射波刀治疗精度的验证与分析

关佳恒，胡立宏，王 顺，张 倩

（解放军第150医院 肿瘤科，河南洛阳471000）

射波刀治疗精度的验证与分析

关佳恒，胡立宏，王 顺，张 倩

（解放军第150医院 肿瘤科，河南洛阳471000）

目的：利用模体验证我院G3射波刀四种追踪方式 （6D颅骨追踪、脊柱追踪、金标追踪、呼吸追踪）的治疗精度，为临床治疗提供依据。方法：利用我院的GE64排CT获取头颈肩模体、同步呼吸追踪模体在特定扫描参数下的影像数据，将所得数据传输到射波刀系统工作站，运用Multiplan计划系统分别进行治疗计划设计，将装有EBT3空白胶片的模体放于治疗床上，执行模体计划。再使用E2E软件分别处理曝光后的胶片，计算出6D颅骨追踪、脊柱追踪、金标追踪和呼吸追踪这四种追踪方式的照射精度。结果：6D颅骨追踪的精度为0.57 mm，脊柱追踪的精度为0.65 mm，金标追踪精度为0.71 mm，呼吸追踪的精度为0.97 mm。结论：我院G3射波刀对动态目标的治疗精度＜1.5mm，对固定目标的治疗精度＜0.95mm，可以完好地满足放射手术和放射治疗的工作要求。

G3射波刀；颅骨追踪；金标追踪

射波刀是一种高端的立体定向放射外科设备，具有实时验证、影像引导及同步呼吸追踪的优势，无须有创的定位框架，将立体定向放射外科技术的应用，从头部肿瘤延伸至脊椎以及全身其他部位［1］。本文论述模体的定位、计划、验证、结果分析全过程，所得精度数值为临床治疗提供物理参考［2，3］。

1 资料与方法

验证计划照射模体具体包括：

（1）照射颅骨追踪模体：DRR（数字重建）所获得的颅骨追踪模体CT影像，生成正交的两张影像。将Lucy模体的颅内大球方中放入未曝光的EBT3胶片，并与标注方向一致，Lucy放于治疗床，保持与定位时位置一致，更换30mm准直器。打开之前设计的颅骨追踪模体验证计划，获取实时拍摄的正交图像，调整床位使实时拍摄图像与DRR影像一致，使其最终的六维床修正误差数值均在0.3以内，执行验证计划。

（2）照射金标追踪模体：DRR（数字重建）所获得的金标追踪模体CT影像，生成正交的两张影像。将Lucy模体的颅内大球方中放入未曝光的EBT3胶片，并与标注方向一致，Lucy放于治疗床，保持与定位时位置一致，更换25mm准直器。打开之前设计的金标追踪模体验证计划，获取实时拍摄的正交图像，调整床位使实时拍摄图像中的金标与DRR影像中的金标重合，使其最终的六维床修正误差数值均在0.3以内，执行验证计划。

（3）脊柱追踪模体照射：DRR（数字重建）所获得的脊柱追踪模体CT影像，生成正交的两张影像。将Lucy模体的颈内小球方中放入未曝光的EBT3胶片，并与标注方向一致，Lucy放于治疗床，保持与定位时位置一致，更换15mm准直器。打开之前设计的脊柱追踪模体验证计划，获取实时拍摄的正交图像，调整床位使实时拍摄图像与DRR影像重合，使其最终的六维床修正误差数值均在0.3以内，执行验证计划。

（4）同步呼吸追踪模体照射：DRR（数字重建）所获得的同步追踪模体CT影像，生成正交的两张影像。将模体半球的球方中放入未曝光的垂直的两张EBT3胶片，并与标注方向一致，模体和聚苯乙烯泡沫垫一起置于同步呼吸模拟器上，放于治疗床，更换25mm准直器。打开之前设计的同步呼吸追踪模体验证计划，建立呼吸模型，同时打开呼吸模型曲线显示软件，获取实时拍摄的正交图像，调整床位使实时拍摄图像与DRR影像接近重合，并使两幅图像中的对应金标位置重合，查看金标信誉阈值在60%以上时，六维床修正误差数值均在25mm以内时，执行验证计划。

2 结果

2.1 分别扫描曝光后胶片：每执行完一个验证计划，取出立方中照射过的两张胶片，其二者与同批次生产的未照射的本底胶片一起置于扫描仪进行扫描，注意三张胶片摆放边缘成一条线，并与扫描仪边框平行，扫描设置；带胶片支架，16位灰度，300分辨率，图像保存TIFF位图格式，关闭扫描自动修正功能，显示图片最原本像素灰度信息。

2.2 利用E2E软件分析胶片：打开E2E软件，载入扫描的胶片，软件会自动去掉本底胶片，从E2E分析结果得知：颅骨追踪照射的精度为0.57 mm。同颅骨追踪分析方法相同，其余金标追踪照射的精度为0.71 mm，脊柱追踪的照射精度为0.85mm，同呼吸追踪照射的精度为0.97 mm（后三种追踪方式相应分析结果图不再一一呈现），综上可得出：我院G3射波刀对于固定目标的照射精度好于0.9mm，如颅骨追踪、金标追踪、记住追踪；对运动目标的照射精度好于1.5 mm。这个结果符合ACCURACY制定的精度合格范围，可以满足临床的手术和治疗需要。

3 讨论

以上所做的四种追踪方式精度验证，最终是为临床使用可行性做参考依据。所得结果有受诸多因素影响。比如：CT影像采集过程中图像位移误差，图像传输前后轻微失真，治疗计划设计中参数设置与计算时长带来的差异，摆位误差，机械臂走位误差，图像引导误差，加速器照射误差和自动位移修正误差。

同步呼吸追踪照射精度验证时，红光发射的探头连线容易接近半球模体，干扰其模拟呼吸运动，所以测量时要尽量分离，做一定固定。胶片装进立方进行照射前，务必将胶片各边缘与立方各边缘对齐，否则将极大影响测量结果。曝光后的胶片在扫描时，连同本底胶片其三者边缘必须对齐，且与扫面轴线平行，否则会出现较大偏差，甚至错误。像这些容易忽略但人为可以避免的误差要在测量时尽可能做到细致规范，以减少最终误差的影像因素，得出较可靠精度分析结果。

在颅骨追踪、金标追踪、脊柱追踪方式治疗过程中人不会像模体一样静止不动，如果动幅过大，机械臂在修正过程中抖动明显。呼吸追踪时人体也不会像模体一样很有规律的均匀运动，金标的分布也不容易像模体那样有规律的分布。因此模体验证是一种相对理想状态的验证，与实际人体的治疗有一点差别，虽然无法完全反映人体剂量受量，但模体是完全模仿人体材料组织密度与分布制作的，验证过程与步骤也较为严谨，故此种验证结果可以为临床治疗与手术提供一定的物理参考。

［1］李兵.射波刀-全身肿瘤例题定向放射外科新设备 ［J］.医疗卫生装备，2009，30（1）：37-39.

［2］李玉，徐慧君，张素静，等.G4射波刀照射精度的验证与评价［J］.医疗卫生装备，2012，50（5）：73.

［3］房爱玲.肿瘤放射外科治疗新技术一射波月 ［J］.医疗卫生装备，2007，28（1）：58-59.

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2015-05-28