模拟定位技术

模拟定位技术（精选九篇）

模拟定位技术篇1

改造模拟机的目的,是为了能够实现免拍摄X光胶片,免制作铅挡块[5,6],实现在美国Eclipse三维放射治疗计划计算系统中,制作二维放射治疗计划。

1 改造的思路

改造的思路是通过给模拟机的电脑安装网卡与治疗系统联网,得到拍摄的图像,通过粘参考铅粒,实现测量真实图像尺寸的目的。再通过治疗计划系统图像格式转换功能,把图像插入到计划射野中,实现二维计划制作。

2 实施方法

2.1 图像输出功能

模拟定位机的电脑机箱是老式的工控机箱,没有DICOM数字接口,也没有网卡,无法输出电脑拍摄的图像[1]。而Eclipse三维放射治疗计划系统是网络化的系统。所以,为了让模拟定位机输出数字化图像,我们在模拟机上安装有线网卡,用网线和Eclipse网络系统连接。这样通过模拟机的视频采集卡,把模拟图像保存为BMP数字格式图像,通过计算机网络,把图像输入到Eclipse系统中,解决输出图像的问题[2]。

2.2 标尺功能

由于模拟机[3]没有标尺显示功能,因此无法知道模拟机拍摄的影像尺寸大小。如果不解决这个问题,就无法在Eclipse计划系统中设置射野大小,也就无法进行下步操作。

由于知道模拟机在等中心处的距离是100cm,把床升到等中心处,把坐标纸铺在床上,用记号笔在坐标纸上标记好10×10的格子,以这个尺寸的格子作为标准尺寸的射野。打开模拟机射野灯,操纵模拟机准直机头的铅丝,铅丝的投影线形成一个(10×10)cm2大小的正方形格子,与坐标纸10×10的格子重合。这样就知道了铅丝形成的正方形格子尺寸是准确的。在模拟机准直机头上找到铅丝形成的正方形的4个角的位置,把4个小铅粒分别粘在准直机头上的有机玻璃板上,铅粒粘在正方形的4个角的位置上。这样,4个铅粒的直线距离都是10cm。通过这种方式,把4个小铅粒标记为(10×10)cm2的射野参考点。

2.3 图像转换功能

在Eclipse系统的TOOLS菜单中,选择Import/Export configuration命令(输入输出接口配制)、选择Import Filter(输入接口)、选择Add命令,添加Bitmap File import Filter功能(这是图像输入格式转换功能)。这个功能把BMP格式图像转换为计划系统能够接受的DICOM图像格式。然后选择task菜单,点击IRREG planning命令,进入二维计划系统。选file菜单,在弹出的命令中选择import命令,在选择框中选择Bitmap File import Filter这个选项,点击下一步,选择取模拟机拍摄的图像,就能够把BMP图像输入到二维计划系统中,用这种方法就不需要购买DICOM接口[4]。

2.4 在二维计划中测量图像尺寸

在Eclipse中,选择Edit菜单,点击scale image命令(测量图像大小),用测量尺工具测量相邻两个小铅粒的直线距离。因为铅粒的距离是已知的10cm,所以,在弹出的对话框line lenght中(测量线的长度),把10cm输入进去,点击set命令,再点击OK命令。这样,测量尺就以10cm为参考值,图像的真实比例尺寸就定义好了,计算机会自动计算出这个图像的尺寸大小。

2.5 二维计划制作

在insert菜单中,选择new plan命令,建立一个新的计划。在弹出的对话框中选择好机器型号等参数,选择field(射野)命令,点击鼠标右键,在弹出的菜单中,选择properties(属性)命令,在对话框中选择reference image(参考射野)命令,把图像拽到这个对话框中,这样就把图像加入到计划中了。选择planning菜单,选择Align image to field命令,把图像加入到射野中。用输入的图像,直接在其上画挡铅形状,用电动多叶光栅制作挡铅适形照射野,也可用铅制作适形野,方便直观。通过Epid电子影像系统拍片验证计划射野,无论是角度、射野大小、射野铅挡块形状与实拍影像片是相符的。见图1。

3 改造后的效果

通过技术改造,我们成功地把老模拟定位机和网络系统连接到了一起,充分利用了Eclipse的技术优势,进行精确的二维设计和计算。它应用的优势在于:(1)模拟机数字化定位片直接用于结构和射野轮廓勾画:非数字化模拟机下所拍的定位片,虽然靶区的轮廓可通过数字化仪输入网络,用以确定适形照射野的大小,但输入的只是解剖部位的简单线条。而临床治疗计划的设计需要基于病人更详细而清晰的解剖结构。通过在模拟机上采集的二维BEV图像,利用Eclipse三维计划计算系统中提供的轮廓勾画工具,在定位片上直接勾画出射野轮廓,这种方式比使用数字化仪输入的轮廓更直观、更细腻,并能勾画出其他危及器官,用以对解剖部位之间的位置关系进行定量分析。带有照射野的定位片可以存储或打印,并输入varis网络系统,作为病历资料存档,方便医生的诊疗和随访工作。(2)模拟机数字化定位片用于实时在线位置验证:对于三维适形放疗(3DCRT),在治疗过程中可以使用电子射野影像系统(EPID)获取数字化验证片,并与TPS(放射治疗计划系统)系统产生的DRR(BEV)图像进行比对,用来验证照射野形状与位置的准确性。而对于常规放疗的胶片,却无法直接与EPID的验证片在计算机中进行比对和分析。我们通过网络传输至瓦里安公司Eclipse工作站,作为参考图像,与非晶硅探测平板采集的相同照射条件下的患者电子射野影像(EPID)进行精确的测量与分析,得出位置偏差结果,从而实现了常规照射的实时在线验证,提高了定位的精度,节省了时间。(3)省掉了暗室冲洗、显影、定影、烘干等环节。不再需要拍胶片,同时直接通过加速器电动多叶光栅形成适形放射野,免去了制作铅块的过程。节省大量的人力和财力,同时也减少了对环境的污染。

4 结论

通过这次对旧的模拟机的技术改造,实现了新旧设备的技术结合,改造的性价比高,基本满足了临床使用需要,也降低了患者的医疗费用,用很少的资金达到了较理想的效果。

参考文献

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[8] 胡逸民,张红志,戴建荣.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999.

