits of all fiber-optic sensors. This paper theoretically studies the sensing principle of CFBG-based intensity-modulated sensors and briefly reviews their recent progress in measurement of displacement, acceleration, and tilt angle.
Optical fiber sensors fiber Bragg gratings intensity-modulated sensors Photonic Sensors
2011, 1(3): 251
1 上海理工大学出版印刷与艺术设计学院， 上海 200093
2 堪萨斯大学机械工程学院， 劳伦斯， 堪萨斯 66045
3 中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
分析了强度调制的连续激光激发的光声信号形成过程以及调制脉宽对光声信号强度的影响，发现随着调制方波脉宽的增加，生物组织吸收的光功率增加，光声信号幅值增加。研究了调制脉宽对光声成像技术轴向分辨率的影响，发现随着调制方波脉宽宽度的增加，光声信号的脉宽增加，其轴向分辨率变差。在理论研究的基础上进行了实验验证，通过方波调制的激光二极管的出射激光激发生物组织获取声信号。在激光二极管出射光功率提高受限的条件下，通过增加作用在生物组织上的光功率密度获取高分辨率、高信噪比的光声图像。对强度调制连续激光激发的光声成像技术的研究能够为光声成像技术提供一种低成本、便携式的设备，为进一步研究提供参考。
激光光学 连续激光 强度调制 光声成像 脉宽 调制方波 中国激光
2011, 38(11): 1104002
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院， 北京 100191
利用反射式强度调制型光纤传感器进行间隔固体介质的声波隔体探测，研制了光纤传感声探测装置，重点从光强调制、振动提取和拾振耦合三个方面研究了在声波隔体探测过程中的振动传递机理，对振动传递过程进行了分析研究，从理论上建立了固体介质、探测拾振装置和光纤敏感单元三者的振动传递数学模型。在此基础上设计实现了光纤声传感系统，并给出了声波隔体探测的实验方法。其结果表明，在5 cm厚木板、5 cm厚水泥预制板、12 cm厚砖墙、10 cm厚水泥预制板的测试条件下，此系统对频率为1 kHz，声级(SPL)为94 dB的标准声信号的探测失真度均小于8%。
探测器 强度调制型光纤传感器 数学模型 声波探测
武汉职业技术学院 光电子技术系，湖北 武汉430074
介绍了光纤传感器与其他传感器相比的优点，还介绍了传感型光纤传感器与传光型光纤传感器的基本原理。同时，文章阐述了强度调制型光纤传感器、干涉型光纤传感器、光纤光栅和光纤声发射传感器的应用。文章最后提出了我国光纤传感技术存在的问题以及发展方向。
光纤传感技术 干涉型光纤传感器 强度调制型光纤传感器 fiber-optic sensing technology interferometric fiber-optic sensor intensity modulated fiber-optic sensor
