二维自动切割机制作适形放疗挡块的应用

胡 斌，李 勤，彭振军，魏 黎

(华中科技大学同济医学院附属协和医院，湖北武汉430023)

二维自动切割机制作适形放疗挡块的应用

胡 斌，李 勤，彭振军，魏 黎

(华中科技大学同济医学院附属协和医院，湖北武汉430023)

目的：探讨二维自动切割机在现代放疗中的价值。材料与方法：采用德国的Hek -Medizintechnik 2D自动切割机(切割速度=0.4、热力电流=1.48A、快速移动速度=4、切割模式的宽度=0.01cm﹑安全边界=2cm、安全距离=3cm、切割模式为自动 、挡块Block发散)、聚乙稀泡沫体积为30×30×8cm、绘图仪,对100块挡块进行回顾性分析。结果：2D自动切割机的应用能够把挡块与射野形状之间的径向误差控制在0.1cm之内。结论：二维自动切割机设计制作的挡块经等中心验证，可以做成高精度的挡块。

二维自动切割机；适形挡块；应甲

肿瘤放射治疗技术发生了很大的变化，精确定位﹑精确计划和精确摆位的原则在临床实践工作中得到了广泛应用。挡铅制作是实现精确计划、达到精确治疗的一个重要环节，对于适形放疗尤为重要。本文对在应用2D自动切割机制作适形挡块过程中，挡块与射野形状之间的径向误差及保证挡块密度均匀性等方面进行了探讨，以期提高挡块制作的效率及精度。

1 材料与方法

本组数据来自我院面膜固定鼻咽癌放疗病例100例。其中第一组50例由医生首先在模拟机拍定位片，然后在定位片上画好照射形状(irradiated volume,IV)，该片通过数字化扫描仪(digitizer)将IV形状数据输入2D自动切割机的计算机中，生成射野形状数据文件； 第二组50例采用治疗计划系统(treatment playing system,TPS)在CT扫描重建影象基础上，用放疗计划软件的射野方向观(BEV)功能生成射野形状数据文件，再由TPS通过局域网传输到模室的2D自动切割机电脑中, 由TPS直接生成射野形状文件，相对第一组可减少由数字化扫描仪采集数据所产生的误差。

对第一组50例射野形状文件，输入其在模拟机定位片的源-片-距(source-film-distance,SFD)参数，并分别按照所使用治疗机的照射条件调整对应的源-盘-距(source-tray-distance,STD)等参数；将体积为30×30cm的聚乙稀泡沫按要求放置于2D自动切割机中进行切割，根据聚乙稀泡沫的材质及厚度适当调整其移动速度，以及切割丝的热力电流和自动切割模式宽度等参数，保证聚乙稀泡沫的挡块形状与射野形状之间的径向误差控制在0.3±0.5mm之内。

按照传统要求，对手动切割机所切的聚乙稀泡沫形状需对照定位片进行肉眼观察。在初期我们曾采用直线加速器模拟射野灯光对自动切割机所切的聚乙稀泡沫形状与TPS的BEV的图形进行过第二组50例(源轴距source- axis -distance， SAD=100cm)实地验证，因BEV图形线条宽度约0.2mm是定位片射野边界宽度的1/10，以此确定聚乙稀泡沫的挡块形状与射野形状之间的径向对比精度。

除了保证聚乙稀泡沫的挡块形状与射野形状之间的径向对比精度外，还需保证聚乙稀泡沫的挡块中心与治疗机射束中心轴对应位置关系。我们用第一组50例二维自动切割机在聚乙稀泡沫的挡块外围形状作出四个标记，由这四个标记确定所切割聚乙稀泡沫放置于挡块浇注托盘的对应位置，该位置是否正确与挡块中心和治疗机射束中心轴对应精度十分密切，对用螺钉固定于托盘的挡块尤其重要。

在以往聚乙稀泡沫的挡块浇注低熔点铅(low melting-point alloy lead，LML)时，其外围材料可以是聚乙稀泡沫也可以是厚钢板。在初期制作的甲组25例鼻咽癌面颈联合野挡块时，我们采用的是聚乙稀泡沫；后来为了提高LML冷却速度，我们对乙组75例鼻咽癌面颈联合野挡块采用20mm厚钢板，因此将2D自动切割机挡块外围形状的切割模式设置为非发散，而挡块形状仍旧设置为发散模式。

