胶片特性

胶片特性（共4篇）

胶片特性 篇1

1 前言

传统电影制作的中间片因为没有很多需要控制的可变因素,所以相对比较简单,几十年来电影行业用传统中间片制作出了许多优秀的作品。然而数字中间片(DI)与传统制作的中间片相比较,确实具有不少优势,这一情况引起了电影摄影师的关注,但新技术的成熟性、是否会引起影片质量的衰退等问题,同样也受到人们关注。例如,数字色彩校正可以将图像处理成任意状况,那么它是否还可以保持最初的创作意图?怎样操作才能确保数字中间片的质量优于传统制作的翻正翻底,这是一个很实际的问题。一方面我们要求在数字处理时要精确地还原原始场景;另一方面还要求电影洗印厂保证加工药液稳定,并且要把握好胶片的控制技术胶片的感光特性和感光测定等,只有将数字处理技术和洗印加工技术有机地结合起来,才能制作出高质量的数字中间底片。

2 彩色底片胶片

彩色底片由3层乳剂层组成[1],它们是黄色过滤层、保护层以及安全片基上的其它涂层,且分别对红色、绿色和蓝色光感光。每个乳剂层再叠加有3层乳剂,黄色过滤层可以防止任何蓝色光漫延到绿色感光层和红色感光层,因为绿色、红色感光层对蓝光十分敏感,在底片显影加工过程中会将黄色过滤层去除。

2.1 亮度的视觉

人的眼睛所能察觉到的明与暗,是与亮度的对数值相关联的,当灰度值是一组以公比为2的等比级数时(例如,50、100、200、400…50×2k…cd/m2,与之相应的对数值,即可表示为0、+1、+2、+3…K…(光圈)或表示为0、0.30、0.60、0.90…(曝光量对数),注:对灰度值取以为底的对数k并设lb50为零光圈),此时人眼感觉到的亮度在均匀增加。而当灰度值数列是一组以公差为50的等差数列时(例如,50、100、150、200、250…50+(K-1)×50…cd/m2),人眼感觉到的亮度的增加是不均匀的,并且亮度差变得越来越小。因此,人眼在阴影中所感觉到的绝对亮度差要高于在亮部中所感觉到的绝对亮度差。也就是说,一位专业技术人员可能看出10和11cd/m2(坎德拉每平方米)之间的亮度差,却不能看出400和401cd/m2之间的亮度差。

图1显示了底片是如何将相关的场景亮度记录成密度的,曲线中的标记为2%黑色、18%灰色和90%白色点的位置,图中将场景亮度,表示为曝光量对数,其中0.3个单位等于一档光圈。图1(本文所有的胶片特性曲线)显示的是绿色染料层的密度,测量的密度是片基以上的密度,即已减去了未曝光的胶片密度,曲线的直线部分的斜率约为0.60,此值称为“格码值”。因此0.3lgE的曝光增量相当于增加了0.3×0.60=0.18lgD密度。由于可以拍摄到具有较宽对比度范围的场景,所以底片仍然是目前广告片和故事片制作中最常用的图像捕捉媒介。

2.2 彩色底片胶片的特性

彩色底片的第1层感应蓝光,黄色的过滤层防止任何蓝光漫延到绿光感应层和红光感应层,因为这层感光层同样也感应蓝光在工艺加工已曝过光的胶片时,形成了黄色、品红色和青色染料。彩色底片最大曝光部分和最小曝光部分分别产生最大量和最小量的图像染料,形成了色调范围和颜色相反的图像。

2.3 彩色底片胶片的曝光

底片曝光依赖于场景中物体的亮度,亮度的绝对值通过选择相应胶片的感光度和镜头光圈组合来补偿,物体的相对亮度决定了图像的色调合成,其表面的亮度是以烛光/平方米或英尺朗伯为单位进行测量,两者都为线性指标,当物体表面散射/反射翻倍时亮度就加倍。在图2场景中,路面的亮度大约为房子前面的投影亮度的16倍,一些反射到屋顶的阳光又为路面亮度的32倍。从动态范围上看,该场景中最亮到最暗部分的比率大约为500∶1。摄影师更喜欢通过“光圈”来改变曝光量,这是一个对数指标,如果物体表面散射/反射两倍光线则称为“高一挡光圈”。换句话说,图2中的路面比阴影部分高4挡光圈,一些高光部分比路面高5挡光圈,该场景的动态范围为9挡光圈。一挡光圈的变化等于0.3lgE。