CT模拟定位医学检验论文篇2

1资料和方法

1.1一般资料

该组患者12例,均为鼻咽癌患者,其中男性7例,女性5例。年龄30-67岁,平均年龄52岁,卡氏评分(kps)≥8O分,病理组织学为低分化鳞癌6例,未分化鳞癌4例,中高分化鳞癌2例。

1.2设备

CT机为飞利浦单排螺旋CT,机架直径80cm;最小层厚0.2mm;扫描长度65cm。扫描床面为平面平板,使扫描床和加速器的床面一致。三维计划系统为瑞典医科达计划系统。激光定位为移动式LEP。

1.3方法和步骤

1.3.1体位、固定、扫描方法

进床80cm,置零。患者体位固定后,使头颈部体部立体定位框架X、Y、Z轴的零位与激光定位线三线重叠或立体定位框架。并在患者体表或固定装置上划出定位线。定位点最好放置在刚性结构上,形成的定位中心靠近肿瘤。然后行CT扫描,扫描范围包括拟照射的部位。并适当扩展层面.扫描方式为连续螺旋扫描,层厚3-5mm,扫描后,CT图像信息传入治疗计划系统工作站计算机内。

1.3.2治疗中心验证

在完成三维重建、靶区及重要相邻器官的勾画,三维重建得到三维假体,生成DRR。确定实际照射野与参考中DRR影像资料进行复位后,进行⑴治疗中心精度验证:将直径大约1mm的CT可成像标识物,放置在患者体表标记的治疗中心十字交叉点上,扫描图像10~20幅,层厚为1.25mm,实际治疗中心为三个标识物连线相交点,与计划的治疗中心对比,测量出计划治疗中心与实际治疗中心在X(左右方向),Y(头脚方向),Z(腹背方向)方向上的误差分别为dx、dy、dz,从而得出,计划治疗中心和实际治疗中心的距离误差,Di=。⑵治疗中心准确度的验证:让患者在加速器治疗床上按CT模拟定位时的体位进行摆位,调整治疗床,使加速器治疗中心与患者治疗中心一致,并开起加速器灯光野验证勾画固定网罩上或在患者皮肤的射野形状。利用电子影像系统拍摄0°和90°单曝光高清晰验证片,通过软件处理和与DRR定位片的比对,计算出计划治疗中心与实际治疗中心在X、Y、Z方向上的误差。

2结果

治疗中心精度验证结果显示:12例肿瘤患者实际治疗中心与计划治疗中心距离误差Di=1.6mm±0.5mm;治疗中心准确度验证结果:12例肿瘤患者实际治疗中心与计划治疗中心在X轴上误差为0mm±1.1mm,以左方向为正;Y轴上误差为0.3mm±0.9mm,以头方向为正;Z轴上误差为-0.3mm±1.3mm,以背方向为负。

3讨论

技术创新的市场定位篇3

能为企业带去经营效益的创新才是有意义的创新！换言之，创新必须要基于市场导向，必须有清晰的市场定位。本期专栏中周文辉先生对技术创新过程中的市场定位问题所做的剖析，应值得我们细嚼一二。

技术创新的目的是为了占领市场，赢得更多的竞争优势。单纯的技术驱动难以让科技成果成功地商业化，只有基于市场导向的技术创新才能快速推动技术创新的市场化进程。

对技术创新的市场定位是关键的第一步。如果定位错了，很多努力都会白费。

技术—市场链条由五个环节构成：开发是一环，开发到生产的转换是一环，生产本身是一环，生产到市场销售是一环，营销策划又是一环。五个环节密切关联，循环往复，形成一个完整的体系。也就是说，一个产品，只有从初始立项到最终从市场上拿回钱来，才叫一个完整的创新。

研发部门在这个链条中所处的位置是整个创新体系的最前端部分，而所有立项全部来自于市场，技术和市场通过立项实现对接。

技术研发方向的把握

技术部门要解决的问题，就是根据现在掌握的技术发展状态，判断它下一步应该往哪个方向走。就是说，你要明白自己现在的技术达到什么程度了，而当企业提出一个设想来，你又能实现到什么程度。

一般而言，新的市场增长点可能通过两种途径实现：一是通过对技术本身的开发和研究，一是寻找市场本身的空白和需求。市场的需要和技术本身的生长应该在各自的可行性上结合起来。也就是说，你要策划一个产品，必须考虑技术和市场两种可行性。可行性到底有多大？要看对技术的把握和实力，还有就是要对客户群等市场因素进行测试。

技术创新方向的把握，实际上是对“竞争性的技术”的洞察。“竞争性的技术”是指应用不同的技术，以达到同样的功能。由于技术有不同的层次，对顾客而言，功能也有不同的意义，“竞争性的技术”因为它包含的范围很广，因此常常产生令人出乎意料的结果。通俗地说，就是耕地的牛与拖拉机之间的替代关系。用“技术的竞争性”角度来看，我们在意的是如何培养出既强壮、不生病、需要较少饲料的耕牛，但耕牛的功能毕竟是耕田，有许多其他竞争性的技术也可以达到耕田的目的；因此，当拖拉机出现时，就等于有了强壮、不生病、不吃饲料的“牛”，但是一个培养耕牛的动物学家，却不容易察觉有许多机械工程师正在不知不觉地取代他的工作，就像彼得圣吉在《第五项修炼》中所描述的“温水煮青蛙的现象”。“竞争性的技术”的出现，因为常常超越不同的科技领域，因此即使是某一方面技术专家也不易警觉到竞争性的技术，往往在一夜之间才惊见市场的江山易色，这也正是高技术产业会成为高风险产业的主要原因。

高技术公司在面对“竞争性的技术”时，除了要考虑外在的环境生态惰性外，另一个重大困难在于如何克服内部的惰性。拿我们前面举的例子来说，研究耕牛的动物学家不可能转换成为机械工程师来开发拖拉机，而企业主管也可能只懂得牛，而不懂机械。

选准产品创新的突破口

高技术公司必须选准目标顾客最重视的利益同时又是竞争对手相对薄弱或思维盲点作为产品创新的焦点，集中予以突破。

华为坚持“压强原则”，即在成功的关键要素和选定的生长点上，以超过主要竞争对手的强度集中配置资源。华为成立之初，规模小，资金缺乏，他们就将资金配置到一点上突破，要么不干，要干就把人力、物力、财力集中到一点上，突破一点，产生局部优势，然后实现系统领先。华为公司当年集中优势兵力突破的就是数字程控交换机，交换机的设计过程中首先突破的是硬件，中国设计优势是软件，而华为率先突破的是硬件，从而形成了优势互补。

业务领域的界定

高技术公司的市场界定比产品界定更为重要，企业经营是一个顾客满足过程（customer-satisfying process），而不是商品生产过程（good-producing process）。产品是短暂的，而顾客的基本需求则是永恒的。在定义公司业务时，要奉行市场导向，即更多地考虑新产品带给目标顾客的利益或好处，而非新产品本身。佳能公司把自己看成是“我们帮助改进办公效率”；而生产化妆品的资生堂公司也认为：“在工厂，我们生产化妆品；在市场，我们出售希望。”

高技术的业务范围可以从3个方面加以确定：顾客群（customer groups）、顾客需要（customer needs）和技术（technology）。

高技术业务领域界定的三要素模型

模拟定位技术篇4

自放射治疗进入临床应用以来，模拟定位技术已逐渐成为放射治疗过程中重要的组成部分。在医学影像技术与计算机技术高速发展的今天，放射治疗技术也发生了日新月异的变化，已由普通的二维放疗逐渐向三维适形调强放疗发展[1,2]，伴随着这些技术的更新，模拟定位技术也在发展与前进。

1 早期的模拟定位

1.1 早期模拟定位的设备

早期的模拟定位一般根据X光片上面的骨性标记、术后银夹,有时甚至不借助任何影像手段医生仅凭经验直接在病人身上勾画出照射区,后来又采用了常规诊断用X线机作肿瘤的诊断和定位。

