放療射野投影托架的制作與應(yīng)用

趙 瑞，李中華，李俊杰，王震岳

（1.聯(lián)勤保障部隊(duì)第940 醫(yī)院放療科，蘭州730050；2.聯(lián)勤保障部隊(duì)第940 醫(yī)院衛(wèi)勤訓(xùn)練中心，蘭州730050）

0 引言

核通Simulix-HQ 模擬定位機(jī)（以下簡稱“模擬定位機(jī)”）配備了數(shù)字化影像系統(tǒng)（digital therapy imaging，DTI），可實(shí)現(xiàn)放療射野靶區(qū)勾畫、擋鉛輪廓適配及擋鉛輪廓打印等功能[1]。傳統(tǒng)放療定位方法利用準(zhǔn)直鋼絲標(biāo)定腫瘤照射范圍，存在放療定位過程復(fù)雜、適形程度差、定位費(fèi)時(shí)費(fèi)力問題，而模擬定位機(jī)配置放療射野液晶投影設(shè)備，其利用液晶面板的物理和光學(xué)特性，通過射野燈將放療射野投影于患者皮膚表面進(jìn)行勾畫，有利于腫瘤放療射野的準(zhǔn)確定位。受制于放療射野液晶投影設(shè)備售價(jià)高昂、臨床使用不便等原因，國內(nèi)醫(yī)院基本不單獨(dú)購買，我院亦未配置。為克服傳統(tǒng)放療定位方法存在的不足，我院2017 年起對放療射野投影技術(shù)進(jìn)行研究，使用模擬定位機(jī)標(biāo)尺框架作為投影托架，通過投影紙打印放療射野進(jìn)行放療投影定位，取得了較為滿意的效果[2]。但因標(biāo)尺框架尺寸小，放療射野投影紙需裁剪、粘貼后才可使用，致其放療射野辨識信息丟失，不易辨別放療射野方向，且標(biāo)尺框架安裝、使用不便，存在安裝時(shí)脫落傷害患者的危險(xiǎn)。因此，我院根據(jù)模擬定位機(jī)機(jī)頭構(gòu)造特點(diǎn)，設(shè)計(jì)、制作了放療射野投影托架（以下簡稱“投影托架”），直接內(nèi)置于模擬定位機(jī)防碰撞框架，以克服使用標(biāo)尺框架的不足。

1 設(shè)計(jì)目的及要求

（1）方便放療定位使用；（2）放療定位流程簡單化；（3）減少模擬定位機(jī)機(jī)頭結(jié)構(gòu)性改變；（4）保留防碰撞框架正常功能；（5）不影響模擬定位機(jī)正常質(zhì)控。

2 所需材料

300 mm×300 mm×5 mm 透明有機(jī)玻璃板（投影托板）1 塊，40 mm 長的M3 固定支柱4 個(gè)，10 mm 長的M3 螺釘4 個(gè)，厚1 mm、直徑6 mm 墊片4 個(gè)。

3 設(shè)計(jì)、制作與安裝

3.1 防碰撞框架相關(guān)配件拆除

考慮到投影托架懸掛于防碰撞框架下方，防碰撞框架鋼卷尺失去作用，拆除鋼卷尺有利于增加投影托架的操作空間。拆除鋼卷尺步驟如下：（1）打開模擬定位機(jī)，旋轉(zhuǎn)模擬定位機(jī)機(jī)架至水平位，關(guān)閉模擬定位機(jī)；（2）拉開防碰撞框架水平鎖定手柄，壓住防碰撞框架垂直鎖定手柄，沿模擬定位機(jī)機(jī)頭導(dǎo)軌方向抽出防碰撞框架，將防碰撞框架導(dǎo)軌面向下置于工作臺面；（3）拆除防碰撞框架鋼卷尺支撐配件螺釘，移除鋼卷尺及其附件。由于鋼卷尺固定孔位并不能為投影托架的懸掛提供支持，所以拆除防碰撞框架電路蓋板及接口蓋板外側(cè)螺釘，并將接口蓋板對側(cè)空余螺釘孔位共同作為投影托架固定孔位，如圖1 所示。

