BrainLAB 立体定向放射治疗系统辐射等中心误差检测

李陆军，钟宇行，覃伟光，卢敏华

梧州市红十字会医院放疗技术区 （广西梧州 543000）

立体定向放射治疗在脑转移瘤等良恶性肿瘤患者治疗方面具有一定优势[1-3]。但在临床实际应用中，由于立体定向放射治疗具有辐射野小、分次剂量高、剂量梯度大以及剂量高度集中的特点，放射治疗中的微小偏差便可能伤及重要器官，造成严重的放射损伤[4-6]。因此，放射治疗医师在对患者实施治疗时，应认真严谨地做好定位、摆位、机器等中心精度等每一步的质量控制及质量保证工作[7-10]。本研究主要探讨BrainLAB 立体定向放射治疗系统辐射等中心误差检测的相关问题，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料及设备

VARIAN UNIQUE 医用直线加速器，西门子大孔径CT 模拟定位机，德国BrainLAB 立体定向放射治疗系统（圆锥形准直器），德国BrainLAB iPlan RT 4.5.3治疗计划系统，自制模体，GAFCHROMIC RTQA2免冲洗胶片。

1.2 检测方法

1.2.1 模体制作

取6块10 cm×10 cm×1 cm 的有机玻璃，使用胶水粘合成10 cm×10 cm×6 cm 的有机玻璃模体；将1根5 cm 长的塑料杆的一端垂直固定在上述自制有机玻璃模体上，另一端固定1个直径为5 mm 的金属小球。

1.2.2 定位及计划设计

使用热塑膜将有机玻璃模体固定在BrainLAB的体位固定架上，塑料杆朝向机架方向伸出；设置扫描层厚为1 mm，在CT 上采集图像后传输至iPlan RT 计划系统进行计划设计，将金属小球设为治疗靶区，以其中心为靶中心。

1.2.3 图像采集

通过计划系统打印治疗坐标纸，并将其贴在摆位框上，按照治疗要求在VARIAN UNIQUE医用直线加速器下进行摆位；在直线加速器的准直器上安装BrainLAB适配器及7.5 mm的圆锥形准直器，应用BrainLAB的拍片支架固定免冲洗胶片，操作机器岀束，在治疗床和准直器均为0°的状态下，分别在机架角为0°、90°、180°及270°时各拍摄1张摆位验证图像；卸下7.5 mm的圆锥形准直器，将直线加速器二级准直器的辐射野设置为1 cm×1 cm，以相同的方法获取4幅图像。

1.2.4 图像分析

应用扫描仪扫描胶片图像后，将其导入自编软件分析BrainLAB 立体定向放射治疗系统等中心和直线加速器治疗等中心的偏差。自编软件为一款识别图形中心的软件，用来识别胶片上辐射野的中心和金属小球留下的辐射图像的中心。7.5 mm 圆锥形准直器在胶片上留下的辐射野中心为直线加速器附加上BrainLAB 三级准直器后的辐射野中心，定义为立体定向放射治疗等中心。直线加速器二级准直器1 cm×1 cm 的辐射野中心定义为直线加速器治疗等中心。将直径为5 mm 的金属小球作为治疗靶区，其图像中心为靶中心。将直线加速器附加上BrainLAB 三级准直器后视为一个整体，则立体定向放射治疗等中心与靶中心之间的距离即为摆位误差，定义为立体定向放射治疗误差。而直线加速器治疗等中心与靶中心之间的距离则为加速器治疗摆位误差，定义为直线加速器治疗误差。若立体定向放射治疗等中心与直线加速器治疗等中心重合，则表明立体定向放射治疗误差与加速器治疗误差一致。

2 结果

当机架角为0°、90°、180°及270°时，立体定向放射治疗误差和直线加速器治疗误差均小于1 mm，均符合立体定向放射治疗对摆位精度的要求（误差小于1.25 mm），见表1。

表1 不同机架角对应的立体定向放射治疗误差和直线加速器治疗误差（mm）

3 讨论

立体定向放射治疗通过多角度、小野聚焦照射的方式，形成了靶区剂量高、剂量梯度大的特点，对治疗摆位精度提出了更高的要求，所以质量控制和质量保证便显得尤为重要[11-12]。郎锦义等[13]应用胶片测量圆锥形准直器剂量梯度变化的结果显示，小野射野外的剂量变化梯度十分陡峭，偏离中心轴的距离几乎每增加0.5 mm，等剂量曲线即可变化10%，可见在立体定向放射治疗中，治疗等中心精度对剂量的影响较大[14-16]。治疗摆位精度受固定装置、摆位框、激光灯精度及机器等中心精度等多个因素的影响[17-18]。机器等中心精度包括直线加速器本身的等中心精度以及附加上BrainLAB 三级准直器后的等中心精度。在日常工作中，临床医技人员需快速检测以上各精度的情况。

有研究采用厂家配置的前指针装置来检测立体定向放射治疗的等中心精度，通过激光灯和光野的十字线对准前指针装置上的十字线进行摆位，而不是通过模拟实际治疗步骤去检测[19-20]。该方法并未考虑实际治疗中体位固定支架、热塑膜固定精度、摆位框、坐标纸打印以及三级准直器的安装等导致的误差。

本研究应用自制模体行CT 扫描，通过计划系统设计治疗计划生成摆位坐标，模拟实际治疗摆位，在提高治疗精度方面具有以下3个优点：（1）可以检测出体位固定和重复性治疗带来的误差，立体定向放射治疗采取的是分次大剂量治疗的方式，故应考虑体位固定及重复性治疗可能造成的影响；（2）可以检测出激光灯以及摆位框和坐标纸打印带来的误差，在实际治疗中，待固定好患者后，应用激光灯对准贴于摆位框上的坐标纸来对患者实施摆位，激光灯或坐标纸打印均会带来误差，BrainLAB 的计划系统iPlan RT 上有一个功能是校准打印机标尺，这说明打印机的标尺在使用过程中会发生改变，需不定期对其进行校准，所以建议每次治疗前进行验证时均应打印新的坐标纸，以及时发现打印机标尺的误差；（3）可以检测出三级准直器安装到直线加速器后的治疗等中心误差，由表1可知，立体定向放射治疗等中心与加速器治疗等中心并不重合，因此，在BrainLAB 三级准直器投入临床使用之前需对其进行等中心调试，实际上，很难实现立体定向放射治疗等中心与加速器治疗等中心的完全重合，加之频繁地拆卸和安装会带来机械精度的下降，还会导致误差的增大，但在临床实践中，应尽量使以上两个等中心重合，以满足立体定向放射治疗对摆位精度的要求。

本研究采用7.5 mm的圆锥形准直器以及直径为5 mm的金属小球进行拍片验证，7.5 mm圆锥形准直器的照射范围为辐射野，按照计划设计，5 mm的金属小球在加速器摆位后应完全处于辐射野内，照射后应在辐射野内留下一个完整的圆形图像，若发现胶片上金属小球的图像并未完全处于辐射野内，则可确定治疗误差已大于1.25 mm，即不满足立体定向放射治疗对摆位精度的要求，此时应积极地寻找引起误差的原因并进行相应调整。本研究提出的方法可使放射治疗工程师很容易地观察到胶片中的金属小球相对于辐射野的关系，从而帮助其判断立体定向放射治疗的治疗误差是否在允许范围内。因此，应用本研究的方法在每次为患者实施放射治疗前进行治疗误差的检测，可快速地检测到各种因素带来的误差，进而有效地保证每次治疗的精度，为“三精”放射治疗（精确定位、精确计划、精确治疗）提供强有力的保障。