1.2 使用常规诊断X线机对放射治疗的不利因素

虽然常规诊断X线机可以较清楚的确定部分肿瘤的性质和范围,但所提供的平面影像信息主要便于医生作疾病的诊断,用作放射治疗的模拟定位就较为困难。这由于①患者拍片时的体位不是治疗的体位。②普通诊断X线机的焦片距一般为70cm,而直线加速器或钴60机在治疗时的距离(SSD)则在80～100cm。③以诊断X光片所作的计划难以进行治疗前的模拟。因此,鉴于以上诸方面的不利因素,必须对诊断X线机进行改进,这就出现了放射治疗专用的模拟定位机。

2 专用的模拟定位机

专用的模拟定位机主要包括机头、影像增强器、机架显示器及控制台等[3,4]。见图1

2.1 专用模拟定位机的主要功能

在放射治疗过程中模拟定位的主要功能包括:①为医生和物理师提供有关肿瘤和危及器官的影像信息，这些信息区别于常规诊断用X线机的影像信息;②用于治疗方案的验证，经过计划评估后的治疗方案在形成最后治疗方案前必须经过验证;③模拟机下所拍摄的定位和验证片均为静态影像，可利用带有标记的定位框架或患者身体的骨性标志，并在透视下观察靶区和危及器官的运动范围，进一步确认治疗的肿瘤靶区和危及器官的相互关系。

2.2 专用模拟定位较早期模拟定位的优点

①可提供较高的对比影像;②可实时显示器官的运动并可随时对射野进行调整;③执行射野的验证具有很高的功效。

3 新技术的应用普

通的模拟定位是将患者治疗部位或部位的三维实体变成二维影像，虽然图像的质量很高，但因解剖结构的重叠失去了许多对诊断或定位非常有价值的信息，因此只能用于常规的放射治疗定位。当今国际倡导的三精治疗(精确的肿瘤定位、精确的治疗计划设计和精确的治疗计划执行)，为了满足现代立体定向放射治疗的定位要求，且随着CT及计算机技术的高速发展，CT模拟由此而诞生，并通过多年的发展，CT模拟定位系统已近成熟并逐渐成为了现代放疗不可缺少的重要设备。

3.0 CT模拟的主要设备

CT模拟定位机主要有三个部分组成，见图2。①一台高档的大视野(FOV≥70 cm)的CT扫描机，其中螺旋CT较为理想，扫描床为平面形床;②一套具有CT图像三维重建及射野模拟功能的软件;③一套专用的激光灯系统[5,6,7]。

3.2 CT模拟的主要临床应用

(1)靶区位于临近剂量限制的器官，如脊髓、脑干、晶体等。

(2)靶区形状极为不规则的病例，如在实施复杂形状的照射野和多靶区邻接照射计划。

(3)靶区小需进行立体定向放射治疗，如颅内、胸腹部等实质器官的小肿瘤,通过治疗可以获得高精度、高疗效、低损伤的效果。

(4)当靶区需要切线野照射时，如胸壁腹壁肿瘤，通过CT模拟不仅仅可以使靶区剂量分布均匀，还可有效地避开靶区后的正常组织[8,9,10]。

3.3 CT模拟的缺点

(1)一般CT扫描的重建图像使其不可能观察器官的实际运动和呼吸引起的位移情况。

(2) CT模拟不能附加真正的挡铅，因此不能检验挡铅制作过程中的误差，减低了CT模拟实际治疗进行验证的作用。

(3) CT模拟定位中对体位固定的要求很高，并且定位的过程较为复杂。

(4)由于CT模拟是通过图像的重建来进行虚拟的模拟定位，靶区轮廓勾画过程较长，并且CT模拟定位的成本较高。

4 讨论

目前，虽然CT模拟有许多常规模拟无法比拟的优点，如肿瘤定位精度高，DRR片可生成各种不同角度的图像等，但是它的缺点在于无法实时显示脏器的活动情况，而导致很多病例在照射时会出现偏差。虽然近年发展起来的四维CT技术，可通过重建多套CT图像来观察器官的实际运动和呼吸引起的位移，但技术复杂，设备昂贵，且患者受到的辐射较高。就目前而言,采用CT模拟完全代替常规模拟定位的做法是不提倡的,二者之间应是相互补充和相互提高的,所以CT模拟还不能完全代替常规模拟定位,但CT模拟所显示的优点,奠定了它作为现代放射治疗定位的标志性地位,同时也代表了2 1世纪放射治疗模拟定位技术的发展趋势。随着计算机技术的发展及多排CT的应用,都势必会极大地改变放射治疗模拟定位的面貌。

摘要：本文回顾了模拟定位技术在放射治疗中的历史进程,总结了模拟定位技术及设备的发展和特点。

关键词：模拟定位机,放射治疗,放疗设备,CT模拟

参考文献

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模拟定位技术篇5

放疗是肿瘤治疗三大手段之一, 当今三维适形或调强放疗进入了成熟应用阶段。目前, CT是三维图像信息获取的主要途径, 它不仅能提供肿瘤靶区的信息, 也能提供肿瘤周围正常组织的信息[1]。专业Philips Big Bore CT模拟定位机具有同振幅4D影像处理技术和O-MAR伪影处理技术等, 是提高三维适形放疗精度必须配备的设备之一。应用Philips Big Bore CT模拟定位机是完成普通CT无法完成的各种复杂被动体位及同步固定模具扫描的基本保证。同时, 配合强化扫描技术, 可精确勾画肿瘤区 (GTV) , 提高肿瘤放疗效果。本文对我院自2011年初使用Philips Big Bore CT模拟定位机以来的经验进行了总结。

1 材料与方法

1.1 一般资料

患者115例, 其中, 男性77例、女性38例;年龄为6~85岁, 平均年龄61.79岁。扫描部位:头颈部16例、胸部57例、腹盆部38例、其他部位4例。患者中食道癌37例、肺癌27例、胃癌5例、乳腺癌4例、宫颈癌3例、肝癌4例、脑肿瘤及转移8例、其他27例。

1.2 方法

设备为Philips Big Bore CT模拟定位机、安科公司ASA-200型高压注射器及配套留置针。造影剂为北京北陆药业有限责任公司生产的碘海醇, 注射剂量根据患者体质量而定, 一般为1.2~1.5 m L/kg, 成人80~100 m L, 注射速度一般为1.5~2.5 m L/s[2]。强化扫描延迟时间主要是根据要求强化区病灶的解剖部位与心脏的距离而定, 同时要考虑患者性别、年龄、体质量、心脏功能、术后瘤床解剖结构改变等影响因素, 一般延迟时间选择在60 s以上。

2 结果

115例均顺利完成强化扫描, 110例肿瘤区强化明显或比较明显, 满足勾画肿瘤区 (GTV) 的要求 (如图1、2所示) , 5例强化效果比较差。有53例患者注药瞬间有一过性全身发热, 3例出现恶心、呕吐, 2例出现面部、前胸部等部位荨麻疹, 经休息和抗过敏治疗后很快消失。

