Portal Vision在放療擺位中的位置驗證

王坤亮，于得全，姚紅軍，高 宏

Portal Vision在放療擺位中的位置驗證

王坤亮，于得全，姚紅軍，高 宏

目的：利用Varian加速器上配備的Portal Vision（PV）在放療擺位中進(jìn)行位置驗證，確定治療的可行性。方法：使用Varian機器上配備的Portal Vision（PV）對數(shù)百例患者執(zhí)行治療計劃前擺位后的體位進(jìn)行拍片驗證，擺位結(jié)束后在機架為0°和90°方向上拍攝驗證圖像，分別將X、Y 2個鉛門開至10 cm×10 cm和15 cm×20 cm曝光2次。結(jié)果：將拍出的實際圖像用2種方法做出融合比較，統(tǒng)計誤差范圍。結(jié)論：減少了擺位誤差，大大提高了照射野的準(zhǔn)確性和可執(zhí)行性，為患者治療增強了信心。

擺位驗證；擺位誤差；Portal Vision；EPID

0 引言

展望放射治療的發(fā)展過程，從以前簡單的、普通的放療到如今的適形調(diào)強治療，放射治療有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。當(dāng)今的治療計劃都是在想盡辦法提高治療的精確性，既是為了保證更加準(zhǔn)確地照射病灶，又盡可能地避免正常組織的受量。但在放射治療中，各個環(huán)節(jié)都非常重要，如果擺位時誤差過大，再完美的治療計劃都是紙上談兵，在治療前，擺位的準(zhǔn)確性才是實施一個好的治療計劃的前提條件[1]，而擺位重復(fù)性所造成的照射野位置誤差是影響照射野位置的重要環(huán)節(jié)[2]。因此，如何減小擺位時的誤差就成為要思考的問題，而Portal Vision（PV）的引入在很大程度上減少了誤差的發(fā)生，保證了患者在每次治療前的準(zhǔn)確性，同時依據(jù)體位的誤差數(shù)據(jù)可匯總出誤差曲線，為PTV的外放勾畫提供數(shù)據(jù)。

1 資料與方法

1.1 資料

選取多個使用加速器治療的患者進(jìn)行驗證，驗證的患者中有三維適形計劃或是調(diào)強計劃，將患者人數(shù)和病灶部位分為以下幾個部分：頭部病灶患者30例，頸胸上段病灶患者25例，胸部病灶患者35例，胸腹部病灶患者20例，盆腔部位病灶患者30例。選取這些患者病灶部位的主要目的是為了更好地分析出在各個治療體位的誤差率。

1.2 方法

1.2.1 治療計劃制定

采用GE公司16排大孔徑CT，5 mm層厚定位掃描，使用Varian公司Eclipse計劃系統(tǒng)，制定出病灶在等中心處的治療計劃，同時在照射野方向加入0°和90°2個拍片野及同方向上的數(shù)字重建圖像（DRR）作為參考圖像。由于EPID圖像采集板規(guī)格為40 cm×30 cm，因此在不超過規(guī)定范圍的前提下，要盡量保護EPID采集板以外的元器件，如果超出范圍，會對采集功能造成影響。然后，我們將2個參考野鉛門分別開至10 cm×10 cm和15 cm×20 cm，10 cm× 10 cm是觀察病灶的位置對比，15 cm×20 cm主要觀察以病灶為中心外放后體位的位置對比。

1.2.2 擺位及拍片方式

患者治療計劃完成后，計劃系統(tǒng)會準(zhǔn)確計算出患者治療時加速器移動部分的各項數(shù)據(jù)，治療前首先調(diào)取患者治療信息，擺位時保證治療床的角度為0°，準(zhǔn)確移動床值（VRTLNGLAT）到指定位置。使用Varian 600C/D單光子直線加速器配備的PV對此時患者的體位進(jìn)行位置驗證，擺位完成后，工作人員用

手控盒操作圖像探測器（image detector cassette）運動至治療床水平面以下或側(cè)面6～10 cm處的指定位置進(jìn)行拍片操作；在治療操作計算機4DITC中調(diào)出患者治療計劃，運動機頭為0°、機架為0°和90° 2個方向分別將 X、Y 2個鉛門開至10 cm×10 cm和 15 cm×20 cm，2次曝光拍攝正位片，每次曝光1 MU，為了加速器系統(tǒng)識別每次虛擬曝光12 MU，共拍出4張驗證片。

1.2.3 拍片預(yù)約

在患者治療的療程中，可以在任意一次治療執(zhí)行前增加拍攝驗證的預(yù)約時間，實時觀察患者在每次治療前的身體變化，如有身體消瘦或是體位有明顯變化的患者，可及時修正患者治療時的體位或復(fù)查為患者制定新的治療計劃。

