二維自動切割機制作適形放療擋塊的應用

胡 斌，李 勤，彭振軍，魏 黎

(華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院，湖北武漢430023)

二維自動切割機制作適形放療擋塊的應用

胡 斌，李 勤，彭振軍，魏 黎

(華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院，湖北武漢430023)

目的：探討二維自動切割機在現代放療中的價值。材料與方法：采用德國的Hek -Medizintechnik 2D自動切割機(切割速度=0.4、熱力電流=1.48A、快速移動速度=4、切割模式的寬度=0.01cm﹑安全邊界=2cm、安全距離=3cm、切割模式為自動 、擋塊Block發散)、聚乙稀泡沫體積為30×30×8cm、繪圖儀,對100塊擋塊進行回顧性分析。結果：2D自動切割機的應用能夠把擋塊與射野形狀之間的徑向誤差控制在0.1cm之內。結論：二維自動切割機設計制作的擋塊經等中心驗證，可以做成高精度的擋塊。

二維自動切割機；適形擋塊；應甲

腫瘤放射治療技術發生了很大的變化，精確定位﹑精確計劃和精確擺位的原則在臨床實踐工作中得到了廣泛應用。擋鉛制作是實現精確計劃、達到精確治療的一個重要環節，對于適形放療尤為重要。本文對在應用2D自動切割機制作適形擋塊過程中，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差及保證擋塊密度均勻性等方面進行了探討，以期提高擋塊制作的效率及精度。

1 材料與方法

本組數據來自我院面膜固定鼻咽癌放療病例100例。其中第一組50例由醫生首先在模擬機拍定位片，然后在定位片上畫好照射形狀(irradiated volume,IV)，該片通過數字化掃描儀(digitizer)將IV形狀數據輸入2D自動切割機的計算機中，生成射野形狀數據文件； 第二組50例采用治療計劃系統(treatment playing system,TPS)在CT掃描重建影象基礎上，用放療計劃軟件的射野方向觀(BEV)功能生成射野形狀數據文件，再由TPS通過局域網傳輸到模室的2D自動切割機電腦中, 由TPS直接生成射野形狀文件，相對第一組可減少由數字化掃描儀采集數據所產生的誤差。

對第一組50例射野形狀文件，輸入其在模擬機定位片的源-片-距(source-film-distance,SFD)參數，并分別按照所使用治療機的照射條件調整對應的源-盤-距(source-tray-distance,STD)等參數；將體積為30×30cm的聚乙稀泡沫按要求放置于2D自動切割機中進行切割，根據聚乙稀泡沫的材質及厚度適當調整其移動速度，以及切割絲的熱力電流和自動切割模式寬度等參數，保證聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向誤差控制在0.3±0.5mm之內。

按照傳統要求，對手動切割機所切的聚乙稀泡沫形狀需對照定位片進行肉眼觀察。在初期我們曾采用直線加速器模擬射野燈光對自動切割機所切的聚乙稀泡沫形狀與TPS的BEV的圖形進行過第二組50例(源軸距source- axis -distance， SAD=100cm)實地驗證，因BEV圖形線條寬度約0.2mm是定位片射野邊界寬度的1/10，以此確定聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向對比精度。

除了保證聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向對比精度外，還需保證聚乙稀泡沫的擋塊中心與治療機射束中心軸對應位置關系。我們用第一組50例二維自動切割機在聚乙稀泡沫的擋塊外圍形狀作出四個標記，由這四個標記確定所切割聚乙稀泡沫放置于擋塊澆注托盤的對應位置，該位置是否正確與擋塊中心和治療機射束中心軸對應精度十分密切，對用螺釘固定于托盤的擋塊尤其重要。

在以往聚乙稀泡沫的擋塊澆注低熔點鉛(low melting-point alloy lead，LML)時，其外圍材料可以是聚乙稀泡沫也可以是厚鋼板。在初期制作的甲組25例鼻咽癌面頸聯合野擋塊時，我們采用的是聚乙稀泡沫；后來為了提高LML冷卻速度，我們對乙組75例鼻咽癌面頸聯合野擋塊采用20mm厚鋼板，因此將2D自動切割機擋塊外圍形狀的切割模式設置為非發散，而擋塊形狀仍舊設置為發散模式。

