腫瘤放療驗證片兩種拍攝方法的比較

丁生茍 晏寶林 曹舜翔 金 亮

隨著放療設備和技術的飛速發展，我們對放療精確性的要求也越來越高，但放療過程中諸多不確定因素仍會導致各種治療誤差的產生[1]。目前常用的驗證方法主要是以治療機載的EPID和膠片為主要載體，以加速器兆伏(megavoltage，MV)級高能X射線來獲得攝野圖像[2]。現介紹我院采用EPID和慢感光膠片兩種承載方法拍攝腫瘤精確放療驗證片的經驗，并進行比較。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2008年3月～2010年6月鼻咽癌患者8例，口咽癌患者2例，肺癌患者9例，胸腺瘤患者1例，直腸癌患者7例，宮頸癌患者3例；其中男性21例，女性9例，年齡27～69歲，平均45.7歲。根據腫瘤的發生部位將其分為3組：頭部腫瘤10例，胸部腫瘤10例，盆腔腫瘤10例。

1.2 方法

我們在患者治療過程中使用不同的曝光量進行拍攝驗證片，并在瑞典Elekta公司的precise型加速器(帶EPID)上分別采用EPID和柯達慢感光膠片對頭部、胸部、盆腔進行呈像。

1.2.1 EPID圖像采集 攝影條件的設置：我們一般用雙曝光模式，即在Exposure選項中選擇double。特別要注意的是在First Exposure選項中一定要選擇open，其目的是在雙曝光過程中先曝光外擴的大野，然后再曝光MLC攝野。注意雙曝光順序不能顛倒，否則MLC攝野清晰度雖然相差無幾，但是外擴的大野會呈現曝光不足的效果，清晰度比先曝光大野后曝光小野差很多。拍攝能量我們選擇加速器專門提供的能量check RG。XY增量設置：Field increment Y,increment X的設置根據MLC野面積大小而定，其原則是外擴的大野面積經過錐形放大后落在EPID信號采集板上時，不能超出EPID信號采集板的有效采集面積。如果超出，iview GT會出現相應的報錯，出現這種報錯會對EPID信號采集板造成損害。拍攝劑量：劑量a，reference用2 MU，open用3 MU；劑量b，reference用3 MU，open用6 MU；劑量c，reference用4 MU，open用9 MU。對每個患者分別使用a、b、c 3種劑量組合進行拍攝得出3張驗證圖像。圖像清晰度處理：iview GT軟件可以對圖像的灰度和對比度進行大幅度調節，以及可以對圖像進行反轉。

1.2.2 膠片圖像采集 攝影條件的設置：我們使用慢感光膠片結合高MV片盒拍攝驗證片。一般我們將大野面積的X，Y設置為17 cm，28 cm。這樣即可以滿足驗證野的拍攝，又可以將慢感光膠片等分成兩部分，即1張慢感光膠片可以拍攝2幅驗證片，以免浪費膠片。正位片(G0)：將拍片架的片盒夾打到水平位置并把片盒固定好。我們將膠片移到驗證野投影方向上患者的正下方：首先使用左右兩邊激光燈的豎線把膠片在患者頭腳方向上等分，然后使用自制工具使驗證野的中心落在膠片的中心上，最后在患者左右方向上使膠片的邊緣平行治療床的邊緣；這樣可以做到使驗證野落在膠片的正中間，且不會在XY方向上發生傾斜。調整好片盒的位置后在片盒上貼區分患者左右方向的標記。拍攝劑量：劑量d，大野用2 MU，小野用1 MU；劑量e，大野用3 MU，小野用1 MU；劑量f，大野用4 MU，小野用1 MU。對每個患者分別使用d、e、f 3種劑量組合進行拍攝得出3張驗證圖像。側位片(G90)：將拍片架的片盒夾打到垂直位置并把片盒固定好，不能發生傾斜。首先使用左右兩邊激光燈的豎線把膠片在患者頭腳方向上等分，然后使用左右兩邊激光燈的水平線把膠片在患者前后方向上等分，最后使用自制工具使膠片接受射線面與治療床側面平行。調整好片盒的位置后在片盒上貼區分患者90°、270°入射方向的標記。拍攝劑量：劑量g，大野用2 MU，小野用1 MU； 劑量h，大野用3 MU，小野用1 MU；劑量i，大野用4 MU，小野用1 MU。對每個患者分別使用g、h、i 3種劑量組合進行拍攝得出3張驗證圖像。

自動洗片機參數設置：顯影溫度為35℃～40℃，定影溫度為28℃～35℃，水洗溫度37℃，干燥溫度40℃～65℃，顯影時間為1.5 s。當洗片液用了一段時間后將出現老化，洗出的膠片圖像效果欠佳，應及時更換洗片藥液。觀片須在高質量觀片燈的前提下對室內環境亮度進行調節使膠片圖像呈現清晰的視覺效果。