1.2.4 圖像對比

拍出的4組實際圖像與參考圖像（DRR）在ARIA軟件中的一款Offline Review中做出對比融合。在Offline Review軟件中有2種方法可以對實際圖像和參考圖像做出比較：（1）手動對比拍攝出的圖像與DRR圖像的差異，根據(jù)坐標(biāo)系及骨性標(biāo)志來判斷誤差，計算出床值坐標(biāo)的Left/Right-X（Lat），Superior/ Inferior-Y（Vrt），Anterior/Posterior-Z（Lng）3個值后[3]，技術(shù)人員根據(jù)對比時的數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)患者此時的位置；（2）利用Offline Review中上的Auto Match Imaging功能自動進(jìn)行匹配，計算出X（LAT）、Y（VRT）、Z（LNG）3個方向的誤差值。

1.2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

將每次驗證完畢的圖像存入數(shù)據(jù)庫，使用Offline Review中Show Statistics/Trend Dialog（統(tǒng)計/趨勢）的功能對圖像分析出的誤差值進(jìn)行分析，統(tǒng)計出X、Y、Z 3個方向的誤差曲線，更準(zhǔn)確地記錄誤差值的范圍，為治療計劃設(shè)計提供PTV和CTV之間的間隙數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果

（1）頭部腫瘤：30例患者誤差分析結(jié)果見表1。

表1 頭部腫瘤擺位誤差分析

（2）頸胸上段部位腫瘤：25例患者誤差分析結(jié)果見表2。

表2 頸胸上段腫瘤擺位誤差分析

（3）胸部腫瘤：35例患者誤差分析顯示結(jié)果見表3。

表3 胸部腫瘤擺位誤差分析

（4）胸腹部腫瘤：20例患者誤差分析顯示結(jié)果見表4。

表4 胸腹部腫瘤擺位誤差分析

（5）盆腔部位腫瘤：30例患者誤差分析顯示結(jié)果見表5。

表5 盆腔部位腫瘤擺位誤差分析

3 討論

三維適形放療在臨床的應(yīng)用使對腫瘤的治療更加精確，對周圍正常組織的保護更為理想，但同時對擺位準(zhǔn)確性的要求也變得更高[4]。當(dāng)激光燈、CT掃描床、擺位人員的誤差相交織時，擺位驗證就顯得尤為重要，它是做好治療的最后一道關(guān)卡。研究發(fā)現(xiàn)，頭部患者擺位誤差分析見表1，體位無太大偏差，X、Y、Z 3個方向偏差很小，驗證誤差率低，擺位重復(fù)性誤差小[5]，誤差范圍基本保持在0.3 cm左右；頸胸上段部位患者誤差分析見表2，此部位受呼吸影響小，且骨性標(biāo)志在EPID上顯像清楚，臨床醫(yī)師進(jìn)行圖像比對時有較統(tǒng)一的骨性標(biāo)志[6]，故驗證時誤差小，誤差范圍基本保持在0.4 cm左右；胸部患者擺位誤差分析見表3，由于受到呼吸動度影響較大，所以驗證的誤差率偏高，誤差較大的在Y軸的VRT方向上，但這是在驗證時不可避免的誤差，故拍片驗證時需要患者平穩(wěn)呼吸[7]，誤差范圍基本保持在0.7 cm左右；腹部患者擺位誤差分析見表4，腹部在擺位中誤差比較大，患者治療過程中人體會因腹部收縮動度較大，誤差也隨著加大，并且在圖像比較時沒有明顯的骨性標(biāo)志，或是因為腹部收縮的不同導(dǎo)致，但是每次使用PV治療前進(jìn)行拍片驗證，將腹部圖像的坐標(biāo)系對應(yīng)觀察誤差，計算出坐標(biāo)中的誤差值，大大減少了胸腹部患者擺位時的誤差，做到及時調(diào)整，治療準(zhǔn)確，誤差分別保持在0.6 cm左右；盆腔部位患者擺位誤差分析見表5，盆腔骨性標(biāo)志明顯，在進(jìn)行拍片驗證時的誤差范圍較小，擺位重復(fù)性誤差較小[8]，誤差保持在0.4 cm左右。

在以往的放療過程中，都有允許誤差的范圍，但

是實際執(zhí)行治療計劃時誤差值到底是多少，是否在允許范圍內(nèi)基本沒有準(zhǔn)確的辦法考證。PV系統(tǒng)的引入可以將誤差的數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來，在擺位結(jié)束后拍片驗證，既可以避免誤差產(chǎn)生的失誤，又可以作為一種長期的統(tǒng)計學(xué)數(shù)據(jù)來研究。

