DORADO 3定位系統(tǒng)確定患者治療等中心的應(yīng)用方法

時(shí)飛躍，陳飛，秦偉，林強(qiáng)，趙環(huán)宇，葛小林，王婕婕，陳麗麗，茹正興

南京醫(yī)科大學(xué)附屬南京醫(yī)院腫瘤放療中心，江蘇 南京 210006

0 前言

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展，腫瘤放射治療步入了精確放療時(shí)代，三維適形和調(diào)強(qiáng)放射治療在國內(nèi)外廣泛開展，大孔徑的CT模擬機(jī)和可移動(dòng)式激光定位系統(tǒng)在放療領(lǐng)域得到開發(fā)和應(yīng)用[1-5]。CT掃描前，根據(jù)激光定位系統(tǒng)的激光線投影，放療技師在患者體表畫上3個(gè)“十”字并貼上鉛粒，作為參考坐標(biāo)系中心點(diǎn)的體表標(biāo)記。放療醫(yī)師勾畫完腫瘤靶區(qū)，物理師做好治療計(jì)劃后，需要根據(jù)計(jì)劃的等中心位置與CT掃描前所作的原始標(biāo)記的幾何關(guān)系，在患者體表重新標(biāo)記，確定治療等中心（又稱復(fù)位、移床）。確定治療等中心可在常規(guī)模擬定位機(jī)上或醫(yī)用直線加速器上完成，也可使用可移動(dòng)式激光定位系統(tǒng)在CT模擬機(jī)上完成。LAP公司生產(chǎn)的可移動(dòng)式激光定位系統(tǒng)包括DORADO 1，DORADO 3和DORADO 4等。DORADO 3系統(tǒng)不是真正的三維系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)確定治療等中心時(shí)還必須通過移動(dòng)CT掃描床進(jìn)行配合。本文結(jié)合我部門的放療設(shè)備，對(duì)使用DORADO 3系統(tǒng)確定患者治療等中心的具體應(yīng)用方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1 我院的放療設(shè)備

CT模擬機(jī)：西門子公司生產(chǎn)的SOMATOM Sensation Open CT模擬機(jī)，機(jī)架孔徑82 cm，配備Med-Tec全碳素平板床，除主機(jī)和輔機(jī)工作站外，還配有一臺(tái)具有虛擬模擬軟件的Vsim工作站[6-7]。

激光定位系統(tǒng)：LAP公司生產(chǎn)的DORADO 3系統(tǒng)。該系統(tǒng)由3支激光燈組成：安裝在CT機(jī)架兩側(cè)的2支激光燈（A和B）可沿與床面垂直方向（患者前后方向）運(yùn)動(dòng)，投射冠狀位激光線；機(jī)架上方的激光燈可沿定位床左右方向運(yùn)動(dòng)，投射矢狀位激光線。激光燈的驅(qū)動(dòng)可由手掌型的導(dǎo)航儀控制。

治療計(jì)劃系統(tǒng)（TPS）：Varian公司的Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)，版本為8.6。

醫(yī)用電子直線加速器：Varian公司的Clinac iX加速器，配備OBI系統(tǒng)和RPM呼吸門控系統(tǒng)。

2 兩個(gè)坐標(biāo)系

DORADO 3激光定位系統(tǒng)的坐標(biāo)系（稱L坐標(biāo)系），見圖1。Sensation Open CT模擬機(jī)及Clinac iX加速器所采用的坐標(biāo)系（稱T坐標(biāo)系），見圖2。由圖1～2可知，L和T坐標(biāo)系中Y和Z軸的方向有所不同。兩個(gè)坐標(biāo)系3個(gè)方向的坐標(biāo)值可通過如下公式變換：

xL=xT (1)

zL=-yT (2)

yL=-zT (3)

圖1 激光定位系統(tǒng)的L坐標(biāo)系示意圖

圖2 CT模擬機(jī)和加速器的T坐標(biāo)系示意圖

3 應(yīng)用方法

使用CT模擬機(jī)房里的DORADO 3系統(tǒng)確定放療患者治療等中心的具體應(yīng)用方法如下：

（1）在對(duì)患者進(jìn)行CT掃描前，將激光定位系統(tǒng)的3個(gè)激光燈均調(diào)至零點(diǎn)位置。根據(jù)激光燈投射出的3個(gè)“十”字交叉點(diǎn)，放療技師在患者體表（或體位固定裝置表面）畫出3個(gè)“十”字線并貼上鉛粒，作為參考坐標(biāo)系中心點(diǎn)的體表標(biāo)記。

（2）對(duì)患者進(jìn)行CT掃描。

（3）將掃描后的CT圖像傳輸并導(dǎo)入Eclipse治療計(jì)劃系統(tǒng)中。

（4）放療醫(yī)師在Eclipse的患者CT圖像上勾畫腫瘤靶區(qū)和關(guān)鍵的正常組織、器官，并給出處方劑量及分次方案。

（5）物理師制作并優(yōu)化治療計(jì)劃。在制作計(jì)劃時(shí)，物理師首先根據(jù)CT圖像上的3個(gè)鉛標(biāo)記點(diǎn)確定坐標(biāo)系的中心點(diǎn)（記為O），然后根據(jù)靶區(qū)的幾何結(jié)構(gòu)等因素確定射野的等中心點(diǎn)（治療等中心，記為O1）。O1在T坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值分別記為xT（O1），yT（O1）和zT（O1），設(shè)xT（O1）=a，yT（O1）=b和zT（O1）=c。

