射波刀治療床修正值對六維顱骨追蹤總體精度的影響

王 濤，沈君姝，周 含，彭家華，朱錫旭，李 兵

射波刀治療床修正值對六維顱骨追蹤總體精度的影響

王 濤，沈君姝，周 含，彭家華，朱錫旭，李 兵

目的:探討射波刀治療床可修正值與六維顱骨（6D Skull）靶區(qū)追蹤總體精度的關系。方法:通過影像引導將治療床移至所需修正位置進行6D Skull球方模型定位精度測試，將測試結果與修正值為0相比較及分析。結果:治療床3個平移方向修正值為0、3、6、10 mm，靶區(qū)追蹤總體精度分別為0.23、0.32、0.53、0.55 mm；治療床3個旋轉方向修正值為（0.3、0.3、1°）、（0.6、0.6、2°）、（1、1、3°），靶區(qū)追蹤總體精度分別為0.12、0.99、0.78 mm；治療床3個平移方向和3個旋轉方向修正值為（3、3、3 mm，0.3、0.3、1°）、（6、6、6 mm，0.6、0.6、2°）、（10、10、10 mm，1、1、3°），靶區(qū)追蹤總體精度分別為0.08、0.8、1.4 mm。結論:射波刀6D Skull靶區(qū)追蹤總體精度隨著治療床3個平移方向或（和）3個旋轉方向修正值的增加而增大，日常治療擺位時應盡可能地減小治療床的修正值。

射波刀；治療床修正；追蹤精度

0 引言

射波刀是目前世界上先進的立體定向放射外科治療系統(tǒng)[1]。其治療頭部腫瘤無需用螺釘將金屬定位框架固定在患者顱骨，就能達到無創(chuàng)舒適的治療效果，且在治療過程中能動態(tài)地對患者進行拍片驗證及修正。射波刀六維顱骨（6DSkull）和脊柱追蹤精度要求在0.95mm之內[2]。然而在日常工作擺位中發(fā)現，如果治療床修正數據比較大，移動治療床對其修正，再次拍片驗證時，發(fā)現實際位置與預想的位置相差較大。由于射波刀等劑量線跌落陡峭，適形度高，如果最終追蹤精度達不到要求，很可能會影響患者的治療質量。因此，對射波刀治療床修正值與靶區(qū)追蹤總體精度的關系的探討具有重要意義。

1 材料及方法

1.1 材料

Philips Brilliace Big Bore 16排螺旋CT；射波刀計劃系統(tǒng)（Multi Plan2.1.1版本），它具有正向、逆向、適形計劃功能和單中心、多中心、非等中心計劃多種功能[3]；Accuray公司的射波刀Ⅲ代（頭顱6D跟蹤軟件）[4]；帶有球方的人骨測試體模及已剪裁的MD-22膠片；光學透明度掃描儀（Epson Expression 1680 Professional）和端對端測試軟件（end-to-end Film Analysis Version 4.0）。

1.2 方法

將球方放入頭顱體模中（如圖1所示），對其進行CT掃描。將獲得的圖像傳入射波刀計劃系統(tǒng)，對其勾畫及做6D Skull端對端（end to end，E2E）治療計劃，然后將計劃傳到射波刀SGI工作站進行數字影像重建及處方生成。從頭顱模體中取出球方，對剪裁過的感光膠片進行標記。橫切面膠片注明前/左，矢狀面膠片注明前/上，如圖2所示。將膠片按方向放入球方中，確認球方邊緣無膠片突出后將其放入頭顱體模中。然后擺位，對其拍攝，驗證其位置，使治療床3個平移方向修正值都為0，3個旋轉方向修正值也為0。確認無誤，進行治療。治療后取出頭顱體模中的球方，將其打開并取出感光膠片，用光學透明度掃描儀對感光膠片及未曝光膠片進行掃描，將掃描圖像載入E2E分析軟件進行分析，得出靶區(qū)追蹤總體精度[5-6]，如圖3所示。同樣方法，調整不同治療床修正值進行E2E測試。

圖1 人體頭模

圖2 球方膠片標記

圖3 E2E軟件分析結果

2 結果

將實驗得出的3組靶區(qū)追蹤總體精度數據分別記錄在表1～3中，并用Excel對數據分析模擬，靶區(qū)追蹤總體精度與治療床修正值的變化趨勢如圖4～6所示。

表1 平移方向修正值與靶區(qū)追蹤總體精度數據

表2 旋轉方向修正值與靶區(qū)追蹤總體精度數據

表3 平移方向和旋轉方向修正值與靶區(qū)追蹤總體精度數據

圖4 靶區(qū)追蹤總體精度隨平移方向修正值變化趨勢

圖5 靶區(qū)追蹤總體精度隨旋轉方向修正值變化趨勢

圖6 靶區(qū)追蹤總體精度隨平移方向和旋轉角度修正值變化趨勢

3 討論

從表1和圖4可以看出靶區(qū)追蹤總體精度隨治療床3個平移方向修正值的增加而增大。從表2和圖5可以看出，靶區(qū)追蹤總體精度隨著治療床3個旋轉方向修正值增加先變?。ǚ炔淮螅瑸?.11 mm），然后增大，增大后再減小（幅度不大，為0.21 mm），但是其總體變化趨勢在增大。從表3和圖6可以看出，靶區(qū)追蹤總體精度在初始時隨治療床平移方向和旋轉方向修正值的增大先變?。?.15 mm），然后增大，但整體趨勢是增大的。

