图像引导放射治疗模式下医用直线加速器治疗床自动移位准确性的验证*

图像引导放射治疗模式下医用直线加速器治疗床自动移位准确性的验证*

陈香存①*王凡①唐虹①陈先平①

目的：对医用电子直线加速器治疗床自动移位的准确性验证提出具体方案，以保障直线加速器处于正常工作状态，实现对患者的精确治疗。方法：依据国家标准GB/T 19046-2003“医用电子加速器验收试验和周期检验规程”，利用游标卡尺和激光定位系统定期对图像引导放射治疗(IGRT)模式下加速器治疗床自动移位的准确性进行检测，获得并记录每次的检测结果。结果：在每次的检测验证结果中，电子直线加速器治疗床在垂直、头脚及左右三维方向上的最大自动移位误差分别为0.08 mm、0.06 mm及0.06 mm，各项指标均符合GB/T 19046-2003质量控制标准，满足临床应用要求。结论：根据质量控制标准并结合医院实际情况，提出针对医用电子直线加速器治疗床自动移位准确性进行检测验证的方法和检测周期，适用于医疗机构的设备技术保障实践。

图像引导放射治疗；医用直线加速器；治疗床；自动移位；准确性验证；质量控制

[First-author’s address] Department of Radiotherapy, The First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230032, china.

图像引导放射治疗(image guided radiation therapy，IGRT)是继三维适形放射治疗和调强适形放射治疗之后发展起来的一种新型的四维放射治疗技术，是在患者进行治疗前、治疗中利用各种先进的影像设备采集体内的肿瘤及其他正常组织器官图像，并利用这些图像调整治疗条件，引导此次治疗和后续分次治疗[1-2]。同时，借助于图像引导实现对肿瘤放射治疗精准性的提高，从而达到最大程度上杀灭肿瘤细胞和对正常组织器官的保护[3]。

目前，在普通的放射治疗模式下，肿瘤靶区所接受到的照射剂量的多少直接决定着治疗的最终疗效，但是由于某些原因，如肿瘤的辐射生物学效应[4-5]、临床摆位误差[6-8]、正常组织的变化以及肿瘤组织与正常组织和危及器官相对位置的变化等因素，使得患者在接受放射治疗过程中，实际接受的照射剂量和计划给予的剂量并不能完全一致[9-10]。针对这一问题，国际上普遍采用的解决方法是通过IGRT模式在治疗前先使用低剂量的X射线对患者进行成像，然后将此图像与之前的CT重建图像进行对比，以此对患者进行位置调整，实现图像引导下的精确放射治疗[11-13]。

在图像引导的精确放射治疗时代，伴随着计算机技术的发展，放射治疗计划可以做到高剂量区与肿瘤靶区高度适形和剂量梯度陡峭，同时将对正常组织或器官的照射剂量降到更低，以提高治愈率。因此，在治疗之前要确保治疗靶区和计划靶区完全重合[14-15]。如果临床照射时治疗靶区发生偏差，将会严重偏离病灶的适形度，造成正常组织或器官的辐射损伤，甚至影响到最终的疗效(如图1所示)。

图1 治疗靶区和计划靶区适形度示意图

在IGRT模式下，患者进行放射治疗之前，首先要将采集到的实时图像与治疗计划重建的图像进行配准比较，然后根据配准的结果对治疗床进行自动移位，实现两者的完全匹配。因此，治疗床自动移位的准确性将直接影响摆位误差的纠正，是保证精确放射治疗准确性的前提。针对IGRT技术的质量控制要求，本研究提出一种简便可行的方法，实现对电子直线加速器治疗床自动移位准确性的验证。

1 材料与方法

1.1 IGRT设备

选用西门子ARTISTE自适应放射治疗系统，该系统集导轨式CT扫描仪和医用直线加速器为一体，能够实现IGRT，其将诊断级的CT扫描仪通过滑轨系统安装于加速器治疗室内，实现了直线加速器和治疗床与CT的结合。