表1是不同曝光量单位之间的对照,从中可以了解光圈、曝光量对数和线性曝光之间的关系。

表1中某胶片的感光度和亮度的曝光值(EV)取的是绝对值(单位为cd/m2或fl),其它指标为相对值。如果强度为1英尺烛光(1英尺烛光=10.764勒克斯)的入射光落在理想的漫反射镜上,则有1英尺烛光(1英尺烛光=3.426cd/m2)的光线反射出去,如果物体的反射系数为18%,则亮度就为0.18英尺烛光或0.617cd/m2。

2.4 彩色底片胶片的透光率和密度

照射在胶片上的光,一部分会透过胶片,而另一部分会给胶片吸收。透过的入射光的比率叫做透射率或透光率(T)。例如,光照为200单位,胶片置于光源和传感器之间,此时传感器上的读取值为100单位,即透光率为0.5,并且此值会随着胶片的变暗而降低。阻光度为透光率的倒数值,它随着胶片的变暗而增加,因此用它来表示黑度比透光率更方便,其数值范围可在1到10 000之间变动。通常用密度(阻光度的常用对数)来表示透光率或阻光度。如同阻光度一样,密度也随着胶片变暗而增加。密度还有一个附加的优点,它可以根据我们的视觉来判断胶片的暗度。例如,通过视觉判断,将1.0密度描述为0.5密度的2倍暗度。彩色底片必须用密度仪的“M状态”来测量RGB 3种染料密度,“M状态”是由ISO国际标准规定的,它用于定义3个染料层可见光的光谱范围。“在片基以上的密度值”指的是所测得密度减去未曝光胶片的密度。

2.5 透光率、阻光度和密度之间的数学关系

a.透光率(T)=透射光/入射光;

b.阻光度

c.密度(D)=lgO;

d.

e.D=-lgT。

2.6 彩色底片胶片的特性曲线

目前的彩色底片有9档光圈的宽容度(约线性指标的500∶1)[2],在图2中显示了5个有具体色调值的部分:

(1)深黑色,场景中的这部分非常暗,几乎就相当于没有将底片曝光,没有可见的细节部分;

(2)2%黑色,带有一些可见细节的最低值,它比中灰要低三档光圈;

(3)18%灰色,场景中的平均反射情况;

(4)90%白色,比中灰高两档光圈;

(5)高光部分比白色高两档光圈。

图1表示了底片如何将场景的色调范围以胶片密度的方式再现,这样一个图示叫做胶片的特性曲线图。也就是曝光量对数和相应密度之间的关系,用特性曲线分段来解释。根据图3不同部位分为A、B、C、D 4个点和它所形成的AB、BC、CD三曲线段来研究:

(1)AB段我们称之为特性曲线的趾部,在这一部分中底片密度是随着胶片曝光量的增加而上升,它的斜率(dD/dlgH值)也随着曝光量的逐步增加而提高,但它并不是一个固定值;

(2)BC段密度的变化则是与曝光量的变化成正比,它的斜率(dD/dlgH值)是固定不变的,即是一直线段。这一部分我们称之为胶片特性曲线的直线部分,密度点B、C相应的曝光量对数差(lgH)称为胶片的曝光宽容度(L)。胶片的曝光宽容度是指能按比例记录景物最大的亮度范围,宽容度大的胶片在使用时曝光的伸缩性大,使用宽容度小的胶片在掌握曝光时就比较严格;

(3)CD段为特性曲线的肩部,在这一部分密度虽然也随着曝光量的增加而上升(反转部分除外)它的斜率(dD/dlgH值)则相反,是随着曝光量的增加而降低,高光部分的最大密度约为片基值以上1.6lgD。

2.7 密度、曝光量对数、格码和宽容度之间的数学关系式

a.格码

b.宽容度

3 彩色中间片胶片

中间片胶片具有高清晰度和超细颗粒[1,3],它对红、绿和蓝光都敏感,并能准确的再现色彩层次、色彩平衡和丰富的色调,主要用于制作翻正翻底。图4(1)和图4(2)分别将中间片和彩色底片胶片(感光度为ISO50°)的图像通过AR-RISCAN扫描并放大,其胶片放大区域约在0.1mm2,通过比较,可以清楚的看出它们的颗粒度。

