射波刀治療精度的驗(yàn)證與分析

關(guān)佳恒，胡立宏，王 順，張 倩

（解放軍第150醫(yī)院 腫瘤科，河南洛陽(yáng)471000）

射波刀治療精度的驗(yàn)證與分析

關(guān)佳恒，胡立宏，王 順，張 倩

（解放軍第150醫(yī)院 腫瘤科，河南洛陽(yáng)471000）

目的：利用模體驗(yàn)證我院G3射波刀四種追蹤方式 （6D顱骨追蹤、脊柱追蹤、金標(biāo)追蹤、呼吸追蹤）的治療精度，為臨床治療提供依據(jù)。方法：利用我院的GE64排CT獲取頭頸肩模體、同步呼吸追蹤模體在特定掃描參數(shù)下的影像數(shù)據(jù)，將所得數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴洳ǖ断到y(tǒng)工作站，運(yùn)用Multiplan計(jì)劃系統(tǒng)分別進(jìn)行治療計(jì)劃設(shè)計(jì)，將裝有EBT3空白膠片的模體放于治療床上，執(zhí)行模體計(jì)劃。再使用E2E軟件分別處理曝光后的膠片，計(jì)算出6D顱骨追蹤、脊柱追蹤、金標(biāo)追蹤和呼吸追蹤這四種追蹤方式的照射精度。結(jié)果：6D顱骨追蹤的精度為0.57 mm，脊柱追蹤的精度為0.65 mm，金標(biāo)追蹤精度為0.71 mm，呼吸追蹤的精度為0.97 mm。結(jié)論：我院G3射波刀對(duì)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的治療精度＜1.5mm，對(duì)固定目標(biāo)的治療精度＜0.95mm，可以完好地滿足放射手術(shù)和放射治療的工作要求。

G3射波刀；顱骨追蹤；金標(biāo)追蹤

射波刀是一種高端的立體定向放射外科設(shè)備，具有實(shí)時(shí)驗(yàn)證、影像引導(dǎo)及同步呼吸追蹤的優(yōu)勢(shì)，無(wú)須有創(chuàng)的定位框架，將立體定向放射外科技術(shù)的應(yīng)用，從頭部腫瘤延伸至脊椎以及全身其他部位［1］。本文論述模體的定位、計(jì)劃、驗(yàn)證、結(jié)果分析全過(guò)程，所得精度數(shù)值為臨床治療提供物理參考［2，3］。

1 資料與方法

驗(yàn)證計(jì)劃照射模體具體包括：

（1）照射顱骨追蹤模體：DRR（數(shù)字重建）所獲得的顱骨追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的顱內(nèi)大球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標(biāo)注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時(shí)位置一致，更換30mm準(zhǔn)直器。打開之前設(shè)計(jì)的顱骨追蹤模體驗(yàn)證計(jì)劃，獲取實(shí)時(shí)拍攝的正交圖像，調(diào)整床位使實(shí)時(shí)拍攝圖像與DRR影像一致，使其最終的六維床修正誤差數(shù)值均在0.3以內(nèi)，執(zhí)行驗(yàn)證計(jì)劃。

（2）照射金標(biāo)追蹤模體：DRR（數(shù)字重建）所獲得的金標(biāo)追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的顱內(nèi)大球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標(biāo)注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時(shí)位置一致，更換25mm準(zhǔn)直器。打開之前設(shè)計(jì)的金標(biāo)追蹤模體驗(yàn)證計(jì)劃，獲取實(shí)時(shí)拍攝的正交圖像，調(diào)整床位使實(shí)時(shí)拍攝圖像中的金標(biāo)與DRR影像中的金標(biāo)重合，使其最終的六維床修正誤差數(shù)值均在0.3以內(nèi)，執(zhí)行驗(yàn)證計(jì)劃。

（3）脊柱追蹤模體照射：DRR（數(shù)字重建）所獲得的脊柱追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的頸內(nèi)小球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標(biāo)注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時(shí)位置一致，更換15mm準(zhǔn)直器。打開之前設(shè)計(jì)的脊柱追蹤模體驗(yàn)證計(jì)劃，獲取實(shí)時(shí)拍攝的正交圖像，調(diào)整床位使實(shí)時(shí)拍攝圖像與DRR影像重合，使其最終的六維床修正誤差數(shù)值均在0.3以內(nèi)，執(zhí)行驗(yàn)證計(jì)劃。

（4）同步呼吸追蹤模體照射：DRR（數(shù)字重建）所獲得的同步追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將模體半球的球方中放入未曝光的垂直的兩張EBT3膠片，并與標(biāo)注方向一致，模體和聚苯乙烯泡沫墊一起置于同步呼吸模擬器上，放于治療床，更換25mm準(zhǔn)直器。打開之前設(shè)計(jì)的同步呼吸追蹤模體驗(yàn)證計(jì)劃，建立呼吸模型，同時(shí)打開呼吸模型曲線顯示軟件，獲取實(shí)時(shí)拍攝的正交圖像，調(diào)整床位使實(shí)時(shí)拍攝圖像與DRR影像接近重合，并使兩幅圖像中的對(duì)應(yīng)金標(biāo)位置重合，查看金標(biāo)信譽(yù)閾值在60%以上時(shí)，六維床修正誤差數(shù)值均在25mm以內(nèi)時(shí)，執(zhí)行驗(yàn)證計(jì)劃。