1.2测量方法

加速器治疗室内拥有一套用来定位的激光灯系统，激光灯的中心位置与加速器的等中心位置完全重合，以实现对患者摆位的准确性要求。本研究在基于激光灯系统的基础上，使用游标卡尺实现对加速器治疗床制动移位准确性的验证，具体方法为：将游标卡尺固定在治疗床上，使其移动到激光线的位置，读出此时激光线在游标卡尺上的读数，记为a1，然后在操作室通过加速器治疗床的控制电脑，将治疗床沿游标卡尺读数方向移动a0距离，执行此操作后再进入机房，读取治疗床移动后激光线在游标卡尺上的读数记为a2。此时，可以计算出此次治疗床自动移位的准确性误差(Δa)，计算为公式1：

2 结果

将游标卡尺的位置调整好后，在垂直、头脚及左右三维方向上移动治疗床，连续10次通过对治疗床自动移位的准确进行验证，测量得到移动不同位移时治疗床的移位误差，如图2所示。

图2 游标卡尺及其固定装置示意图

给出治疗床分别移动1 mm、2 mm、3 mm、5 mm和10 mm时，治疗床在垂直、头脚及左右三维方向上自动移位准确性的误差大小，从中可以看出，治疗床在垂直、头脚及左右三维方向上自动移位误差的平均值分别为0.002 mm、0 mm和0 mm；最大自动移位误差分别为0.08 mm、0.06 mm和0.06 mm，完全符合临床应用要求(如图3所示)。

图3 治疗床自动移位准确性验证散点图

在IGRT模式下，治疗床的自动移位是患者在接受照射前的最后一个环节，也是最容易出现问题和影响治疗程度的环节，由此引入的误差将会直接影响患者的计划靶区和正常组织所接受的照射剂量，因此需要定期进行治疗床自动移位准确性的验证，为临床提供质量保证。而本研究提出在机房内已安装的激光灯系统的基础上，仅使用游标卡尺即可实现对加速器治疗床制动移位准确性的验证，是一种有效可行的验证方法，且简便易行。

3 结论

本研究依据医院直线加速器在使用过程中出现的问题，结合实际情况和现有条件，提出适合医院实际情况的一种电子直线加速器治疗床质量控制方法，该方法包括电子直线加速器治疗床的检验内容、检验方法及检验周期。通过定期对电子直线加速器治疗床位置准确性的验证和校准，对比每次的检测数据，分析造成测量结果误差的原因，并提出解决方案，可以预防治疗过程中出现的差错，保证电子直线加速器正常运行，实现对患者的精确治疗。

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Verification of the accuracy of automatic movement of accelerator treatment table in image guided radiation therapy mode

/CHEN Xiang-cun, WANG Fan, TANG Hong, et al// China Medical Equipment,2017,14(1):18-20.

Objective: In order to ensure the medical linear accelerator is in normal working condition and achieve precise and accurate treatment for patient, this paper presents a simple and convenient detection method to verify the automatic movement accuracy of accelerator treatment table in image guided radiation therapy (IGRT) mode. Methods: According to “the Procedure of medical electron accelerators-acceptance and periodic tests”, the vernier calipers and the laser positioning systems were used to measure the automatic movement accuracy of accelerator treatment table in IGRT mode at regular intervals. To get and record data of accelerator table in every detection. Results: The results appear the maximum errors of automatic movement on three-dimensionally (vertical, head and foot, left and right) are 0.08 mm,0.06 mm and 0.06 mm, respectively. All of these data of this accelerator table can satisfy the demand of clinical application. Conclusions: This paper bases on the quality control standard and hospital practical situation and provides a new detection verified method and detection period for automatic movement accuracy of electron linear accelerator treatment table, and these results can ensure accelerator table to run normally and safely. This method is simple and convenient, and it can be applied to any accelerator table.

Image guided radiation therapy; Accelerator table; Treatment table; Automatic movement; Precision verify; Quality control

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.01.006

1672-8270(2017)01-0018-03

R812

A

2016-09-23

国家自然科学基金培养计划(2013KJ04)“IGRT对鼻咽癌细胞的放射生物学效应研究”

①安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科 安徽 合肥 230032

*通讯作者：cxc0308140@126.com

陈香存,男,(1984- ),博士，工程师。安徽医科大学第一附属医院肿瘤放疗科，从事放疗计划的设计、验证以及电子直线加速器质量控制等方面的工作。