圖1 投影托架固定孔位

3.2 投影托架固定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制作

測量防碰撞框架所在投影托架固定孔位橫向與縱向間距，根據(jù)防碰撞框架防碰桿內(nèi)部空間大小，投影托板選用300 mm×300 mm×5 mm的透明有機(jī)玻璃板。為了不妨礙防碰撞框架防碰撞功能，測量防碰撞框架內(nèi)部空間垂直距離為50 mm，故選用高度為40 mm 的銅柱作為固定支柱。測量投影托架安裝孔位的直徑均為3 mm，故固定支柱選用M3 型，規(guī)格尺寸如圖2所示，其內(nèi)絲亦采用M3 規(guī)格?？紤]到M3 固定支柱內(nèi)絲深度及投影托板厚度，選定固定投影托板的M3 螺釘長度為10 mm，并使用厚1 mm、直徑6 mm 的墊片，以防緊固M3 螺釘時(shí)損傷投影托板。根據(jù)防碰撞框架所在投影托架懸掛孔位及防碰撞框架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，標(biāo)記投影托板開孔位置，如圖3 所示。

安裝直徑3 mm 鉆頭，使用電鉆沿有機(jī)玻璃板開孔標(biāo)記垂向打孔。為盡量使有機(jī)玻璃板固定孔位光滑、平整并與有機(jī)玻璃板平面垂直，有條件時(shí)選用臺鉆，防止打破或刮花有機(jī)玻璃板從而影響燈光投影效果。

圖2 固定支柱規(guī)格尺寸（單位：mm）

圖3 投影托板尺寸及孔位（單位：mm）

3.3 投影托架裝配與固定

首先將4 個(gè)固定支柱分別旋入如圖1 所示的防碰撞框架固定孔位，然后將投影托板置于固定支柱內(nèi)絲平面，再將M3 螺釘加墊片穿過有機(jī)玻璃板安裝孔位旋入固定支柱。將各固定螺釘擰緊、擰牢，使投影托板穩(wěn)定懸掛于防碰撞框架。撕除投影托板表面的保護(hù)膜，安裝防碰撞框架于模擬定位機(jī)機(jī)頭，鎖緊防碰撞框架固定手柄。打開模擬定位機(jī)電源，旋轉(zhuǎn)模擬定位機(jī)機(jī)架至垂直位。投影托架安裝后如圖4 所示。

圖4 投影托架安裝后示意圖

4 源托距（射野燈與投影托板距離）測量

裁剪長150 mm、寬約20 mm 白紙。打開模擬定位機(jī)射野燈、標(biāo)尺燈，調(diào)整模擬定位機(jī)定位床高度為1 000 mm，關(guān)閉標(biāo)尺燈。將白紙長邊沿準(zhǔn)直鋼絲“十”字投影平鋪于投影托板表面，于定位床面測量白紙長邊陰影長度（359.7 mm）。根據(jù)上述參數(shù)計(jì)算出源托距為417.0 mm（源托距=1 000×150÷359.7=417.0 mm）。亦可變通使用其他方法測量源托距。

5 治療單元文件配置

打開模擬定位機(jī)DTI 工作站C:OncentraimconTreatment Units 文件夾，重命名VARIAN-21EX-2.RTT 文件為VARIAN-Project.RTT；使用記事本打開方式打開VARIAN-Project.RTT 文件，查找“Name”語句，將其后參數(shù)由“VARIAN-21EX-2”更改為“VARIANProject”，查找“SourceTrayDistance”語句，將其后參數(shù)由“320”更改為“417”，保存VARIAN-Project.RTT 文件。放療單位可根據(jù)科室實(shí)際進(jìn)行命名。

6 投影驗(yàn)證

打開模擬定位機(jī)DTI 工作站Oncentra IMCON1.5軟件，登記和設(shè)定測試信息及機(jī)器參數(shù)；保持模擬定位機(jī)機(jī)架、準(zhǔn)直器角度不變，準(zhǔn)直鋼絲所示放療射野調(diào)整為400 mm×400 mm，拍攝X 射線影像并保存為Image1 圖像；于Image1 圖像使用擋鉛畫筆勾畫準(zhǔn)直鋼絲X 射線影像；選用VARIAN-Project 治療單元于投影紙打印放療擋鉛射野。