例如,未曝光的彩色底片胶片感光度为ISO500°,实际密度是在平均片基密度±0.2lgD之间,如果在制作中间底片时,没有0.2lgD的偏移量,从图5中可以看出,颗粒分布将只剩下零密度线的左侧部分。目前制作数字中间底片一般都使用彩色中间片胶片,并且通过激光胶片记录仪输出。

图6中垂直轴上的数字为片基以上的相对密度,轴线旁边的数值为LAD目标密度的绝对值。例如,0.8的原底LAD密度印到翻正LAD上密度值为1.15,这样就留下了足够的空间来调整翻正LAD的密度范围,翻正LAD密度最终被复制到翻底LAD上密度值为1.00,虽然翻底中的密度范围与原底中的密度范围相同,但是片基以上的密度值已偏移了0.2lgD。为了防止原底片的损坏,在被翻正到中间片上后,该翻正要再次翻底到相同的中间片材料上。因此为了满足所有影院同步上映需要,就需制作多个翻底片来印制拷贝。

3.1 彩色中间片胶片的特性

中间片和底片的结构相似,在ECN-2工艺中加工,中间片的灵敏度比底片相对较低。由于复制过程不应将额外的颗粒引入图像,因此中间片的颗粒十分精细(参考图4(1))。中间片(翻正和翻底)的密度是通过密度仪“M”状态来测量。

3.2 彩色中间片胶片的特性曲线

中间片的特性曲线在2.0lgE范围是线性的,因此它可以复制底片的密度范围,格码值约为1.0。由于底片总会显示出颗粒,甚至在未曝光的区域中也一样,见图5,因而翻底必须比原底密度更深,否则,将会损失阴影部分的层次,从图6中看到,翻底时密度会偏移0.2lgD。

洗印厂是根据LAD目标密度进行制作的。LAD为底片中一组标准密度的数值,在制作中间正片、中间底片或拷贝片时,该数值被印制为指定的目标密度。其密度与色彩之间的平衡,是通过控制印片机的RGB光阀来调整的。一级级地增加或减少每个颜色通道中的光的强度称之为光号。光号以0.025lg E为一个单位,从1号光逐级递进,直至50级。

4 彩色正片胶片

电影正片的特性曲线比底片的特性曲线更陡峭并且更偏近于S形,其实际格码值约为4.0。从图7(2)中看到,正片的曝光随着底片密度的减小而降低,这就是曲线的方向与图7(1)的曲线方向相反的原因。正片中的染料形成层的顺序也与底片不同。

4.1 彩色正片胶片的特性

从胶片的结构可知,正片染料层排列的顺序不同于底片染料层的排列[4,5],正片染料层第1层为绿色感光层,其次为红色感光层,最后为蓝色感光层,经过ECP-2D工艺冲洗后形成品红色、青色和黄色染料层。正片密度是根据ISO国际标准规定,用密度仪“A状态”来测量。

4.2 彩色正片胶片的特性曲线

正片的特性曲线不仅比底片更陡峭、更偏近于S形,将图7(1)与图1进行比较还可以看出,正片的密度范围也要高的多,发行拷贝的最高密度大约为4.0,它的实际格码值约为4.0。正片加工是用LAD来控制的,LAD有3块灰板,90%白色、18%灰色和2%黑色,正片LAD的目标绝对密度值为R1.09、G1.06、B1.03,其底片密度和正片密度之间的关系,见图7(2)。

5 彩色拷贝的放映

从理论上讲,正片影像的亮度间距和细部与光学影像的亮度间距和细部的绝对值相等,也就是说被摄景物的亮度间距与细部应能如实地在银幕上再现出来。但在实际操作中,由于摄影机镜头所产生的漫射光会使光学影像亮度间距缩小,细部受到严重的损失,这损失情况在强亮度部分较少,中等亮度略有损失,而在弱亮度部分损失较为严重,而且这种损失并不是一个固定值,它是随着某些因素而变化的。

(1)决定于景物强光部分与阴暗部分的亮度比值。被摄景物强光与阴影各占影像的1/2时,景物强光部分亮度越高,所形成漫射光就越多,因此光学影像的亮度间距和细部损失也就越大,比值距离也大;