（6）由公式（1）、（2）和（3）計(jì)算出O1在L坐標(biāo)系中的3個(gè)坐標(biāo)值xL（O1）=a，yL（O1）=-c和zL（O1）=-b。

（7）將患者重新固定在CT掃描床上，體位與CT掃描時(shí)一致。將激光系統(tǒng)的3個(gè)激光燈均調(diào)至零點(diǎn)位置。使患者體表的3個(gè)原始“十”字線與激光燈投射的3個(gè)“十”字交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。注意在對(duì)準(zhǔn)后要按動(dòng)機(jī)架上的調(diào)零按鈕將CT掃描床的位置歸零（在進(jìn)出機(jī)架方向上，將目前CT掃描床的位置設(shè)置為0）。

（8）根據(jù)計(jì)算出的O1在L坐標(biāo)系中的3個(gè)坐標(biāo)值，使用LAP的手掌型導(dǎo)航儀移動(dòng)激光燈，使用CT機(jī)架面板上的按鈕移動(dòng)掃描床。待激光燈和掃描床移動(dòng)到位后，根據(jù)激光燈投射出的3個(gè)“十”字交叉點(diǎn)，在患者體表（或體位固定裝置表面）重新畫出3個(gè)“十”字線，這是治療等中心在體表的標(biāo)記。激光燈和掃描床的具體移動(dòng)方法為：① 將LAP導(dǎo)航儀上的x值設(shè)置為a，并驅(qū)動(dòng)機(jī)架頂部的激光燈移動(dòng)到位；② 將LAP導(dǎo)航儀上的z值設(shè)置為-b，并驅(qū)動(dòng)機(jī)架兩側(cè)A和B兩個(gè)激光燈移動(dòng)到位；③ 按動(dòng)CT機(jī)架上的按鈕，將CT掃描床的位置移動(dòng)到指示為c的位置。在L坐標(biāo)系的Y軸方向，由于激光燈無法移動(dòng)，只能移動(dòng)掃描床，掃描床的移動(dòng)方向與激光燈的移動(dòng)方向相反。若c>0，則yL（O1）=-c<0，那么應(yīng)把掃描床向遠(yuǎn)離機(jī)架方向移動(dòng)，移動(dòng)距離為c；若c<0，則yL（O1）=-c>0，那么把掃描床向靠近機(jī)架方向移動(dòng)，移動(dòng)距離為c的絕對(duì)值。

若a=2.20 cm，b=3.30 cm，c=1.50 cm，根據(jù)公式xL（O1）=a=2.20 cm=22.0 mm，yL（O1）=-c=-1.50 cm=-15.0 mm，zL（O1）=-b=-3.30 cm=-33.0 mm。將LAP導(dǎo)航儀上的x值設(shè)置為22.0 mm，z值設(shè)置為-33.0 mm，驅(qū)動(dòng)3個(gè)激光燈運(yùn)動(dòng)到位；按動(dòng)CT機(jī)架上的按鈕將掃描床運(yùn)動(dòng)到機(jī)架上顯示為15.0 mm的位置，即把掃描床向遠(yuǎn)離機(jī)架方向移動(dòng)15.0 mm。

4 小結(jié)

使用DORADO 3系統(tǒng)確定治療等中心的優(yōu)點(diǎn)：① 節(jié)約了醫(yī)用直線加速器的使用時(shí)間。若放療患者較多，使用加速器確定治療等中心將占用加速器的治療時(shí)間，影響患者的治療；② 提高了確定等中心的精度。醫(yī)用直線加速器和模擬定位機(jī)治療床移動(dòng)的最小距離單位為1 mm；而DORADO 3系統(tǒng)激光燈移動(dòng)的最小距離單位為0.1 mm，Sensation Open CT模擬機(jī)掃描床在進(jìn)出機(jī)架方向上移動(dòng)的最小距離單位為0.5 mm。

使用DORADO 3系統(tǒng)確定治療等中心需要注意的事項(xiàng)：① a、b和c的值最好選取為1 mm的整數(shù)倍；② Eclipse中顯示的距離單位為 cm，而LAP導(dǎo)航儀和CT機(jī)架面板上顯示距離的單位為 mm；③ 在將患者體表的原始“十”字線與激光燈的“十”字交叉點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)后，不要忘記將CT掃描床的位置歸零。

除了使用LAP導(dǎo)航儀，還可用LAP的IsoMark軟件驅(qū)動(dòng)激光燈的移動(dòng)；除了用CT機(jī)架面板上的按鈕，還可用主機(jī)電腦和控制盒相配合來控制掃描床的移動(dòng)；除了使用治療計(jì)劃系統(tǒng)，還可以用Vsim工作站的COHERENCE Dosimetrist Workspace確 定a、b、c的 數(shù) 值。 使 用DORADO 3系統(tǒng)確定的治療等中心位置是否準(zhǔn)確，不僅依賴于工作人員是否嚴(yán)格按照步驟進(jìn)行操作，還依賴于工作人員能否做好CT模擬機(jī)和激光定位系統(tǒng)的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制工作。

[1]胡逸民.腫瘤放射物理學(xué)[M].北京:原子能出版社,1999:538-544.

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