注:男性62岁患者, 肺癌强化后肿物与左肺动脉边界显示清楚

注:男性57岁患者, 肺癌强化后右肺上叶内含肺纹理, 均匀一致高密度为肺不张, 不规则低密度区为肿瘤区, 同时清晰显示皮缘3个坐标点

3 讨论

(1) 三维适形放疗或三维适形调强放疗是肿瘤放射治疗近10 a主要应用成熟的技术之一[3], CT模拟定位扫描是三维适形放疗的首要核心技术[4]。Philips Big Bore CT模拟定位机孔径是85 cm, 比普通CT机的孔径大15 cm, 解决了各种被动体位扫描区无法进入扫描腔以及同步放疗体位固定设备一起进入扫描腔内等日常工作中经常遇到的难题 (如图3所示) 。大孔径CT模拟定位机以最快的薄层容积扫描速度、最尖端的球管技术、超快速的工作流程和超大的视野全面拓展了大孔径CT模拟机的临床应用范围[5]。大孔径CT可以消除传统的显示区外的物体造成的伪影对图像CT值的影响, 放疗计划是根据图像的CT值来判断肿瘤的边界, CT值不准将直接影响放疗计划的准确性, 也就是说直接影响了治疗的效果。Philips Big Bore CT模拟定位机同时具有强大的肿瘤放疗实时模拟软件, 方便快捷。

注:女性83岁患者, 食道癌, 驼背, 上肢活动受限

(2) CT模拟定位强化扫描不同于常规强化诊断扫描, 其目的是能良好地显示肿瘤强化区, 与周围组织区分开来, 根据扫描部位和要求的不同设置好扫描参数, 笔者认为注射速度一般不超过2.5 m L/s, 延迟时间不超过60 s, 就能在强化平衡期获得满意的病灶强化效果。强化是否达到目的可参考如下参数:通过计算机技术测量瘤灶、正常组织、血管之间的CT值差异, 以目标靶体积二者CT值差值>20为满意, ≤20为不满意[2]。

(3) 接受放疗的部分患者已经开始有恶液质, 增加了意外风险因素, CT扫描室内应配有急救抢救设备, 包括常用急救药品并且应定期检查, 以保证在药品的有效期内使用。一旦出现各种意外情况, 应立即停止检查, 并进行抢救。

(4) 局部并发症的处理。对有外渗者应做以下处理: (1) 应立即停止注药, 更换注射部位。 (2) 抬高患肢, 用50%硫酸镁冷湿敷。轻者一般24 h内症状减轻或消失。 (3) 对局部渗漏严重者, 将50 mg地塞米松注射液加入100 m L生理盐水中配制成混合液, 用纱布湿透外敷于肿胀部位, 用药量根据外渗药量而定, 敷30 min后视肿胀消退情况决定是否需要继续湿敷[6]。

专业Philips Big Bore CT模拟定位机在现代放疗技术中发挥着常规CT无可比拟的重要作用, 配合高压注射器实施强化扫描, 是提高靶区的精度、确保放疗效果的基本保证。总之, 本文作者建议在实施三维适形放疗模拟定位时, 在患者病情允许的情况下, 尽量给予强化扫描。

参考文献

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模拟定位技术篇6

关键词：磁共振,融合定位,热塑网,头颈部肿瘤

头颈部肿瘤指颈部肿瘤、耳鼻喉肿瘤以及口腔颌面部肿瘤, 涉及鼻腔、鼻窦、唇和口腔、口咽、喉咽、喉部、甲状腺、大唾液腺、鼻咽部[1,2]。任何一种恶性肿瘤的治疗均是集手术、化疗、生物靶向治疗、放疗、局部微创治疗等为一体的综合治疗过程, 任何一种单一的治疗模式均可能阻碍临床肿瘤学的进步, 那么如何灵活有效选择不同治疗方式的组合, 以达到使患者获益最大化, 成为评价治疗水平的参照标准。文献资料和各国科研机构的研究发现, 肿瘤患者生命的存活多久, 没有固定的时间, 因患者的个体差异, 导致治疗效果不尽相同, 但治疗技术方法是否得当是关系到肿瘤患者能活多久的主要因素[3,4,5]。

随着科学技术的迅速发展, 人们的生存理念也发生变化, 虽然生存环境恶化, 食物质量差, 学习生活节奏快, 压力大, 但人们仍然追求高质量的生存价值。近年临床工作中发现头颈部肿瘤越来越多, 严重影响患者生存时间和生活质量。为了延长或提高生存率, 笔者利用现代医疗设备结合本地区的现状, 阐述如何正确使用新设备、新方法、新技术提高诊治的严肃性和准确性。

1 仪器与方法

1.1 使用PHILIPS公司生产的1.5TMR机, 自制的热塑网自动成型器融合定位装置, 自制木板, 板上设置非金属定位固定点, 将自制模拟木板固定在MR检查床上, 再带上头肩颈网或头网, 以保证患者体位与CT模拟机体位相同 (见图1、2、3) 。采用仰卧, 体线圈Q-body。首先进行头颈部常规诊断扫描:T1WI/T2/SPIR/Transverse, FOV/RFOV, 230/70 mm, Slices/thickness/gap, 24/5.0 mm/0 mm;Scan mode/technique, MS/SE;SNA, 2。冠状位和矢状位扫描:SPIR/Coronal, FOV/RFOV, 280/70 mm, Slices/thickness/gap, 20/5 mm/0 mm;Scan mode/technique, MS/IR;SNA, 2。然后注射顺磁性对比剂 (0.1 mmol/kg) 进行T1WI/TRA和T2WISPIR/COR增强扫描, FOV/RFOV, 230/70 mm, Slices/thickness/gap, 70slice/2.5mm/0 mm;T2WISPIR/COR, FOV/RFOV, 280/80 mm, Slices/thickness/gap, 20slice/5.0 mm/0 mm。扫描结束后将数据刻录成光盘或传入PACS系统供所需要的科室采用。

1.2 头颈部肿瘤患者, 可先在放疗专用CT模拟机上用热塑头颈肩网或头网固定好患者 (图3) 。然后行120 k V, 200 m A层厚为2.5 mm的扫描 (其要点是扫描床位与治疗机处于相同的平板床位) [6,7]。收集的CT图像数据传往放疗计划工作站。

1.3 由于热塑网的宽度可能大于MR机器的孔径, 需要在CT模拟机上, 按照相同的患者体位制作一个头颈肩网或头网, 供患者做MR扫描的时候使用, 要求其摆位与CT模拟机上位置相同, 保证患者的体位一致 (图4) 。

1.4 CT和MR图像通过放疗计划工作站上的focal软件进行融合比对。融合完成之后, 医生可以在图像上进行勾画靶区和重要器官。通过软件上的左右滑动键可以调节图像。

2 结果

2.1在大量的临床肿瘤诊治过程中, CT扫描其图像有自身的优点, 能很好地反映骨质破坏情况, 图像定位一般不发生畸变, 其CT值还可转换为电子密度进行剂量计算。同时CT能提供肿瘤的解剖形态学信息, 图像采集时间短, 解剖定位准确, 是肿瘤放射治疗模拟定位及计划的基础图像, 但对于软组织、淋巴结、血管以及病变组织与非病变组织分界不清。