(2)决定于景物强光部分与阴暗部分所占影像的面积。假设强光部分在影像中所占据面积越大,通过镜头所产生的漫射光就越多,光学影像亮度间距和细部损失就越大,反之损失会小些。同时,由于使用了底片和正片特性曲线的趾部,也使底片的密度间距和正片的密度间距大大缩小,放映机镜头、银幕和放映厅四周墙壁所产生的漫射光也会使影像的亮度间距和细部受到一定的损失

图8中的垂直轴的单位为相对银幕亮度的常用对数[1],称作可视密度,A线条为最佳印透曲线,而B线条则显示了影像上0.5%的杂光的影响,水平轴表示底片的相对曝光量对数。

当彩色底片或翻底片被印成正片并放映时,图8显示了印透曲线以及实景和银幕亮度之间的关系,印透曲线的格码值为中等标度值2.4(底片格码值约为0.60,中间片的格码值约为1.0,彩色发行拷贝的实际格码值约为4.0,即0.60×1.0×4.0=2.4),同样,从图8中可以看到阴影和高光部分被压缩了,洗印厂的感光测定光楔与原始场景并不是一一对应的,它有以下3种原因:

(1)对比度减小。电影正片的密度范围为4.0lgD,意味着放映的影像亮度比率为104∶1或10000∶1,这将超过拍摄的场景对比度,但是杂散投射光使得实际的银幕对比度减小(从放映银幕的光线反射到房间墙面,再反射回银幕上,两种效果称为杂散光),相当于一个良好的放映厅最大银幕亮度的0.5%到1%,0.5%似乎为较小的数字,但是图8显示了杂光是如何使放映影像的对比度从10000∶1(4lgD)减小到200∶1(2.3lgD)的。因此,电影行业不得不将场景对比度压缩到500∶1或200∶1的银幕对比度;

(2)较低的绝对亮度,放映的绝对亮度(约为50cd/m2)对于大多数原始场景(几百cd/m2)来说相对较低,这将让人感到影像亮度对比度较低和色彩较少,电影行业的高格码值可以部分解释对这些效果的补偿;

(3)当在一间较暗的几乎看不到其它可视参照物的放映厅中放映正片时,黑暗环境中观察到的图像对比度似乎比光线较弱或明亮的环境中观察到的图像对比度更小。这种效果之所以会发生是因为黑暗的环境会导致图像的黑暗区域变得较浅,而对明亮的区域影响较小。

由于观众会适应放映的图像,因此在高于正片最小密度的密度上复制白色是可以接受的(见图8中的90%级)。这就有可能使用正片的某些密度范围来复制白色以上的亮度层次,如高光部分的光谱。与此相比较,反射图像(如照片翻拍)则必须在接近最小密度的值上复制白色,因为在典型的观察环境中包含着会对观众产生视觉影响的白色物体,带有较暗白色的反射图像看起来会过暗。

6 结束语

彩色底片是以线性方式将对数场景亮度记录为密度。而电影行业的印透曲线是非线性的,并记录了摄制实景和银幕亮度之间的关系,它压缩了阴影和高光部分,其中间色调的格码值约为2.4。能形成该转换曲线有几个原因:银幕对比度比实景对比度小;银幕亮度比实景亮度低;观众在较暗的环境中对亮度的适应;放映的影像可以显示反射影像中没有的高光信息。

参考文献

[1]The ARRI Companion to Digital Intermediate[EB/OL].http://www.ARRI.Com.

[2]罗德里克T.雷因(李寿颐翻译).彩色感光测定原理,[M].内部参考,1982,3:12-134.

[3]FUJI Color Recording Film ETERNA-ROI for DigitalIntermediate 8511/4511 and Color Positive Film 3510[EB/OL].http://www.FUJI.Com.

[4]AGFA Colour print film CP30[EB/OL].http://www.AGFA.Com.

[5]KODAK Vision Color Print Film 2383 and Color Inter-mediate film 5242/2242[EB/OL].http://www.KODAK.Com.

