精确的解剖信息是成功的放射治疗计划的前提条件,它能够把射线的能量全部照射到肿瘤组织,同时最大限度地降低周围正常组织的剂量。基于这个原因,图像质量在肿瘤放射学中非常重要。近几年来,随着成像设备性能(比如CT、MRI、PET等等)的提升,放射肿瘤学发展非常迅速。从原理上来说,CT图像以提供解剖信息为主,而PET与CT成像方式不同,它的图像信息以功能信息为主。PET可利用18F-FDG示踪剂在患者体内生化反应的机制,利用符合探测原理探测湮灭光子来确定肿瘤的位置。这两种成像方式有各自的优势,也有其自身的局限性。CT能够提供高分辨率的图像,但是不容易地区别肿瘤与正常组织；PET对肿瘤和正常组织之间新陈代谢的微小差异很敏感,但是PET提供的图像空间分辨率很差。这些局限性可以通过集成上述两种扫描模式加以解决。集成型PET/CT给放射肿瘤学的发展带来了独特的机会。集成型PET/CT可以提供PET和CT融合图像,这比单独进行两种检查更有价值。相对于专用型PET,集成型PET/CT的优势之一在于它可以利用CT数据进行衰减校正和解剖定位。这不仅可以缩短扫描时间,而且还可以提高肿瘤诊断的准确性。因此,在放射肿瘤学中采用PET/CT双模式进行放射治疗计划正在迅速得到认可。但是PET/CT融合精度是限制PET/CT双模式应用的一个因素。PET/CT融合精度一个小的误差有可能会导致正常组织受到大剂量的照射,使得放疗计划的效果变差。为了确保PET/CT图像满足临床诊断和引导治疗计划的要求,需要对PET/CT进行质量控制。质量控制的概念是：针对医学诊断设备,为使其处于最佳工作状态,所采用的一系列的具体方法及措施。质量控制主要包含两个部分的内容：一是性能指标测试,一是日常维护与预防维护。而PET/CT性能参数是体现设备质量好坏的主要参数,它分为三个部分：(1)PET性能参数,比如空间分辨率、灵敏度等等；(2)CT性能参数,比如密度分辨率、噪声等等；(3)PET/CT性能参数,比如图像融合精度等等,该参数也是本研究重点关注的内容。图像融合精度是反映PET图像和CT图像融合准确度的参数。作为一个整合系统,PET/CT设备要具有高度的图像融合精度。图像融合精度不仅影响病灶空间定位的准确性(疾病诊断结果的可靠程度),还影响着PET数据的衰减校正精度。但是由于PET, CT采集速度不一致以及两者图像空间分辨率的差异,导致PET/CT融合图像有会些许误差。通过测试图像融合精度,可以有效地指导PET/CT设备的验收、校正、故障检测和维修等工作。本研究以图像融合精度为研究点,设计和研制PET/CT图像融合精度测试体模,并针对该体模进行测试方法的研究。该体模的形状为圆柱体,外部直径为190mm,壁厚5mm,组成材料为有机玻璃(PMMA)。该体模内部包含了四个圆柱棒以及三个试管。采集数据时,实心的圆柱棒作为测试冷区,装有放射性液体的试管作为测试热区。测试时,本研究分别采用两个不同的扫描条件对测试体模进行扫描。最后,为了获得图像融合误差值,需要分别测量CT图像和PET图像中物体的中心坐标值。首先,本研究采用MATLAB对CT图像进行数据处理。为了准确地测量CT图像中物体的中心坐标值,需要对图像进行圆心定位检测。为了提高测量的准确度,在进行Hough变换(Hough Transformation,HT)前,需要对CT图像预处理。预处理步骤包括了图像二值化以及边缘检测。边缘检测是图像处理和计算机视觉中的基本问题,边缘检测的目的是标识数字图像中亮度变化明显的点。边缘检测的算子有很多种,本文采用Prewitt算子,该算子抗噪性强、检错率低、检测效果好。图像预处理后,采用Hough变换圆检测算法进行圆心定位。Hough变换是利用图像的全局特性将边缘像素连接起来组成区域封闭边界的一种方法,它实现的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。本文详细介绍了基于传统Hough变换的直线检测及圆检测,传统Hough变换圆检测算法的基本思想是将图像的空间域变换到参数空间,用大多数边界点满足的某种参数形式来描述图像中的曲线边界,由于圆的参数空间是三维的,所以进行检测时需要消耗非常大的计算时间及存储空间。本研究采用的随机Hough变换检测圆的方法,该算法减少了无效累积的检测,极大地降低了计算量与资源需求,提高了检测速度。其次,本研究采用IDL(Interactive Data Language)对PET图像进行数据分析。利用IDL内置函数PROFILE绘制PET图像中物体的灵敏度剖面线,然后确定物体的中心位置。最后,两者坐标差,就是图像融合误差值。本研究采用自制体模可以有效地测量PET/CT图像融合精度,该体模可作为日常质量控制项目的体模进行测试。