2.2磁共振成像是一种新兴技术, 有许多特点是CT成像所不具有的, 其MR扫描图像具有优良的空间分辨率及软组织分辨率, 对水肿和血脑屏障破坏的鉴别敏感性较高;MR具有多参数成像, 对不同组织以及同一组织的不同成分也能显示, 实践证明MR图像在软组织内比较明确地分辨出肿瘤的浸润范围, 附近淋巴结情况, 使得一些比较早期的肿瘤进行图像融合后肿瘤体积较单纯CT扫描时缩小, 病变组织与正常组织分辨清楚。

2.3 通过PACS系统下载或光盘刻录的MR数据与CT模拟扫描数据在focal软件融合得到患者的CT图像显示的骨性结构, 器官形态和MR图像显示的骨性结构, 器官形态完全重合。当切换到MR时, 勾画软组织靶区时, 同样的空间位置上, 在CT图像上也做了勾画, 补充了完全按照CT图像勾画的不足。MR/CT融合的结果 (图5) 。

3 讨论

肿瘤的治疗, 尤其是头颈部肿瘤的治疗, 放疗这门新兴技术发挥着重要作用。而放疗的设计过程单靠经验或单纯CT模拟定位是不够的, 必须结合MR的扫描数据。实践证明, CT扫描和MR扫描时, 采用相同的头网或头颈肩网固定, 可获得良好的体位一致性, 满足了临床要求。

头颈部肿瘤的三维立体融合定位放疗大体分为3个阶段。第一阶段为数据采集阶段, 一是采集MR扫描数据图像, 二是放疗CT机上扫描患者, 获得患者的CT图像资料。将所有数据传输给放疗计划系统中, 经放射物理师的简单处理和确认之后, 放疗医生在放疗计划系统的一个工作站上进行正常器官的勾画 (如眼球、晶体、颞叶、脊髓、脑干、腮腺、垂体) 以及靶区的勾画 (图6) , 其中靶区的勾画根据国际规范包括大体的肿瘤体积 (gtv) 、临床靶体积 (ctv) 和计划靶体积 (ptv) 的勾画。并最终形成一个人体的立体三维图形 (图7) 。第二阶段为计划设计阶段, 根据患者病情需要制定各靶体积的照射剂量, 并进行反复的计划设计。经放疗医生和放疗物理师讨论通过后, 再经过实际测量验证并最终确定作为最后适合病情和患者的治疗计划。第三阶段为治疗阶段, 即每日1次按照计划的要求执行放射治疗。

3.1 CT扫描图像难以显示真正的肿瘤范围, CT软组织分辨率低, 无法准确区分病变边界, 造成医师勾画靶区偏大。同时单纯依靠CT勾画靶区容易遗漏和扩大靶区的地方为咽后间隙, 而容易扩大靶区的地方主要有头长肌, 咽后淋巴结的外侧壁, 翼内外肌之间的脂肪间隙。

3.2 MR对软组织的显示比CT有较大的优势, MR能把肿瘤从周边软组织 (肌肉、肌腱、韧带、神经与血管) 中区别出来, 对肿瘤进行明确定位, 并勾画出肿瘤与受侵邻近组织或脑组织的交界面。MR能更精确的勾画靶区和正常器官, 对放疗中临床靶区的确定有非常重大的意义, 特别使鼻咽癌的诊断和分期准确性大大提高[8]。

3.3 对于T3~T4病变, MR对颅底、斜坡、副鼻窦受侵的分辨率较CT好, 能够发现一些早期浸润性病变以及周围淋巴结病变。

3.4 还可以借助磁共振特殊扫描序列和顺磁性对比剂 (0.1mmol/kg) 的使用更能显示病灶与正常组织以及周围淋巴结情况。

3.5 目前广泛使用图像引导放射治疗 (IRGRT) 技术使肿瘤的治疗从精确放疗到准确放疗, 图像引导放射治疗在实际工作中几种方式联合使用效果较好[9,10,11]。CT/MR融合图像上的肿瘤靶区体积往往较CT图像上大, 因此在临床的工作中, 采用CT定位和MR扫描统一的体位, 在专门的图像融合软件下对相同部位的CT和MR图像进行融合比对处理然后勾画靶区, 这样更接近实际的病变。

3.6 不论是CT扫描还是磁共振检查, 要保持数据的一致性, 患者的呼吸运动状态和精神状态是十分重要的因素[12,13], MR/CT模拟定位扫描的图像数据重建精度对放射治疗计划设计和评估产生很大影响, 因此日常工作中要引起高度重视。

模拟环境件的定位和检测设计篇7

随着汽车行业竞争日趋激烈以及客户对整车的外观及功能要求的逐步提高, 整车尺寸质量的提高已成为一个迫切需要解决的问题。整车上通常有几千个零件, 直接对尺寸有影响的也有上百个, 据经验统计, 整车匹配中约70%-80%的问题是由于零件尺寸问题引起的。而影响零件尺寸的因素也很多, 有设计因素、制造因素、检测因素、焊接或装配操作因素、环境因素等等。要想控制好零件尺寸, 就需要对各个环节严格控制, 而产品开发前期的结构和尺寸设计尤为重要, 因为合理的设计将直接带来开发周期的缩短和设变成本的降低。

本文仅针对带卡扣、卡钩或加强筋条类的内外饰零件的定位和检测设计进行详细讨论, 制定出更符合实车装配情况的的定位和检测方案。

1现状

目前该类内外饰件的定位和检测设计主要依靠经验及产品区域的功能性要求来确定, 常会表现出零件在检具上的尺寸检测结果与实车装配效果存在不一致现象。在后期整车尺寸匹配出现问题时也往往过多的考虑通过提高零件的制造精度来改善, 而忽略了分析零件定位、检测设计是否足够合理, 是否与最终的装配有较高的吻合度。

1.1以门装饰板总成零件为例, 本公司惯用的定位设计方案是采用装饰板上的卡扣安装座面作为定位面、卡扣安装孔做为定位孔, 具体的定位如图1。

考虑卡扣结构的特殊性, 向门内板钣金上装配时其存在一个与钣金相压的缓冲面, 且卡扣体与门钣金上的安装孔是紧配合, 而卡扣与门装饰板上的卡扣安装座之间一般有0.5-1mm的间隙量 (如图2) 。这样以上述的精确定位 (A是基准面, B/C是基准孔, 位置度分别为0/0.05) 方式定位零件之后再进行周边匹配面的检测, 就与门装饰板总成的真实装配状态存在较大的差异。而且对于装饰板上与门钣金匹配的面/切边的检测在检具上一般是按间隙检测 (零件待测型面与检具工作面离空3mm或5mm) 的方式实现的 (如图3) , 与产品设计时的过盈配合也不相同。

这样经尺寸检测合格的零件往往在实际装车时表现出较差的匹配结果, 一般为装饰板局部与门钣金离空0.5-2mm, 直接影响DTS, 也就是说零件检测结果未能很好地指导匹配。

上述塑料卡扣的情况也可以推广到金属卡扣。金属卡扣安装时在定位方向上是有弹力的, 与直接采用金属卡扣的塑料安装座做零件的定位也存在差异。

1.2对于带卡钩的零件, 如尾门地毯压条 (图4) , 零件装配时是靠一系列卡钩与相搭接的零件 (侧围下装饰板) 扣紧的, 而卡钩的作用面往往也是不规则的, 在进行零件定位和检测设计时, 如果不考虑卡钩的作用, 而仅仅是选择一些工序基准限制住6个自由度进而对零件匹配区域进行尺寸检测, 或者是仅对这些卡钩定义一个普通的型面或位置检测要求, 也同样会导致零件尺寸检测结果与实际装车状态不相符。