富士胶片收购Salmat 篇2

BPO是指企业将运营活动外包给专业服务商, 包括规划、设计和行政管理在内。低成本、高品质的服务令越来越多的企业开始采用BPO, 以优化工作流程, 提高工作流程质量。据预测, 全球BPO市场预计将以平均每年5%到7%的速度增长。

富士胶片控股此次全额收购的SDMS及其子公司和SAL管理下的BPO业务, 也是Salmat经营的主要业务之一。在2012年6月, 其销售总额和基础EBITA (前利润) 分别为3.16亿澳元和4950万澳元。其BPO业务包括打印重要商函并寄给最终用户, 如:电费、燃气费、水费和通信费的发票和银行对账单;数字化并自动处理企业客户的发票帮助其降低成本;通过邮件发送信息, 将文件扫描生成数据库, 并负责管理/存储这些信息。这家公司利用先进的IT数据管理能力, 通过自动化工作流程, 将数码印刷设备和工作流系统相连接, 成功帮助客户优化企业运营、提高效率、降低成本。

医院电子胶片系统的建设与应用 篇3

本院对信息化建设相当重视,投入了大量人力、物力,并相继建成了病人基本信息管理有医院信息管理系统(hospital information system,HIS),住院病人病历管理有电子病历系统(electronic medical record,EMR),放射科有放射科信息管理系统(radiology information system,RIS),检验科有检验科信息管理系统(laboratory information system,LIS),医学影像管理有影像存储和通信系统(picture archiving and communication systems,PACS)。通过这些信息系统实现了医院内部管理模式的变革,提高了工作效率。随着病人对医院服务的需求日益增长,对医院的流程管理提出了更高的要求,信息化建设也逐步深入到医院各科室的每项业务中。影像介质的管理、发放作为放射科的主要工作内容之一,对放射科乃至整个医院的有序运行至关重要,因此引入电子胶片系统势在必行。

1 瑞金医院影像介质管理现状

瑞金医院放射科早在2002年就已建成PACS和RIS系统,属于国内较早一批实现放射科信息化的单位。所有检查影像以数字化的形式,通过网络传输到各个终端,医生则在电脑终端进行软读片,传统胶片已不再作为最主要的介质存在。但由于病人对胶片的需求量依然很大,瑞金医院放射科还是提供了胶片打印和发放的服务。现有流程中,每个设备机房都配备了专人进行胶片打印工作,首先过滤出需要打印胶片的申请,并对这些申请进行影像挑选、排版及打印,最后将打印成的胶片和影像检查报告配对、装袋存档,待病人领取。其中所消耗的人力、时间和空间成本很大,且效率低,易出错。病人在领取过程中,如有增补胶片的申请,则需要另安排专人进行排版打印,增加了等候时间,降低了满意度。同时,如已打印存档的胶片一直无人领取,既造成了浪费,也增加了医院管理成本的提高。

在临床科室方面,瑞金医院也较早完成了PACS系统与HIS系统的集成,临床医生在各PACS终端就可同步获取到放射检查影像。但近年来影像设备技术发展迅速,能谱CT、双源CT、乳腺MRI及多期相动态扫描等后处理成像技术产生的影像数据量成几何级数上升,一次可达成百上千人,虽然获取到的信息量更多了,但对临床科室浏览也带来了新的问题。首先,临床科室并不需要获取全部原始数据,而更关注能直接起到辅助诊断作用的关键影像;其次,大数据量传输也明显增加了网络和存储的负担,导致临床科室获取影像耗时增加,诊治效率降低,病人的满意度也受到影响。

针对上述问题,医院计划通过实施电子胶片管理系统,省却原来繁琐的工作,实现胶片和报告的按需打印,避免错误和浪费,对激光相机和胶片耗材的使用进行精确管理,电子胶片可长期存储、随时查阅及打印。同时将电子胶片作为关键图像提供给临床终端,减轻网络负担。

2 系统的设计与实现

2.1 放射科工作流程设计与实现

电子胶片系统是将胶片以数字化的方式进行存储,待需要时进行打印。目前的实现技术主要有虚拟胶片打印法和关键影像标注法二种。虚拟胶片打印法是使用DICOM打印服务程序替代传统激光相机,接收影像设备打印胶片的指令和数据,构造生成电子胶片保存到磁盘阵列中[1]。这种方式的优点是不改变放射科固有操作模式,仍然由机房工作人员完成打印排版,但缺点是电子胶片需要生成新的图像,耗费存储空间[2]。关键影像标注法在诊断医生标注关键影像的同时,完成对关键影像的打印排版,同时将打印参数和排版信息作为一次打印任务保存到PACS数据库中。其优点是只记录关键影像标准,不生成新的DICOM图像,不会耗费存储空间,而缺点是需要改变放射科固有操作模式,改由诊断医生来完成打印排版[2]。结合瑞金医院放射科的实际情况,医生书写和审核报告的工作量已接近饱和,难以再承担胶片打印排版的工作,故选择采用虚拟胶片打印法。以下是实施电子胶片系统后的工作流程设计:

(1)机房工作人员保持现在的工作方式不变,仍然在设备控制台、后处理工作站、PACS工作站上执行排版打印。但输出的目的相机选择DICOM打印服务器。

(2)DICOM打印服务器接收设备或PACS工作站的打印请求,将数据缓存为电子胶片存储在服务器的磁盘阵列上,同时在数据库中建立任务索引。执行任务的自动匹配,将任务与患者检查记录建立关联。最后将匹配成功的电子胶片保存到PACS存档服务器中。

(3)发片处工作人员在患者来取片时,可通过就诊卡、住院号、床位号、患者编号等查询到报告和电子胶片任务,执行打印动作。工作人员可选择打印报告、打印胶片或同时打印报告和胶片。

实现的流程设计如图1所示。

2.2 电子胶片存储方案设计与实现

针对虚拟打印方案带来的消耗存储空间问题,决定采用在线加离线存储的模式,在线存储6个月内的电子胶片数据,6个月以前的数据离线备份。根据2011-05-23~2011-05-29(1周)整个放射科检查数据的统计(不包括体检):X光:3 658人次,CT:2 497人次,MR:932人次。一般CT/MR打印较低分辨率(2048×2 560)时,每张电子胶片容量在5 MB~6 MB左右;普通分辨率(4 400×5 306)时,每张电子胶片容量在20 MB~24 MB;较高分辨率(6 900×8 400)时,每张电子胶片的容量在50 MB~60 MB;X光打印分辨率(8×10规格)2 400×3 000,每张电子胶片的容量14 MB~20 MB。据此标准估算每日电子胶片数据容量如表1所示。

据此估算6个月的在线存储需要(2~3)T B容量,对于6个月前的历史数据则采用硬盘数据离线备份方案。

3 电子胶片系统的应用及价值

3.1 电子胶片系统在放射科的应用

电子胶片系统在放射科的应用价值主要体现在两方面,首先是放射科工作流程的优化。传统胶片转换为电子胶片后,以DICOM图像的形式保存在服务器中,待病人前来领取检查结果时,再与影像报告一同进行打印后发放给病人,节省胶片和报告配对、装袋所消耗的人力,降低出错概率。而且具备重复打印功能,确保每次打印的胶片内容一致。其次是减少对影像介质管理的成本投入,电子胶片是全数字化存储,可以省去管理及存放胶片所需的人力、物力成本,也降低了因为病人未领取而产生废片的可能性[3]。根据统计,瑞金医院电子胶片系统自2012年1月投入使用,至2012年11月底,共打印出胶片101 988张,而实际申请需要胶片131 537张,依次计算共节省胶片29 549张。

3.2 电子胶片系统在临床科室的应用

电子胶片系统使用后,临床科室PACS终端只能查看作为关键影像的电子胶片,减少大量数据传输,减轻网络和服务器负载压力。此外通过改造,各临床PACS终端可以直接打印出纸质放射科诊断报告,且报告上含有符合质控规定的诊断医师电子签名,具有法律效力,可以减少派送等候时间,使得临床科室在最短的时间内获得检查的全部结果。通过这种方式,临床医生所看到的是与放射诊断报告内容描述相一致的关键影像,帮助临床医生进行阅片的优化,有效提高临床诊治效率[4]。

4 建设及应用过程中遇到的问题及展望

电子胶片系统是与PACS、RIS、HIS系统紧密结合,却又相对独立的系统,因此在系统各环节,如检查信息获取,电子胶片数据存储以及临床科室浏览等都存在与其他信息系统的接口,由于各系统之间接口的复杂性,给电子胶片系统的建设造成不少难点,经过多厂商之间多次协商、修改才最终确定接口规范及实现方法。又如本系统使用的虚拟胶片打印法,该方法需要通过光学字符识别(Optical Character Recognition,OCR)的方式将电子胶片上的关键字段(如病人的影像号(PatientID)和检查编号(AccessionNumber))等识别出来,并利用识别出来的关键字段,从RIS系统接口获取病人的检查信息与打印任务进行关联[5]。在实际使用过程中,由于部分影像设备产生胶片上的关键字段内容不完整或字体模糊等原因,使得OCR方式无法读取,而导致电子胶片与RIS检查信息无法匹配,只能通过手工匹配的方式弥补。虽然只有不到5%的未匹配率,但依然增加了实际工作量。