射波刀端對端頭顱模體靶區(qū)精度測試要求誤差≤0.95 mm[7]。從表2、3可以看出當治療床修正值較大時，靶區(qū)追蹤總體精度大于0.95 mm，這就可能導致射波刀治療時靶區(qū)一小部分脫靶，使一小部分正常組織受到不必要的照射，要求的等劑量曲線不能完全包繞靶區(qū)。然而表1～3中數據最大相差1.32 mm，而射波刀機械臂重復定位精度為0.2 mm[8-9]。所以機械臂對靶區(qū)定位誤差的修正與其重復定位精度無太大關系。

上述數據是在射波刀剛做過靶區(qū)精度測試得出的，機器被調整在較好誤差范圍。然而隨著治療床平移方向和旋轉方向修正值的增大，靶區(qū)追蹤總體精度誤差也隨著增加。所以建議在做端對端頭顱模體靶區(qū)精度測試時要使治療床修正數據盡可能小，將機器追蹤靶靶區(qū)精度控制在0.5 mm范圍內。從表1～3數據得出在射波刀治療時應將治療床3個平移方向修正值控制在3 mm以內，左右、頭腳、平旋3個旋轉方向修正值分別控制在0.7、0.7、1 mm之內，這樣才能保證靶區(qū)追蹤總體精度[10]。治療床修正值大小對頭顱6D追蹤總體精度是有影響的，那么同理脊柱追蹤精度也受其影響。該實驗數據對端對端靶區(qū)精度測試及日常治療擺位具有一定指導意義。

4 結語

為了達到更好的追蹤精度，要求技術人員在射波刀治療前對患者進行擺位，使數字重建影像和實際拍攝出來的圖像配準，讓治療床可修正值越小越好。而在每月做6D Skull端對端靶區(qū)精度測試時，應使治療床可修正值控制在盡可能小的范圍。六維顱骨追蹤和脊柱追蹤都是六維追蹤，所以脊柱追蹤治療患者擺位也應像六維顱骨追蹤一樣[11]。

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[7]沈君姝，耿薇娜，王朋，等.射波刀的物理質量保證和質量控制[J].生物醫(yī)學工程與臨床，2012，16（2）：193-196.

[8]沈君姝，李兵，戴威，等.射波刀——放射外科新設備[J].現代腫瘤醫(yī)學，2010，18（11）：2 289-2 291.

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[10]徐慧軍，李玉，張素靜，等.G4 CyberKnife兩年質量保證檢測結果的回顧與評價[J].中國醫(yī)學物理學雜志，2013，30（3）：4097-4099.

[11]Hara W，Soltys S G，Gibbs I C.CyberKnife ?RRobotic Radiosurgery system for tumor treatment[J].Expert Review of Anticancer Therapy，2007，7（11）：1 507-1 515.尊敬的作者朋友：

（收稿：2014-07-06 修回：2014-11-11）

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《醫(yī)療衛(wèi)生裝備》雜志社編輯部

2015年6月9日

Relationship between CyberKnife couch correction and tracking accuracy of 6D Skull

WANG Tao,SHEN Jun-shu,ZHOU Han,PENG Jia-hua,ZHU Xi-xu,LI Bing
(Department of Radiation Oncology,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command,Nanjing 210002,China)

ObjectiveTo investigate the relation between Cyberknife couch correction and target tracking total accuracy of 6D Skull.MethodsThe couch was shifted to the desired position with image guidance,and positioning accuracy of the ball-cubes model was tested based on 6D Skull.The errors were compared with the result of the condition when the couch correction value was zero.ResultsWhen couch correction values in three translation directions were 0,3,6 and 10 mm,target tracking total accuracies were 0.23,0.32,0.53 and 0.55 mm respectively;when couch correction values in three rotation directions were(0.3,0.3,1°),(0.6,0.6,2°),(1,1,3°),target tracking total accuracies were 0.12,0.99 and 0.78 mm respectively;when couch correction values in three translation and rotation directions were(3,3,3 mm and 0.3, 0.3,1°),(6,6,6 mm and 0.6,0.6,2°),(10,10,10 mm and 1,1,3°),target tracking total accuracies were 0.08,0.8 and 1.4 mm respectively.ConclusionThe tracking accuracy of CyberKnife 6D Skull is increasing along with the increase of couch correction in three translation and rotation directions,so that the couch correction has to be reduced in daily setup as soon as possible.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（6）：92-94]

CyberKnife;couch correction;tracking accuracy

R318.6；TH777

A

1003-8868（2015）06-0092-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.06.092

王 濤（1988—），男，放療技師，主要從事腫瘤放射治療方面的研究工作，E-mail:jsnjwt@163. com。

210002南京，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院放療科（王 濤，沈君姝，周 含，彭家華，朱錫旭，李 兵）

李 兵，E-mail:lib99@163.com