1.3对于带筋条且筋条在车身上装配时有辅助定位作用的零件 (如A柱装饰板) , 以前的处理方式往往是定位设计时忽略了筋条的作用, 筋条既不做定位也未检测。在这种情况下检测零件的匹配尺寸, 其状态往往较差或至少比装车时的匹配状态要差, 而且有时会出现零件在检具上放不稳的情况。这很可能会导致对单个零件的尺寸质量提出过高的要求以满足合格率目标从而提高了零件开发的成本或延长开发周期。

2模拟环境件的定位和检测设计

所谓“环境件”即零件周边与其相匹配的其它零件的总称。例如, 前照灯的环境件有发罩、格栅、前保、翼子板、灯罩, 后侧围装饰板的环境件有后侧围内板、尾门地毯压条、后侧门地毯压条、顶盖内衬, 等等。

2.1模拟环境件的定位设计

在基准统一的大原则下, 对于绝大多数内外饰零件, 设计基准是要与装配基准一致的, 零件尺寸检测时采用与装配基准一致的基准体系, 这样可以减少基准转换带来的定位误差。鉴于上述几种检测状态与实车装配不符的问题, 零件的定位模拟环境件来设计, 以期能更真实、更快地通过零件在检具上的状态反映出零件在整车上潜在的匹配问题。

2.1.1仍以门装饰板总成为例, 模拟环境件的定位设计如图5。

其中A是门内板钣金上与卡扣对应的安装面, B是门内板钣金上与卡扣对应的安装孔。零件在这个基准体系下定位不需要另外的压紧, 完全依靠卡扣的卡紧力, 这也是与实车装配状态一致的。

这里需要指出的是, 模拟环境件定位设计时需要明确环境件 (门内板钣金) 的孔/面坐标位置、孔径大小、板厚信息, 以方便检具上定位设计。通常检具上在卡扣位置会做出开合机构以方便零件取出。具体形式如图6。

2.1.2对于卡钩或筋条定位的情况, 与卡扣定位类似, 完全模拟与之匹配的孔的大小、形状或型面的位置进行定位设计, 这样会更接近实车的装配状态。由于卡钩或筋条形状不规则, 通常环境件上的匹配特征也是不规则的, 这样在设计时往往很难通过一系列参数表达清楚环境件信息, 这时就需要发送环境件局部数模供检具设计使用。考虑到零件检测时取件方便, 必要情况下检具上在卡钩位置也会设计活动机构以便取件。

2.2模拟环境件的检测设计

对于零件上的匹配面, 如果与环境件理论上是0间隙配合或过盈配合的 (塑料件-钣金件, 塑料件-塑料件, 塑料件-顶衬等) , 型面的检测也模拟环境件设计。这个主要是通过检具来实现的, 即检具设计时不再进行3mm或5mm间隙设计, 而是完全模拟环境件的位置来设计。

仍以门装饰板为例, 模拟环境件对周边匹配面进行检测, 设计要求如图7。

其中, 基准A是钣金上的卡扣安装面, B是钣金上卡扣安装孔, D是钣金上与门装饰板周边匹配的型面。基准D是处于自由状态的, 见标记鬅, 这也是与环境状态一致的。

上面的轮廓度公差定义完全来源于DTS, 即整车尺寸技术规范, 图例中DTS定义为“门装饰板与门内板钣金C/C GAP:0+0.5/0”。因为是模拟环境件做的检测设计, 故零件的公差要求与DTS要求一致, 为单边公差, 即在检具上零件的被测型面与检具上的D基准面的间隙必须在0-0.5范围内才能保证整车上匹配间隙符合DTS要求 (暂不考虑实际钣金零件的偏差) 。

对于图8 (a) 所示的匹配结构, 右侧零件的段差匹配面的检测也要模拟环境件设计, 具体的公差要求由DTS定义分解而来。该例子假设零件主基准体系为A、B、C, 基准D是模拟环境件得出的, 公差要求见公差框格。这样的检测结果才更接近真实匹配。

对于不同于上述情况的匹配结构, 如图8 (b) , 右侧零件的段差匹配面的检测就无需模拟环境件, 因环境件没有对段差面的尺寸情况产生影响。

3小结

采用上述模拟环境件的定位和检测设计方案, 有如下优点:

3.1提高了单个零件尺寸控制与整车匹配的结合度。零件的尺寸检测结果更能准确反映零件装车时的尺寸状态, 利于准确、快速地指导装车问题的分析和解决, 极大程度提高了工作效率。

3.2缩短零件开发周期, 为整车开发提供充裕的时间。如果零件在检具上尺寸检测合格, 即可对零件进行尺寸认可, 不必像以前一样, 要等到装车确认完没有匹配问题才能认可, 这也缩短了零件的前期开发时间, 对于一些需要开皮纹且皮纹周期较长的零件无疑是提供了更充足的时间。

3.3有效避免零件商与主机厂间关于零件尺寸状态的争议。按照此种设计, 如果零件在检具上的匹配效果不好, 其在整车上效果也会趋势相同。

以上模拟环件的定位和检测设计也有一定的局限性。例如, 此种设计对于那些“塑料-钣金”的匹配较适用, 检具上也是采用刚性很高的金属去模拟钣金环境件, 这样无论是定位还是周边匹配都很接近整车上的真实匹配;但对于“塑料-塑料”类的匹配, 如上安装板装饰板与其左右角板、B柱上装饰板与B柱下装饰板之间的匹配, 由于相互搭接的两个零件刚性都较差, 而检具上又无法模拟出真实环境件的弱刚性情况, 这样定位和检测就会与真实匹配有一定的差异。

针对上述的局限性, 下面提出一种新式的、组合环境件进行定位和检测的设计方案。

即把相互搭接的两个塑料零件通过真实的装配特征装配在一起再进行定位和检测, 而不需要在检具上模拟出它们之间的匹配, 它们之间的匹配情况直接通过测量相互的间隙和段差来判断, 两个零件上与二者相互装配无关的定位项分别按各自的定位方案设计。这种设计的前提一般是两个零件是同一个零件供应商开发的, 这才方便检具的设计和使用。

摘要：针对内外饰零件的结构匹配特点以及目前零件在检具上的尺寸检测结果与实车装配效果存在差异的现象, 本文通过实例简要介绍了带卡扣、卡钩、筋条的这几类零件模拟环境件进行定位设计和检测设计的方法, 并提出了一种新式的、组合环境件进行定位和检测的设计方案。

关键词：环境件,定位,检测,组合式检具

参考文献

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[2]李欢.车身尺寸质量的控制方法[J].汽车工艺与材料, 2011 (5) .

