射波刀治療精度的驗證與分析

關佳恒，胡立宏，王 順，張 倩

（解放軍第150醫院 腫瘤科，河南洛陽471000）

射波刀治療精度的驗證與分析

關佳恒，胡立宏，王 順，張 倩

（解放軍第150醫院 腫瘤科，河南洛陽471000）

目的：利用模體驗證我院G3射波刀四種追蹤方式 （6D顱骨追蹤、脊柱追蹤、金標追蹤、呼吸追蹤）的治療精度，為臨床治療提供依據。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下的影像數據，將所得數據傳輸到射波刀系統工作站，運用Multiplan計劃系統分別進行治療計劃設計，將裝有EBT3空白膠片的模體放于治療床上，執行模體計劃。再使用E2E軟件分別處理曝光后的膠片，計算出6D顱骨追蹤、脊柱追蹤、金標追蹤和呼吸追蹤這四種追蹤方式的照射精度。結果：6D顱骨追蹤的精度為0.57 mm，脊柱追蹤的精度為0.65 mm，金標追蹤精度為0.71 mm，呼吸追蹤的精度為0.97 mm。結論：我院G3射波刀對動態目標的治療精度＜1.5mm，對固定目標的治療精度＜0.95mm，可以完好地滿足放射手術和放射治療的工作要求。

G3射波刀；顱骨追蹤；金標追蹤

射波刀是一種高端的立體定向放射外科設備，具有實時驗證、影像引導及同步呼吸追蹤的優勢，無須有創的定位框架，將立體定向放射外科技術的應用，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、計劃、驗證、結果分析全過程，所得精度數值為臨床治療提供物理參考［2，3］。

1 資料與方法

驗證計劃照射模體具體包括：

（1）照射顱骨追蹤模體：DRR（數字重建）所獲得的顱骨追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的顱內大球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時位置一致，更換30mm準直器。打開之前設計的顱骨追蹤模體驗證計劃，獲取實時拍攝的正交圖像，調整床位使實時拍攝圖像與DRR影像一致，使其最終的六維床修正誤差數值均在0.3以內，執行驗證計劃。

（2）照射金標追蹤模體：DRR（數字重建）所獲得的金標追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的顱內大球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時位置一致，更換25mm準直器。打開之前設計的金標追蹤模體驗證計劃，獲取實時拍攝的正交圖像，調整床位使實時拍攝圖像中的金標與DRR影像中的金標重合，使其最終的六維床修正誤差數值均在0.3以內，執行驗證計劃。

（3）脊柱追蹤模體照射：DRR（數字重建）所獲得的脊柱追蹤模體CT影像，生成正交的兩張影像。將Lucy模體的頸內小球方中放入未曝光的EBT3膠片，并與標注方向一致，Lucy放于治療床，保持與定位時位置一致，更換15mm準直器。打開之前設計的脊柱追蹤模體驗證計劃，獲取實時拍攝的正交圖像，調整床位使實時拍攝圖像與DRR影像重合，使其最終的六維床修正誤差數值均在0.3以內，執行驗證計劃。

（4）同步呼吸追蹤模體照射：DRR（數字重建）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準直器。打開之前設計的同步呼吸追蹤模體驗證計劃，建立呼吸模型，同時打開呼吸模型曲線顯示軟件，獲取實時拍攝的正交圖像，調整床位使實時拍攝圖像與DRR影像接近重合，并使兩幅圖像中的對應金標位置重合，查看金標信譽閾值在60%以上時，六維床修正誤差數值均在25mm以內時，執行驗證計劃。

2 結果

2.1 分別掃描曝光后膠片：每執行完一個驗證計劃，取出立方中照射過的兩張膠片，其二者與同批次生產的未照射的本底膠片一起置于掃描儀進行掃描，注意三張膠片擺放邊緣成一條線，并與掃描儀邊框平行，掃描設置；帶膠片支架，16位灰度，300分辨率，圖像保存TIFF位圖格式，關閉掃描自動修正功能，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，軟件會自動去掉本底膠片，從E2E分析結果得知：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分析結果圖不再一一呈現），綜上可得出：我院G3射波刀對于固定目標的照射精度好于0.9mm，如顱骨追蹤、金標追蹤、記住追蹤；對運動目標的照射精度好于1.5 mm。這個結果符合ACCURACY制定的精度合格范圍，可以滿足臨床的手術和治療需要。

3 討論

以上所做的四種追蹤方式精度驗證，最終是為臨床使用可行性做參考依據。所得結果有受諸多因素影響。比如：CT影像采集過程中圖像位移誤差，圖像傳輸前后輕微失真，治療計劃設計中參數設置與計算時長帶來的差異，擺位誤差，機械臂走位誤差，圖像引導誤差，加速器照射誤差和自動位移修正誤差。

同步呼吸追蹤照射精度驗證時，紅光發射的探頭連線容易接近半球模體，干擾其模擬呼吸運動，所以測量時要盡量分離，做一定固定。膠片裝進立方進行照射前，務必將膠片各邊緣與立方各邊緣對齊，否則將極大影響測量結果。曝光后的膠片在掃描時，連同本底膠片其三者邊緣必須對齊，且與掃面軸線平行，否則會出現較大偏差，甚至錯誤。像這些容易忽略但人為可以避免的誤差要在測量時盡可能做到細致規范，以減少最終誤差的影像因素，得出較可靠精度分析結果。

在顱骨追蹤、金標追蹤、脊柱追蹤方式治療過程中人不會像模體一樣靜止不動，如果動幅過大，機械臂在修正過程中抖動明顯。呼吸追蹤時人體也不會像模體一樣很有規律的均勻運動，金標的分布也不容易像模體那樣有規律的分布。因此模體驗證是一種相對理想狀態的驗證，與實際人體的治療有一點差別，雖然無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，驗證過程與步驟也較為嚴謹，故此種驗證結果可以為臨床治療與手術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備 ［J］.醫療衛生裝備，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證與評價［J］.醫療衛生裝備，2012，50（5）：73.

［3］房愛玲.腫瘤放射外科治療新技術一射波月 ［J］.醫療衛生裝備，2007，28（1）：58-59.

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2015-05-28