等LML完全凝固后脱去聚乙稀泡沫(甲组)或厚钢板(乙组)外围，取出挡块再去掉聚乙稀泡沫内模，经过初步修整，然后用强力双面胶带或螺丝固定在托盘上，第一组在模拟机验证，第二组在模拟机或加速器用TPS的BEV图(1∶1)验证，结果如下。

2 结果

表1 不同外围材料挡块平均冷却时间和重量的比较

从表1可观察到，采用20mm厚钢板作挡块外围的LML冷却时间是采用聚乙稀泡沫作挡块外围的LML冷却时间的1/10；但前者挡块的平均重量是后者挡块平均重量的1.37倍。

表2 不同来源射野形状文件所制挡块与射野形状

从表2中可看出来，源于数字化扫描仪的射野形状文件所制得的挡块经模拟机拍定位片验证，挡块与射野形状之间的径向误差在1mm之内的占74%，径向误差在0.2cm以上占4%；而经局域网传输直接来源于治疗计划系统BEV射野形状文件所做的挡块，挡块与射野形状之间的径向误差在1mm之内的占96%，径向误差在1～2mm之间占4%，无一例挡块与射野形状之间的径向误差>2mm。

从整体看，射野形状文件不论来源于数字化扫描仪还是治疗计划系统BEV图，挡块与射野形状之间的径向误差在0.5mm之内的占15%，径向误差在0.5～1mm之间的径向误差占70%，径向误差在1～2mm之间的径向误差占70%，径向误差>2mm仅有2%。

3 讨论

使用挡块的目的不仅是将规则野变成不规则野，以使射野形状与靶区形状一致，也是为了保护射野内某一重要组织或器官，使之既达到一定治疗剂量又不超过其耐受剂量。前者是作为治疗机准直器的扩充，不仅具备准直器同等防护效能，而且更适合于不规则靶区形状；而后者，则根据被挡组织和器官的剂量处方，可按挡块材料在所使用射线中的半价层(HVL)分为全挡(其厚度要使原射线的穿射量不超过5%)，半挡(穿射量为原射线的1/2)，1/4挡等(穿射量为原射线的1/4)。

在浇注适形挡块时应注意，在为了快速冷却LML时保持挡块密度均匀，可将熔铅炉的温度恒定在74～78℃左右。在浇注LML的过程中，浇注速度宜慢，流量宜小，这样就不易有空气带入铅里面;当LML占满3/4时，暂停几分钟，使LML的铅液分次散热，再倒剩下的1/4，以免LML不均匀收缩破坏IV形状，减少大面积LML收缩对挡块厚度的影响。

由以上结果分析，经局域网传输直接采用来源于治疗计划系统BEV射野形状文件所做的挡块，不仅挡块与射野形状之间的径向误差比来源于数字化扫描仪的射野形状文件所制得的挡块的径向误差小，而且还省去数字化扫描仪采集数据所用时间。

采用20mm厚钢板比采用聚乙稀泡沫作挡块外围也能节省大量的冷却时间，这对于模室人员较少、挡块制作时间紧迫、每日制作适形挡块较多来说，无疑是提高工作效率的一种好方法，但制作适形挡块所用LML较多，造成挡块较重，这可以用治疗机非对称准直器予以部份解决 。

由此可见，通过对2D自动切割机的灵活操作，不仅使制作挡块的质量得到高精度的保证，而且能大幅度提高2D自动切割机工作效率，保证了放射治疗准确的实施，但应注意射热丝切割机的几何坐标系应精确的与治疗机的射野几何坐标系统一。

[1]殷蔚伯，谷铣之，肿瘤放射治疗学(第三版)[M].中国协和医科大学出版社，2002.8

[2]刘泰福，现代放射肿瘤学[M].复旦大学出版社 上海医科大学出版社，2001.4

[3]胡逸民，杨定宇，肿瘤放射治疗技术[M].北京医科大学 中国协和医科大学联合出版社，1999.5

2014-03-18

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1002-2376(2014)07-0004-02