模拟定位技术篇8

采用虚实结合的模拟仿真技术，设计低成本实用性强的光缆故障测量与抢修模拟训练系统，可以方便地实现光缆故障测量训练以及抢修过程中的故障定位训练。

1 系统概述

1.1 系统功能

系统功能是实现光缆线路障碍抢修中的故障测量和定位训练，结合光缆抢修和熔接实装器材实现整个障碍抢修技能训练。具体讲就是在一个虚拟的光缆路由场景环境中实现漫游，生成故障点，定位故障点，分析定位误差等，生成的故障情况通过光端机模拟器材显示，OTDR模拟器材能够模拟测量虚拟场景生成的故障点，准确地生成相应测量波形并显示分析，此外系统能够对参训人员信息，训练情况进行管理。

1.2 系统组成

系统的基本设计思路是，采用虚拟仿真技术和实物模拟相结合的方式来实现训练系统设计。整个系统组成框图如图1所示。系统主要由光缆路由环境，交换机和OTDR模拟训练器材三大部分构成。

光缆路由环境主要由路由模拟计算机、光缆路由等效系统、光缆终端盒、光端机模拟器材四部分构成。路由模拟计算机主要负责运行光缆路由模拟软件，并且能够通过232串口实现与光缆路由等效系统之间的通信。光缆路由等效系统主要由凌阳SPCE061A单片机和用于等效光缆的传输特性的电缆构成，其中61单片机负责控制两台光端机的故障和运行情况指示，并且能够判断被测线缆的连接情况。光缆终端盒为实际光缆线路施工中使用的光缆终端盒，它的作用是模拟光缆成端时的端接，模拟系统中采用电缆代替光缆实现传输，所以这里实际上完成的是电缆的端接。光端机模拟器材是仿照实物光端机的外形和工作状态显示方式研制而成，它能够直观地显示整个光缆通信系统工作状态，对故障实现声光告警。交换机为一般的计算机网路交换机，实现路由模拟计算机和OTDR模拟训练器材之间的故障信息和连接信息传递。OTDR模拟器材，即光时域反射仪模拟器材，它的作用是模拟实际光时域反射仪设备的功能和使用操作流程，能够接收路由模拟计算机发来的故障信息，并且能够准确生成测量波形，实现模拟测量。

2 硬件设计

系统硬件设计的主要任务是光缆路由等效系统和OTDR模拟训练器材的硬件设计。

2.1 光缆路由等效系统

光缆路由等效系统主要由SPCE061A单片机和用于等效光缆的传输特性的电缆构成。其中SPCE061A单片机负责接收路由模拟计算机发来的故障指示数据，分析数据并控制两台光端机的故障和运行情况指示;并且能够判断故障测量时是否将正确的尾纤连接到OTDR上，并将这一数据发送到路由模拟计算机上。

SPCE061A单片机是凌阳科技公司推出的一款16位结构的低成本微控制器。SPCE061A集成有232串行设备接口，可以方便地实现与计算机的通信，32位通用可编程I/O端口，可以方便地实现尾纤连接状态的判断以及led工作状态的控制。SPCE061A的32个I/O端口分别是IOA0～IOA15,IOB0～IOB15;其中管脚IOB10同时肩负通用异步串行数据发送管脚Tx的作用，其中管脚IOB7同时肩负通用异步串行数据接收管脚Rx的作用。

等效系统中单片机的作用有三个:一是判断测试尾纤的连接状态;二是实现与路由模拟计算机的串行通信;三是控制20个光缆故障指示LED的工作状态。依据以上功能单片机管脚分配如下:系统模拟的是6芯光缆，故需6个I/O端口来完成测试尾纤的连接状态，由IOA0～IOA5来完成;管脚IOB10来担当232串行数据发送管脚Tx，管脚IOB7来担当232串行数据接收管脚Rx;管脚IOA10～IOA15与IOB0～IOB15(除去IOB7和IOB10)控制20个的LED工作状态。

2.2 OTDR模拟训练器材的硬件设计

OTDR模拟训练器材的硬件部分主要包括:专用按键面板、61单片机电路板、屏显控制计算机、专用7英寸显示屏、7英寸显示屏驱动板等。其中，61单片机电路板负责扫描按键信息，并将扫描到达按键信息通过232串口发往屏显控制计算机，屏显控制计算机对接收到的按键信息进行处理后，依据实际设备(TFS3031型光时域反射仪)的工作流程和显示方式，控制模拟系统的7英寸专用显示屏显示内容。硬件系统结构框图如图2所示。从外观上看，它与实际装备外形基本一致。

3 系统软件设计

系统软件设计主要包括:光缆路由三维模拟软件，光缆路由等效系统61单片机内部软件和OTDR模拟训练器材的仿真软件。

3.1 光缆路由三维模拟软件

光缆路由三维模拟软件运行在路由模拟计算机上，运行在WINDOWS平台上。该软件实现的主要功能:1)在一个三维虚拟环境中模拟光缆路由情况;2)产生光缆故障数据信息，并将相关信息通过232串口发送到光缆路由等效系统;3)获取光缆路由等效系统发来的测试光纤连接状态，并能通过网络接口发送正确的测量数据;4)数据管理功能，主要包括对光缆路由相关参数数据、用户信息、学员信息、训练考核成绩等数据的管理。

光缆路由三维模拟软件基于VC++6.0环境开发，采用OpenGL图形接口实现三维场景的建立以及三维模型的驱动;采用Autodesk 3ds Max 8作为辅助软件建立部分三维模型应用Photoshop处理相关纹理贴图;应用ADO数据库应用程序接口实现对Access数据库的访问和管理。整个软件设计的主要内容包括以下几个方面:

3.1.1 三维场景的建立

三维场景地面是由32×32个正方形构成的平面，每个正方形代表实际地形大小为32 m×32 m，并贴有边缘重合的纹理，这样构成一个大小为1 024 m×1 024 m的虚拟地形。天是由一个长方体(称为天空盒)，在它的各个面上贴有表示天的图片形成的。场景中的树采用广告板技术实现。场景中复杂的人文要素(房屋、光端机、飞机等)均由3D max建模而成，简单的人文要素(标石，电杆等)由OpenGL直接绘制而成[5,6,7]。

3.1.2 三维模型建模

三维模型建模是在Autodesk 3ds Max 8中完成，导出为.3DS格式，最后通过C++函数库导入到三维场景中。需要注意的是为了提高系统运行速度，三维模型建模时应尽量使用少的面，不求最佳显示效果。

3.1.3 数据库设计

系统采用Access数据库存储相关数据，应用ADO数据库应用程序接口实现对数据库的访问和管理。主要由用户信息数据表、学员信息数据表、考核成绩数据表、光缆路由参数数据表、训练成绩数据表5个表构成。数据库管理界面主要由成绩查询界面，系统用户管理界面，学员信息管理界面，系统设置界面四个界面构成。

3.1.4 网络通信模块设计

网络通信主要用来向OTDR模拟训练器材发送故障数据，采用Winsock网络通信编程接口实现[8]。网络通信协议框架如图3所示。

图3(a)所示的为三维光缆路由软件的网络通信模块工作流程，当学员登陆并开始训练后，系统会根据故障信息生成测试数据，当训练者将尾纤连接到OTDR模拟训练器材测试端口上时，路由等效系统将会接收到这一连接信息，并且据以OTDR模拟训练器材发来的请求发送测试数据或连接信息。图3(b)为OTDR模拟训练器材网络通信工作流程，当训练者按下发光键时，首先向路由模拟计算机发送连接状态请求指令，接收到连接信息后，如果连接信息显示连接良好，则发送获取测试数据请求，否则中断测试，并提示训练者连接不良，等待训练者再次按下发光键。

