BrainLAB 立體定向放射治療系統輻射等中心誤差檢測

李陸軍，鐘宇行，覃偉光，盧敏華

梧州市紅十字會醫院放療技術區 （廣西梧州 543000）

立體定向放射治療在腦轉移瘤等良惡性腫瘤患者治療方面具有一定優勢[1-3]。但在臨床實際應用中，由于立體定向放射治療具有輻射野小、分次劑量高、劑量梯度大以及劑量高度集中的特點，放射治療中的微小偏差便可能傷及重要器官，造成嚴重的放射損傷[4-6]。因此，放射治療醫師在對患者實施治療時，應認真嚴謹地做好定位、擺位、機器等中心精度等每一步的質量控制及質量保證工作[7-10]。本研究主要探討BrainLAB 立體定向放射治療系統輻射等中心誤差檢測的相關問題，現報道如下。

1 材料與方法

1.1 材料及設備

VARIAN UNIQUE 醫用直線加速器，西門子大孔徑CT 模擬定位機，德國BrainLAB 立體定向放射治療系統（圓錐形準直器），德國BrainLAB iPlan RT 4.5.3治療計劃系統，自制模體，GAFCHROMIC RTQA2免沖洗膠片。

1.2 檢測方法

1.2.1 模體制作

取6塊10 cm×10 cm×1 cm 的有機玻璃，使用膠水粘合成10 cm×10 cm×6 cm 的有機玻璃模體；將1根5 cm 長的塑料桿的一端垂直固定在上述自制有機玻璃模體上，另一端固定1個直徑為5 mm 的金屬小球。

1.2.2 定位及計劃設計

使用熱塑膜將有機玻璃模體固定在BrainLAB的體位固定架上，塑料桿朝向機架方向伸出；設置掃描層厚為1 mm，在CT 上采集圖像后傳輸至iPlan RT 計劃系統進行計劃設計，將金屬小球設為治療靶區，以其中心為靶中心。

1.2.3 圖像采集

通過計劃系統打印治療坐標紙，并將其貼在擺位框上，按照治療要求在VARIAN UNIQUE醫用直線加速器下進行擺位；在直線加速器的準直器上安裝BrainLAB適配器及7.5 mm的圓錐形準直器，應用BrainLAB的拍片支架固定免沖洗膠片，操作機器岀束，在治療床和準直器均為0°的狀態下，分別在機架角為0°、90°、180°及270°時各拍攝1張擺位驗證圖像；卸下7.5 mm的圓錐形準直器，將直線加速器二級準直器的輻射野設置為1 cm×1 cm，以相同的方法獲取4幅圖像。

1.2.4 圖像分析

應用掃描儀掃描膠片圖像后，將其導入自編軟件分析BrainLAB 立體定向放射治療系統等中心和直線加速器治療等中心的偏差。自編軟件為一款識別圖形中心的軟件，用來識別膠片上輻射野的中心和金屬小球留下的輻射圖像的中心。7.5 mm 圓錐形準直器在膠片上留下的輻射野中心為直線加速器附加上BrainLAB 三級準直器后的輻射野中心，定義為立體定向放射治療等中心。直線加速器二級準直器1 cm×1 cm 的輻射野中心定義為直線加速器治療等中心。將直徑為5 mm 的金屬小球作為治療靶區，其圖像中心為靶中心。將直線加速器附加上BrainLAB 三級準直器后視為一個整體，則立體定向放射治療等中心與靶中心之間的距離即為擺位誤差，定義為立體定向放射治療誤差。而直線加速器治療等中心與靶中心之間的距離則為加速器治療擺位誤差，定義為直線加速器治療誤差。若立體定向放射治療等中心與直線加速器治療等中心重合，則表明立體定向放射治療誤差與加速器治療誤差一致。

2 結果

當機架角為0°、90°、180°及270°時，立體定向放射治療誤差和直線加速器治療誤差均小于1 mm，均符合立體定向放射治療對擺位精度的要求（誤差小于1.25 mm），見表1。