等LML完全凝固后脫去聚乙稀泡沫(甲組)或厚鋼板(乙組)外圍，取出擋塊再去掉聚乙稀泡沫內模，經過初步修整，然后用強力雙面膠帶或螺絲固定在托盤上，第一組在模擬機驗證，第二組在模擬機或加速器用TPS的BEV圖(1∶1)驗證，結果如下。

2 結果

表1 不同外圍材料擋塊平均冷卻時間和重量的比較

從表1可觀察到，采用20mm厚鋼板作擋塊外圍的LML冷卻時間是采用聚乙稀泡沫作擋塊外圍的LML冷卻時間的1/10；但前者擋塊的平均重量是后者擋塊平均重量的1.37倍。

表2 不同來源射野形狀文件所制擋塊與射野形狀

從表2中可看出來，源于數字化掃描儀的射野形狀文件所制得的擋塊經模擬機拍定位片驗證，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在1mm之內的占74%，徑向誤差在0.2cm以上占4%；而經局域網傳輸直接來源于治療計劃系統BEV射野形狀文件所做的擋塊，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在1mm之內的占96%，徑向誤差在1～2mm之間占4%，無一例擋塊與射野形狀之間的徑向誤差>2mm。

從整體看，射野形狀文件不論來源于數字化掃描儀還是治療計劃系統BEV圖，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在0.5mm之內的占15%，徑向誤差在0.5～1mm之間的徑向誤差占70%，徑向誤差在1～2mm之間的徑向誤差占70%，徑向誤差>2mm僅有2%。

3 討論

使用擋塊的目的不僅是將規則野變成不規則野，以使射野形狀與靶區形狀一致，也是為了保護射野內某一重要組織或器官，使之既達到一定治療劑量又不超過其耐受劑量。前者是作為治療機準直器的擴充，不僅具備準直器同等防護效能，而且更適合于不規則靶區形狀；而后者，則根據被擋組織和器官的劑量處方，可按擋塊材料在所使用射線中的半價層(HVL)分為全擋(其厚度要使原射線的穿射量不超過5%)，半擋(穿射量為原射線的1/2)，1/4擋等(穿射量為原射線的1/4)。

在澆注適形擋塊時應注意，在為了快速冷卻LML時保持擋塊密度均勻，可將熔鉛爐的溫度恒定在74～78℃左右。在澆注LML的過程中，澆注速度宜慢，流量宜小，這樣就不易有空氣帶入鉛里面;當LML占滿3/4時，暫停幾分鐘，使LML的鉛液分次散熱，再倒剩下的1/4，以免LML不均勻收縮破壞IV形狀，減少大面積LML收縮對擋塊厚度的影響。

由以上結果分析，經局域網傳輸直接采用來源于治療計劃系統BEV射野形狀文件所做的擋塊，不僅擋塊與射野形狀之間的徑向誤差比來源于數字化掃描儀的射野形狀文件所制得的擋塊的徑向誤差小，而且還省去數字化掃描儀采集數據所用時間。

采用20mm厚鋼板比采用聚乙稀泡沫作擋塊外圍也能節省大量的冷卻時間，這對于模室人員較少、擋塊制作時間緊迫、每日制作適形擋塊較多來說，無疑是提高工作效率的一種好方法，但制作適形擋塊所用LML較多，造成擋塊較重，這可以用治療機非對稱準直器予以部份解決 。

由此可見，通過對2D自動切割機的靈活操作，不僅使制作擋塊的質量得到高精度的保證，而且能大幅度提高2D自動切割機工作效率，保證了放射治療準確的實施，但應注意射熱絲切割機的幾何坐標系應精確的與治療機的射野幾何坐標系統一。

[1]殷蔚伯，谷銑之，腫瘤放射治療學(第三版)[M].中國協和醫科大學出版社，2002.8

[2]劉泰福，現代放射腫瘤學[M].復旦大學出版社 上海醫科大學出版社，2001.4

[3]胡逸民，楊定宇，腫瘤放射治療技術[M].北京醫科大學 中國協和醫科大學聯合出版社，1999.5

2014-03-18

TH774

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1002-2376(2014)07-0004-02