2 結果

2.1 一般情況

我們通過采用不同方法獲得驗證圖像的比較得出：EPID驗證圖像質量在整體上都大大優于慢感光膠片驗證圖像。EPID成像和膠片成像的基本理論一樣，即兆伏級X線透過人體結構形成不同組織密度的X線信息，但采集圖像信息方式不同，EPID使用非晶硅平板探測器，膠片圖像采用慢感光膠片。非晶硅平板探測器與慢感光膠片相比，具有較快的成像速度、良好的空間及密度分辨率、高信噪比、直接數字輸出等優點。非晶硅抗輻射能力強，是理想的X線探測器材料，能適應多次曝光攝影和透視的工作需要，在獲取高質量動態影像方面具有優勢。非晶硅平板探測器輸出的影像為數字影像。我們可以通過iview GT軟件對輸出的數字影像進行后處理，使其清晰度達到最佳。

2.2 驗證圖像比較

EPID頭部、胸部、盆腔圖像的最佳曝光量均為：reference用3 MU，open用6 MU，膠片圖像的最佳曝光量均為：大野用3 MU，小野用1 MU。頭部圖像都可以清晰的看到額竇、外耳孔和頭頸部的骨性結構。EPID圖像的清晰度優于膠片圖像，但是對比度劣于膠片圖像，見圖1。胸部兩幅圖像都可以清晰的看到主氣管及氣管分叉、肺尖，EPID胸部圖像隱約可見肺紋理，見圖2。EPID盆腔圖像可以清晰顯示盆腔骨性結構和恥骨聯合，膠片盆腔圖像僅隱約顯示骨性盆腔和腰椎，見圖3。

圖1 頭部驗證圖像

圖2 胸部驗證圖像

圖3 盆腔驗證圖像

3 討論

在精確放療中，靶區位置的準確性尤為重要，而位置準確性的驗證需要有高清晰度的驗證圖像。隨著電子射野圖像裝置(electronic portal imaging device,EPID)等在線圖像技術的發展，圖像引導放療(image guide radiation therapy,IGRT)正逐漸成為放療技術的1個重要組成部分[3]。目前大部分地區還是使用EPID和慢感光膠片拍攝驗證片獲得擺位誤差信息。

EPID輸出的影像是數字影像，可以通過iview GT軟件對輸出的數字影像進行后處理，這樣就大大降低了攝影過程中決定影像清晰度各種因素的要求。此外,iview GT軟件攜帶有驗證圖像與定位圖像比對工具，可以準確、方便、快捷地得出擺位誤差。

使用慢感光膠片結合高MV片盒拍攝野驗證圖像類似于傳統的放射攝影。影響照片密度的因素主要有攝影距離、被照體厚度及密度。X線強度在空間中的衰減遵循平方反比定律，X線對膠片產生的感光效應與攝影距離的平方成反比。為了用較少的曝光量得到較大的照片密度，應盡量縮短攝影距離。在放療實際工作中縮短攝影距離及縮短片盒到肢體的距離。縮短片盒到肢體的距離可以減少圖像的模糊度及放大變形。照片影像密度隨被照體厚度和密度增加而降低。人體除骨骼及氣體外，大部分是由水、蛋白質、脂肪及碳水化合物組成的軟組織，這些化合物的有效原子系數相差較少，對X線的吸收率接近，其吸收X線的差異是由密度及厚度不同表現出來的。被照體組織對X線的衰減系數與構成該物質的密度成正比。人體組織密度越小，X線吸收越少，與高密度組織形成的X線對比度越大[4]。慢感光膠片拍攝驗證片參數設置的關鍵就是曝光量的大小，其主要原因是膠片記錄信息的只讀性，不能進行修改，這方面膠片圖像劣于EPID圖像。膠片圖像曝光量的設置主要依據患者拍攝部位、患者的體型以及膠片到拍攝部位的距離。膠片到拍攝部位的距離盡可能小，以減少圖像的放大變形和散射線對圖像質量的影響。如何根據患者拍攝部位及體型設置最佳曝光量主要取決于拍攝人員的經驗,一般情況我們對大野用3 MU，小野用1 MU；胸腹部側位時，偏瘦身材大野用3 MU，小野用1 MU，中等身材大野用4 MU，小野用1 MU，偏胖身材大野用5 MU，小野用1 MU。放療所用射線是高能兆伏級X射線，對骨、肌肉等人體組織的作用主要是康普頓效應;所用拍攝的圖像質量差，組織結構分辨率低。所以我們必須根據每個患者體型使用最合適的拍攝條件，獲取具有較高對比度的骨結構及軟組織結構清晰的兆伏級X線驗證圖像。

[1]賀曉東.21世紀放射物理學的發展〔J〕.中華放射腫瘤學雜志，2006，15：62.

[2]陳 誠，黃劭敏，鄧小武，等.兆伏級放療射野圖像與模擬圖像自動配準算法研究〔J〕.中華放射腫瘤學雜志，2010，19(3)：256.

[3]沈 杰，張福泉，邱 杰，等.應用EPID對放療擺位誤差的研究〔J〕.中華放射醫學與預防雜志，2006，26：308.

[4]McGarry CK,Grattan MWD,Cosgrove VP.Optimization of image quality and dose for Elekta aS500 electronic portal imaging devices(EPIDs) 〔J〕.Phys Med Biol,2007,52:6865.