3.1.5 232通信模块

232串口通信采用MSCOmm32.OCX串行通信控件实现。

3.2 光缆路由等效系统61单片机编程

单片机程序在凌阳单片机集成开发环境(μ'n SP IDE1.8.4)中开发，光缆路由等效系统61单片机编程相对来说比较简单，因为单片机仅是完成判断测试尾纤的连接状态、串口通信、LED指示灯控制三项功能。

软件结构如图4所示，当单片机加电后，单片机首先进行初始化，主要包括单片机主时钟设置，I/O端口特性设置，232串口通信设置。初始化完毕后系统进入死循环，首先是判定串口是否有计算机发来的指示LED状态的指令，依据接收到指令调整I/O管脚的高低电平状态;接下来是读取与测试尾纤相连的I/O管脚的高低电平状态，依据读取到结果判断是否有测试尾纤连接到OTDR测试端口上，如果有还需延时约100 ms后再读取连接状态一次来消抖，然后进行连接状态编码并通过232串口发送，发送完毕后清除看门狗，如果没有尾纤连接直接延时约10 ms后清除看门狗;看门狗清除完毕后回到循环初始开始下一次循环。

3.3 OTDR模拟训练器材仿真软件设计

OTDR模拟训练器材仿真软件功能是模拟实际TFS3031型OTDR的工作流程。由于TFS3031型是一台基于嵌入式处理平台，软件是直接运行硬件平台上，软件的工作流程也是工作基于判断和跳转的结构化程序工作模式。

软件采用高级语言C++设计，并且在WIN-DOWS平台上运行，但是，它要模拟一个结构化编程设计的软件工作机制，所以屏显控制软件主要部分也是采用结构化编程的思想实现。TFS3031型OT-DR工作流程复杂，结合屏显控制软件的功能，采用图5所示的结构流程。软件启动后，在不断地监听接收按键信息和刷屏消息，如果没有新的按键消息，系统将按照当前的显示状态刷新屏幕;如果接收到新的按键信息，系统将对按键信息进行分析，修改显示状态，并按照新的显示状态刷新屏幕。OTDR是一种功能强大的智能仪器，所以其显示状态比较繁多，主要显示状态大约有二十多种，每个主要状态下面还有几种到几十种关联变换状态，这样整个OTDR的显示状态大约有三百余种，而且这些状态之间存在相互的联系和跳转，这样图5就不能够将所有状态一一列举，只能将整个软件设计的主要思想简单地呈现出来。

4 结束语

系统应用三维虚拟仿真技术来实现光缆线路路由，并且可在虚拟环境中实现对光缆的任意路由点破坏，免去了训练场地建设投入和训练中光缆线路的破坏，极大地降低了相关技能训练成本;对于故障出现后的告警状态模拟和光缆故障测量仪器的人机交互和结果呈现又采用实物形式模拟，提高了模拟仿真训练系统的真实性。系统研制成功后的大量试验表明，该模拟训练系统，基本满足了通信线路专业在光缆故障测量与定位方面的技能训练需求，且功能较齐全、模拟逼真、使用成本低廉。

摘要：介绍了一种采用虚拟仿真技术和实物模拟相结合的光缆线路故障测量与定位训练系统设计方法。系统应用三维虚拟仿真技术来实现光缆线路路由的呈现、故障生成,对于故障出现后的告警状态、光缆故障测量和测量结果显示又采用实物形式模拟。训练时可以在虚拟场景中生成光缆线路故障,无需专用线路训练场地和对实际光缆线路的破坏,降低了光缆故障测量与定位技能训练门槛。

关键词：光缆线路,故障测量,虚拟仿真,模拟训练

参考文献

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CT模拟定位的配置要求与质量保证篇9

1 CT模拟机的构成与特性

CT模拟机主要由以下几个部分组成:大孔径的CT机;平板床;计算机控制台;模拟机工作站;激光定位系统。CT模拟机机房的设计标准与诊断性CT机一致。

1.1 影像分析设备

由于CT值可以直接被计划系统用来进行剂量计算, 因此CT值的采集要求一定的精确度。

1.2 模拟定位床

诊断性CT机为了使患者外形呈圆弧状并尽可能位于CT扫描幻孔径的中央, 以减小影像重建时的误差, 治疗床的设计多采用弧形。而放射治疗使用的加速器的治疗床一般为水平床板。因此, 在CT模拟机的实际应用中, 需要附加一个均匀密度的水平床板。考虑到散射可能对CT值产生的干扰, 推荐使用低密度的碳纤维做床板。模拟定位床的进床精度对保证影像重建的质量和DRRS图的准确性具有重要意义。

2 CT模拟定位系统的功能

2.1 CT模拟定位系统的功能

肿瘤的正确定位;提供照射野的剂量分布;产生数字模拟影像;帮助设计合适的照射野;产生模板以供制作铅挡或MLC形状。

2.2 定义肿瘤靶区及重要器官

由于CT模拟机可以为治疗计划系统提供高质量的CT图像资料, 已经发展成为现代放射治疗技术中重要的组成部分。医师在CT图像上逐层勾画出肿瘤的轮廓, 从而定义肿瘤靶体积 (GTV) 。根据肿瘤侵袭的微观特点, 临床医师在GTV的基础上, 外扩得到临床靶区 (CTV) 。考虑到器官运动及摆位误差的影响, 在CTV的外侧还要进一步扩展适当的距离行成计划靶区 (PTV) , PTV是一个几何概念, 计划设计者通过优化照射野对PTV的覆盖情况, 保证CTV接受了均匀处方剂量的照射。同理可以勾画和定义重要的危及器官。

2.3 借助BEV功能

设计者可以从不同方向观察靶区及重要器官的覆盖情况, 通过优化布野方案, 保证肿瘤靶区的覆盖, 并尽量减少周围重要组织的覆盖。

2.4 组织不均匀计算

CT模拟机重建影像的CT值反映了X射线在人体组织中的线性衰减关系, 组织不均匀性校正对提高剂量分布计算的精确度具有重要意义。

3 CT模拟机临床应用注意事项

3.1 组织规范

CT模拟机的使用与诊断性CT机有所不同。作为放射治疗的重要组成部分, CT模拟机本身必须符合放射治疗质量规范的要求。若CT模拟机和加速器分别属于不同的部门。这时就需要建立跨科室的质量控制体系。

3.2 摆位与固定

CT模拟机的床板必须与加速器的床板一样为水平床板。此外, 患者在CT治疗床上的体位与固定方式必须与治疗保持一致。首次治疗时, 对一些胸、腹部病例, 患者的摆位还需要在X线模拟机上进行进一步验证。扫描时均要求患者采用浅呼吸。

3.3 体外标志点

定位技师在CT模拟时常放置3 个体表标记点, 标记点常常选用一些放射显影物质, 如铅点等。

4 CT模拟机的QA