2 結(jié)果

2.1 分別掃描曝光后膠片：每執(zhí)行完一個(gè)驗(yàn)證計(jì)劃，取出立方中照射過(guò)的兩張膠片，其二者與同批次生產(chǎn)的未照射的本底膠片一起置于掃描儀進(jìn)行掃描，注意三張膠片擺放邊緣成一條線，并與掃描儀邊框平行，掃描設(shè)置；帶膠片支架，16位灰度，300分辨率，圖像保存TIFF位圖格式，關(guān)閉掃描自動(dòng)修正功能，顯示圖片最原本像素灰度信息。

2.2 利用E2E軟件分析膠片：打開E2E軟件，載入掃描的膠片，軟件會(huì)自動(dòng)去掉本底膠片，從E2E分析結(jié)果得知：顱骨追蹤照射的精度為0.57 mm。同顱骨追蹤分析方法相同，其余金標(biāo)追蹤照射的精度為0.71 mm，脊柱追蹤的照射精度為0.85mm，同呼吸追蹤照射的精度為0.97 mm（后三種追蹤方式相應(yīng)分析結(jié)果圖不再一一呈現(xiàn)），綜上可得出：我院G3射波刀對(duì)于固定目標(biāo)的照射精度好于0.9mm，如顱骨追蹤、金標(biāo)追蹤、記住追蹤；對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的照射精度好于1.5 mm。這個(gè)結(jié)果符合ACCURACY制定的精度合格范圍，可以滿足臨床的手術(shù)和治療需要。

3 討論

以上所做的四種追蹤方式精度驗(yàn)證，最終是為臨床使用可行性做參考依據(jù)。所得結(jié)果有受諸多因素影響。比如：CT影像采集過(guò)程中圖像位移誤差，圖像傳輸前后輕微失真，治療計(jì)劃設(shè)計(jì)中參數(shù)設(shè)置與計(jì)算時(shí)長(zhǎng)帶來(lái)的差異，擺位誤差，機(jī)械臂走位誤差，圖像引導(dǎo)誤差，加速器照射誤差和自動(dòng)位移修正誤差。

同步呼吸追蹤照射精度驗(yàn)證時(shí)，紅光發(fā)射的探頭連線容易接近半球模體，干擾其模擬呼吸運(yùn)動(dòng)，所以測(cè)量時(shí)要盡量分離，做一定固定。膠片裝進(jìn)立方進(jìn)行照射前，務(wù)必將膠片各邊緣與立方各邊緣對(duì)齊，否則將極大影響測(cè)量結(jié)果。曝光后的膠片在掃描時(shí)，連同本底膠片其三者邊緣必須對(duì)齊，且與掃面軸線平行，否則會(huì)出現(xiàn)較大偏差，甚至錯(cuò)誤。像這些容易忽略但人為可以避免的誤差要在測(cè)量時(shí)盡可能做到細(xì)致規(guī)范，以減少最終誤差的影像因素，得出較可靠精度分析結(jié)果。

在顱骨追蹤、金標(biāo)追蹤、脊柱追蹤方式治療過(guò)程中人不會(huì)像模體一樣靜止不動(dòng)，如果動(dòng)幅過(guò)大，機(jī)械臂在修正過(guò)程中抖動(dòng)明顯。呼吸追蹤時(shí)人體也不會(huì)像模體一樣很有規(guī)律的均勻運(yùn)動(dòng)，金標(biāo)的分布也不容易像模體那樣有規(guī)律的分布。因此模體驗(yàn)證是一種相對(duì)理想狀態(tài)的驗(yàn)證，與實(shí)際人體的治療有一點(diǎn)差別，雖然無(wú)法完全反映人體劑量受量，但模體是完全模仿人體材料組織密度與分布制作的，驗(yàn)證過(guò)程與步驟也較為嚴(yán)謹(jǐn)，故此種驗(yàn)證結(jié)果可以為臨床治療與手術(shù)提供一定的物理參考。

［1］李兵.射波刀-全身腫瘤例題定向放射外科新設(shè)備 ［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2009，30（1）：37-39.

［2］李玉，徐慧君，張素靜，等.G4射波刀照射精度的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2012，50（5）：73.

［3］房愛玲.腫瘤放射外科治療新技術(shù)一射波月 ［J］.醫(yī)療衛(wèi)生裝備，2007，28（1）：58-59.

R730.5

B

1002-2376（2015）08-0048-02

2015-05-28