这些问题产生的主要原因是由于缺乏一套完善的技术标准,各厂商在遇到问题时无法可依。且受到不同设备厂商的限制,多数影像设备及PACS软件并不具备或不完善虚拟打印技术。随着电子胶片系统逐渐成为继PACS、RIS系统之后,医院放射科又一必备的信息化系统,相应的实现方案和技术标准也会不断完善,逐渐形成统一。届时电子胶片系统将会更好的为医院服务,通过优化科室工作流程,来实现提升服务质量,提高病人满意度。

参考文献

[1]杨志延,王景中.基于DICOM标准的打印工作站的设计与实现[J].中华现代影像学杂志,2006,2(3):156-158.

[2]姚侃敏,陈克敏,潘自来.电子胶片对于提高医院服务质量的价值[J].中国医疗器械杂志,2012,36(6):449-450,455.

[3]李晓飞,陈照宏,陈志安,等.胶片实时集中打印,放射科胶片打印的新趋势[C].中华医学会影像技术分会第18次全国学术大会论文集,2010:420.

[4]樊树峰,黄金标,李政,等.关键影像标注和电子胶片在临床工作中的应用[J].生物医学工程学进展,2009,30(3):163-168.

调强放射治疗的胶片剂量验证 篇4

本文介绍胶片进行调强剂量验证,通过验证胶片可以快速获得调强放射治疗计划的二维剂量分布。验证胶片经调强治疗计划出束曝光后得到是光密度值(OD),要得到需要的剂量分布,需要通过胶片的光密度一剂量特性曲线将光密度值转化为剂量值[2]。

1 材料与方法

1.1 验证程序和设备

加速器输出剂量的刻度:在剂量验证前,首先检测加速器输出剂量,在二维水箱中使用IBM公司的Dose1剂量仪和0.6 cc电离室(均由国家计量部门检定)对IMRT所用的加速器进行检测和刻度,得到在标称条件下1 MU=1 cGy,误差<0.1%。

1.2 使用设备

(1)胶片:美国产EBT3胶片,用FilmQA Pro验证软件系统对加速器射野剂量数据进行分析处理;(2)治疗计划系统:核通公司Oncentra逆向治疗计划系统;(3)加速器:Varian cx 6MV X射线。

1.3 验证模体

验证模体为30 cm×30 cm×30 cm厚度不等的固体水模板拼装的模体,按照治疗床的测量位置摆放,激光线对准摆位标记,按3 mm层厚进行扫描,CT图像传送到治疗计划系统。

1.4 治疗计划资料

2012年1月～9月,临床实际使用的调强放射治疗的患者计划随机抽取68例。

1.5 模体计划的生成

模体CT图像传人治疗计划系统,将临床医师确认的患者治疗计划,移植到模体,设计验证计划。机架角全部归零,而其它射野参数不经任何变化进行爆片。

1.6 验证方法

将验证计划输入到加速器,将分析结果与相应的治疗计划进行比较。使用电离室进行绝对剂量验证,和相应计划的计算结果进行比较,得出模体中心点的绝对剂量误差;使用胶片验证进行相对剂量验证,采用计算Gamma指标[3],比较测量和计算的剂量分布。

1.6.1 固体水模体CT模拟定位:

模体为30cm×30cm×30cm的固体水,验证模体进行CT扫描时分两组,第一组:电离室组,在其中央插孔处置入一根0.6 cc电离室,距离表面深度为5cm,该电离室每年送国家剂量院校正一次。第二组:胶片组,为30cm×30cm×30cm的固体水水模,按照测量位置摆放,在模体上贴上三个标记点,对准激光线,CT扫描层厚为3mm。

1.6.2 QA计划生成:

模体CT图象输入治疗计划系统后,将临床医师确认的30例患者治疗计划(患者同样需要CT模拟定位)移植到模体,将计算网格设为1层。机架角全部改为0,并计算后,从计划系统中传至FilmQA Pro验证软件系统。