保持模擬定位機(jī)高度1 000 mm 不變、準(zhǔn)直鋼絲所示放療射野400 mm×400 mm 不變，打開模擬定位機(jī)射野燈；將投影紙平鋪于投影托板，調(diào)整投影紙位置，使其放療擋鉛射野所示標(biāo)尺“十”字與模擬定位機(jī)準(zhǔn)直鋼絲“十”字重合；于定位床面觀察投影紙所示擋鉛射野與準(zhǔn)直鋼絲所示放療射野投影是否重合，若重合，說明模擬定位機(jī)DTI 工作站治療單元文件參數(shù)配置準(zhǔn)確無誤，否則應(yīng)重新調(diào)整和標(biāo)定源托距并修改治療單元配置文件。

7 臨床應(yīng)用示例

打開模擬定位機(jī)電源，完成常規(guī)放療患者擺位、放療射野定位中心及源皮距設(shè)定；打開模擬定位機(jī)DTI 工作站Oncentra IMCON1.5 軟件，登記放療患者信息并設(shè)定機(jī)器參數(shù)，拍攝X 射線影像；直接于X射線影像勾畫放療靶區(qū)并行放療射野擋鉛適配，如圖5 所示；選用VARIAN-Project 治療單元于投影紙打印放療擋鉛射野。

囑放療患者保持體位不動(dòng)，保持模擬定位機(jī)高度（源皮距）不變，打開模擬定位機(jī)射野燈；根據(jù)投影紙所示放療射野方向?qū)⑵淦戒佊谕队巴邪?，調(diào)整投影紙位置，使其所示標(biāo)尺“十”字與準(zhǔn)直鋼絲“十”字投影重合；于患者皮膚沿投影紙所示擋鉛射野投影勾畫放療射野，如圖6 所示?；颊吣w色較暗時(shí)，為方便標(biāo)尺“十”字與準(zhǔn)直鋼絲“十”字投影比對，可使用白紙作比對背景進(jìn)行調(diào)整。

圖5 DTI 工作站端勾畫放療射野

圖6 放療射野投影于患者皮膚

8 結(jié)語

本研究將投影托架直接內(nèi)置于防碰撞框架，托板面積大、投影紙無需裁剪、使用時(shí)不需拆卸，且與防碰撞框架邊緣留有一定距離，不影響原防碰撞框架功能。為確?；颊吣[瘤放療定位準(zhǔn)確無誤，應(yīng)用本托架完成放療射野皮膚勾畫后應(yīng)沿皮膚放療射野標(biāo)志粘貼鉛絲進(jìn)行X 射線影像驗(yàn)證，以防放療定位過程中患者體位發(fā)生意外移動(dòng)[3]。本研究所打印放療射野比例尺可起到源皮距間接監(jiān)督作用，但對于方形放療射野因無需使用放療射野投影技術(shù)，造成源皮距無從監(jiān)督。這種情況下，于投影托板刻畫放射射野比例尺作為源皮距監(jiān)督是一種較為理想的選擇。

本研究存在的明顯不足為拆除防碰撞框架鋼卷尺后，放療定位源皮距的標(biāo)定多有不便。雖然利用模擬定位機(jī)機(jī)架立柱標(biāo)尺或標(biāo)尺框架標(biāo)尺可對放療定位源皮距進(jìn)行標(biāo)定，但其方法均不如使用防碰撞框架鋼卷尺直觀和方便。激光測距技術(shù)具有非接觸、實(shí)時(shí)、快速、高精度等優(yōu)點(diǎn)[4]，隨著人們對測量要求的不斷提高，激光測距儀的尺寸、精度以及測量速率也不斷提升[5-6]。激光測距技術(shù)與常規(guī)鋼卷尺測量相比優(yōu)勢顯著。為解決安裝投影托架后源皮距測量問題，將激光測距技術(shù)應(yīng)用于放療定位源皮距測量，有待在下一步改進(jìn)中研究和論證。

放療射野投影技術(shù)使得放療靶區(qū)定位、勾畫不再繁雜，放療定位時(shí)間大幅縮短，大大減輕了放療患者的定位痛苦，減少了不必要的射線輻射。投影托架的設(shè)計(jì)與制作不但解決了原標(biāo)尺框架安裝、使用不便，易發(fā)生脫落的潛在危險(xiǎn)，而且使得放療射野投影過程更加方便和流暢，得到我院放療醫(yī)生的廣泛好評和肯定，值得相關(guān)放療單位借鑒和使用。