表1 不同機架角對應的立體定向放射治療誤差和直線加速器治療誤差（mm）

3 討論

立體定向放射治療通過多角度、小野聚焦照射的方式，形成了靶區劑量高、劑量梯度大的特點，對治療擺位精度提出了更高的要求，所以質量控制和質量保證便顯得尤為重要[11-12]。郎錦義等[13]應用膠片測量圓錐形準直器劑量梯度變化的結果顯示，小野射野外的劑量變化梯度十分陡峭，偏離中心軸的距離幾乎每增加0.5 mm，等劑量曲線即可變化10%，可見在立體定向放射治療中，治療等中心精度對劑量的影響較大[14-16]。治療擺位精度受固定裝置、擺位框、激光燈精度及機器等中心精度等多個因素的影響[17-18]。機器等中心精度包括直線加速器本身的等中心精度以及附加上BrainLAB 三級準直器后的等中心精度。在日常工作中，臨床醫技人員需快速檢測以上各精度的情況。

有研究采用廠家配置的前指針裝置來檢測立體定向放射治療的等中心精度，通過激光燈和光野的十字線對準前指針裝置上的十字線進行擺位，而不是通過模擬實際治療步驟去檢測[19-20]。該方法并未考慮實際治療中體位固定支架、熱塑膜固定精度、擺位框、坐標紙打印以及三級準直器的安裝等導致的誤差。

本研究應用自制模體行CT 掃描，通過計劃系統設計治療計劃生成擺位坐標，模擬實際治療擺位，在提高治療精度方面具有以下3個優點：（1）可以檢測出體位固定和重復性治療帶來的誤差，立體定向放射治療采取的是分次大劑量治療的方式，故應考慮體位固定及重復性治療可能造成的影響；（2）可以檢測出激光燈以及擺位框和坐標紙打印帶來的誤差，在實際治療中，待固定好患者后，應用激光燈對準貼于擺位框上的坐標紙來對患者實施擺位，激光燈或坐標紙打印均會帶來誤差，BrainLAB 的計劃系統iPlan RT 上有一個功能是校準打印機標尺，這說明打印機的標尺在使用過程中會發生改變，需不定期對其進行校準，所以建議每次治療前進行驗證時均應打印新的坐標紙，以及時發現打印機標尺的誤差；（3）可以檢測出三級準直器安裝到直線加速器后的治療等中心誤差，由表1可知，立體定向放射治療等中心與加速器治療等中心并不重合，因此，在BrainLAB 三級準直器投入臨床使用之前需對其進行等中心調試，實際上，很難實現立體定向放射治療等中心與加速器治療等中心的完全重合，加之頻繁地拆卸和安裝會帶來機械精度的下降，還會導致誤差的增大，但在臨床實踐中，應盡量使以上兩個等中心重合，以滿足立體定向放射治療對擺位精度的要求。

本研究采用7.5 mm的圓錐形準直器以及直徑為5 mm的金屬小球進行拍片驗證，7.5 mm圓錐形準直器的照射范圍為輻射野，按照計劃設計，5 mm的金屬小球在加速器擺位后應完全處于輻射野內，照射后應在輻射野內留下一個完整的圓形圖像，若發現膠片上金屬小球的圖像并未完全處于輻射野內，則可確定治療誤差已大于1.25 mm，即不滿足立體定向放射治療對擺位精度的要求，此時應積極地尋找引起誤差的原因并進行相應調整。本研究提出的方法可使放射治療工程師很容易地觀察到膠片中的金屬小球相對于輻射野的關系，從而幫助其判斷立體定向放射治療的治療誤差是否在允許范圍內。因此，應用本研究的方法在每次為患者實施放射治療前進行治療誤差的檢測，可快速地檢測到各種因素帶來的誤差，進而有效地保證每次治療的精度，為“三精”放射治療（精確定位、精確計劃、精確治療）提供強有力的保障。