1.6.3 胶片剂量响应的刻度:

参考Childress等[4]的方法利用最新的胶片刻度“One scan dosimetry”法,结合瓦里安加速器MLC特性,用EBT3胶片进行剂量响应胶片的刻度:首先在一张胶片上定义6个不同大小的照射野,胶片置于固体水体模中5 cm的深度处,分别照射不同剂量,进行剂量与胶片黑度值的响应刻度。

1.6.4 爆片:

将患者计划机架角全部改为0,计算后将验证计划传至加速器,胶片放置于过等中心点横截面处,然后进行出束爆片。将曝光所得胶片用扫描仪扫描,并输入FilmQA Pro验证软件系统。

1.6.5 扫描胶片,分析比较:

每次爆胶片都要两张,一张刻度片,一张患者片,为了确保胶片曝光后不同时间扫描产生最小的剂量误差,即<0.5%,应该在四倍于曝光第一张和最后一张刻度胶片的时间间隔后进行胶片扫描。比如:曝光两张胶片的时间间隔为5min,则胶片扫描应在最后一张胶片曝光完成20min或>20min的任何时间进行扫描,一般我们都是第二天再扫描。用FilmQA Pro验证软件系统分析比较TPS输出剂量图与实际爆出的剂量图。

2 结果

绝对剂量:68例患者中绝对剂量的百分相对误差统计为:误差在3%以内的共有52例,占76.5%;误差在3%～4%以内的为16例,占23.5%,完全达到国内一些已开展IMRT技术的单位其误差精度控制在5%以内的标准[5],且达到相关报道数据标准[6];相对剂量:胶片相对剂量评估结果显示,所有病例划通过EBT3胶片验证,经FilmQA Pro软件分析后,对剂量的验证以剂量偏差3%和3 mm距离偏差为控制标准通过率均在90%以上,达到国际公认标准[7]。

3 讨论

调强计划剂量验证均需要将绝对剂量验证和相对剂量验证相结合,电离室适合于绝对点剂量的验证,胶片验证可快速获得二维剂量分布,空间分辨率很高,。但是胶片的剂量响应关系可能受到照射能量、剂量范围、射野大小、测量深度,扫描设置、甚至不同批次的胶片等因素影响,仍可以达到3%、3mm的标准。通过对以上病例的测量研究,认为胶片剂量验证的程序规范、方法可靠,建立的相应误差标准值能较好满足质量控制要求,可作为调强计划治疗前标准的剂量验证方法。

摘要：目的 介绍和探讨调强放射治疗的胶片剂量验证方法,建立调强放射治疗的剂量验证体系。方法 通过体模移植的方法分别用电离室在水模体中测量IMRT治疗计划某点的绝对剂量,利用胶片验证比较TPS输出剂量图与实际爆出的剂量图进行比较分析逆向计划系统剂量计算的准确性。结果 所有患者的调强计划验证结果中等中心点剂量误差均在4%以内;相对剂量的验证以剂量偏差3%和3 mm距离偏差为控制标准,通过率均在90%以上。结论 调强计划胶片剂量验证方法可以保证调强放疗计划的安全执行。

关键词：胶片,剂量验证,调强适形放疗

参考文献

[1]戴建荣,胡逸民,张红志,等.针对患者调强放射治疗计划的剂量学验证[J].中华放射肿瘤学杂志,2004,13(3):229-233.

[2]于建义,金献测,吴式琇,等.调强放射治疗胶片验证的胶片校准[J].中国医学物理学杂志,2007,24(5):319-322.

[3]梁远,吴丹玲,冯国生,等.调强放疗个体化患者剂量验证[J].广西医科大学学报,2008,8(25):685-686.

[4]Childress NL,Dong L,Rosen II.Rapidradiographicfilm calibrationfor IMRT verification using automa ted MLC fields[J].Med Phys,2002,29(10):2384-2390

[5]周振山,于广辉,乔艳萍.调强放射治疗计划的剂量验证[J].中华放射医学与防护杂志,2005,25(1):67-70.

[6]Leal A,Sanchez D,Arrans R,et al.Routine IMRT verificationbvmeans of an automated Monte Carlo simulation system[J].Int JRadiat On.col Biol Phys,2003,56:58-68.