EPID是近些年發(fā)展起來用于射野定位驗證以減少照射誤差的新技術(shù)，現(xiàn)在國內(nèi)已有多家醫(yī)院利用EPID進(jìn)行實時擺位誤差糾正[9]。在放療擺位中使用Portal Vision配合軟件統(tǒng)計進(jìn)行位置驗證，將多次驗證圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析保存，拍片驗證后記錄每次擺位時的誤差，圖像數(shù)據(jù)在軟件Show Statistics/ Trend Dialog（統(tǒng)計/趨勢）中運行，記錄Left/Right（Lat）、Superior/Inferior（Vrt）、Anterior/Posterior（Lng）3個方向上每次擺位的誤差值，同時計算統(tǒng)計出多次驗證后的誤差曲線圖，這樣在進(jìn)行比較擺位誤差的基礎(chǔ)上，更有助于研究患者擺位時的誤差動度，同時這樣的結(jié)果可為醫(yī)生在勾畫PTV范圍時提供一項可靠的數(shù)字依據(jù)[10]。

研究發(fā)現(xiàn)，有些患者在治療一段時間后，身體消瘦比較明顯，明顯感到體模與身體間隙有所變化，之前都是靠醫(yī)生或者技師的經(jīng)驗來判斷患者是否需要重新定位或者有體模體位不合適的問題，但是具體誤差有多少無法驗證。使用PV系統(tǒng)對患者多次治療擺位后進(jìn)行驗證，通過融合對比，可以觀察出患者實際的體位和腫瘤位置的變化，如果有大幅度變化，應(yīng)當(dāng)立即重新定位，制定新的計劃，做到精確放療。

[1] 胡逸民，楊定宇．腫瘤放射治療技術(shù)[M]．北京：北京醫(yī)科大學(xué)，中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社，1999：206-224，266-268．

[2]于長華，韓濟華，朱振亞，等．電子射野影像系統(tǒng)（EPID）在頭頸部腫瘤放射治療中的擺位誤差分析及質(zhì)量控制[J]．中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2009，26（3）：1154．

[3]沈君朱，王健琪，張宜勤，等.頭頸部腫瘤調(diào)強放療中擺位偏差的測量與分析[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報，2006，27（12）：1147-1148.

[4] 胡逸民．調(diào)強適形放射治療[M]//殷蔚伯，谷銑之．腫瘤放射治療學(xué)．3版．北京：中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社，2002：179-211．

[5] 王國民．腫瘤三維適形與束流調(diào)強放射治療學(xué)[M]．上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2005：147-203．

[6]黃瑾瑜．228例食管癌模擬定位分析[J].福建醫(yī)藥雜志，2000，22（5）：72-73．

[7]成婧，張伶，李小凱，等．胸中段食管癌適形調(diào)強放療和三維適形放療方案的應(yīng)用探討[J]．西南軍醫(yī)，2011（4）：584-585，680.

[8]王艷陽，傅小龍，龔敏，等．電子射野影像儀與錐形束CT用于胸部腫瘤影像引導(dǎo)放療的比較研究[J]．中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志，2009，29（6）：643．

[9]戴建榮．治療計劃的設(shè)計與執(zhí)行[M]//胡逸民．腫瘤放射物理學(xué)．北京：原子能出版社，1999：464．

[10]雒書朋，王麗玲．精確放射治療的發(fā)展[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2007，28（11）：58．

（收稿：2013-04-17 修回：2013-06-10）

Application of Portal Vision to Location Verification of Radiotherapy Positioning

WANG Kun-liang,YU De-quan,YAO Hong-jun,GAO Hong
(Department of Radiotherapy,Tangdu Hospital,the Fourth Military Medical University,Xi'an 710038,China)

ObjectiveTo apply Portal Vision (PV)of Varian accelerator to the location verification in the radiotherapy positioning in order to determine the feasibility of the therapy.MethodsPV of Varian accelerator was used to photograph several hundreds of positioned patients before therapy at the angles of 0°and 90°.The two lead doors respectively along X and Y axes were opened with the sizes of 10 cm×10 cm and 15 cm×20 cm,and there were two times of exposure altogether. ResultsThe images by two methods were compared,and the error range was analyzed.ConclusionThe positioning error is reduced,and the accuracy and feasibility of the exposure field are both enhanced greatly.[Chinese Medical Equipment Journal，2014，35（1）：100-102]

positioning verification;positioning error;Portal Vision;EPID

R318；TH774

A

1003-8868（2014）01-0100-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.01.100

王坤亮（1986—），男，工程師，主要從事加速器維護方面的研究工作，E-mail：wangkunliang@Live.cn。

高 宏，E-mail：gaohongly@aliyun.com

710038西安，第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院放療科（王坤亮，于得全，姚紅軍，高 宏）