螺旋断层加速器治疗床自动移位准确性的验证

1、JournalofMedical Instrumen ：1671-7104(2013)02-0143-Hi-ART螺旋断2，解传滨3123总医院放疗科市要】 QUASAR Penta-guide模体粘贴定位标记，CT扫描图像传输工作站进行靶区勾画，用TomoPlan系统设计计划。模体进MVCT扫描，图像配准后治疗床自动位置调整，绿JournalofMedical Instrumen ：1671-7104(2013)02-0143-Hi-ART螺旋断2，解传滨3123总医院放疗科市要】 QUASAR Penta-guide模体粘贴定位标记，CT扫描图像传输工作站进行靶区勾画，用TomoPlan系

2、统设计计划。模体进MVCT扫描，图像配准后治疗床自动位置调整，绿激光灯在左右和头脚方向与中心线重合，误差小于2 mm 线有2 mm的偏差，校正后能消除影响。头部或盆腔肿瘤患者，MVCT键 词】 螺旋断层治疗机 影像引导放射治疗 治疗床 摆位误差; 【VerificationoftheCouch.1671-MovementAccuracyforHi-ARTHuangYongjie1WangYunlai2XieChuanbin2Wu1SchoolofPhysicsandTechnology,WuhanUniversity,Wuhan,【 2DepartmentofRadiationOncology

3、,PLAGeneral Hospital,Beijing,3DepartmentofRadiationOncology,AirForceGeneralHospital,Beijing,】 The QUASAR Penta-guide Phantom with l markers was scanned, and the CT images were transferred 【 Pinnacle works ion. Skin volumes were contoured and transferred to TomoPlan treatment system. The phantom was

4、scanned with Megavoltage CT (MVCT). MVCT images were matched to the planning Automatic adjustment of treatment couch was completed. It was t the green laser coincided with the center crosshairs in lateral and longitudinal directions n error n 2 mm. However 2 mm vertical lag was found, ould be eventu

5、ally corrected. Verications for specic patients with head and pelvic tumors also completed, the residual setup error yzed. The automatic movement of tabletop after image match 【Keywordstomotherapyimage-guidedradiotherapytreatmentcouch,setuperrorquality放射治疗中，患者从热塑体模固定、CT位、位的准确性直接影响治疗效果，和控制措施。本文利用QUAS

6、AR Penta-Guide模体测复性，并针对患者治疗进行摆位准确性的实时验证误差，尤其摆位误差，受损。影像引导放射治疗（IGT）技术能实时测量和纠正摆位误差，保证放疗的准确性。Hi-AT螺旋断层治疗机（omotherapy）是新型放射治疗设1，它采用6 MV X线扇形束照射，机架旋转和治疗床同步运动，射线在患者身体形成螺旋束；配备了 MV级CT影像引导系统，患者每次治疗前都可以进行 CT扫描，扫描所得到的CT影像与患者治疗计划CT影像进行配准，得到患者治疗摆位的误差。根据配准结果对治疗床进行位置偏差的调整，保证治疗摆位的重复性。其治疗床由控制台操作控制自动完成左右、头脚和垂直方向的位置调整。

7、MV螺旋Hi-ART螺旋断层治疗机射线出射方向有738个高压充氙气的弧形探测器阵列，6 MV加速管和探测器阵列相对安装在机架滑环上，治疗床进动时，滑环连续旋转。3.5 MV X线用于CT成像，等中心层面 FOV直径为40 cm。预置有3种CT扫描方式 (Final、 Normal和Coarse)，对应的层厚分别为2 mm，4 mm和 6 mm2-5。Hi-ART治疗机有红、绿两套激光灯。绿激光: h718795223126 通信作者，灯不动，位于机架外头脚方向上距机器等中心: wang1631JournalofMedical Instrumen 70 cm处，的虚拟等中心。行左右、头脚和垂直方

8、向的偏差调整。整后再次进行MVCT扫描，测量分析残留误差，同移动的激光灯。光灯在左右和垂直方向上指示照射野中心位置6。1.3 QUASARPentaGuide模体为边长16 cm的立方体，上表面、1.5 线的位置偏差Penta-Guide模体为规则的立方体，重JournalofMedical Instrumen 70 cm处，的虚拟等中心。行左右、头脚和垂直方向的偏差调整。整后再次进行MVCT扫描，测量分析残留误差，同移动的激光灯。光灯在左右和垂直方向上指示照射野中心位置6。1.3 QUASARPentaGuide模体为边长16 cm的立方体，上表面、1.5 线的位置偏差Penta-Guide

9、模体为规则的立方体，重量较轻骨性标记明显，适合做治疗床自动校正的患者验证后各面都有照射野大小及方向指示后、左右，摆位后进行MVCT线，线之间的距离作为摆位误差，在左右、头脚、的距离分别为10 mm、14 mm、12 mm，见图1。它由均匀的丙烯酸树脂做成， 有5个球形空气腔，可的一致性验证、治疗床的位移验证等，描，位置偏差，自动移动治疗床，复MVCT扫描，再进行配准，得到残存摆位误差2.1 Penta-guide模体放在治，右、头脚和垂直方向分别与偏心短线重合的质量控制7和MVCT扫描完成后， 用灰度模式进行图像配准MVCT和模拟定位CT图像上模体外轮廓及中心空应较好重合。配准后治疗床退出机架

10、行自动校位，线存在2 字线重合，的偏差，这主要是治疗床下沉的影响。野等中心位置时，线与绿激光线重合，之后再次进行MVCT扫描，左右、头脚、垂直的残误差均小于2 mm图1QUASARPenta-GuideFig1QUASARPenta-Guide1.4 模体的顶面和左右表面的长线中心贴上铅豆，按照摆位标示放置在Brilliance CT扫描。CT线，层厚为1.5 mm，扫描范围包括整个模体。CT图像经 3.0传输至Pinnacle医生工作站。心的空腔作为靶区。再将CT图像传到TomoPlan系统。患者坐标的原点放置在模体中心。(a) 虚拟等中心配准(b)虚拟等中心处床(b)tabletoplag

11、virtual (c)beamafteradjustment insidegantry(a)virtualisocenter beforescan图2 单的治疗计划并传送到控制工作站。治疗机，方向与CT扫描时一致Fig.2Alignmentn green laser and 2.2 向的位置平均误差分别为10 mm、14 mm、14 mm垂直方向的位移偏差并没有在12 mm附近，MVCT调整治疗床，线，作为摆位偏差。选择扫描条件为FINE，层厚2mm，以灰度配准方式配准，观察MVCT图像上空腔与CT定位图像上的空腔是否重合，准计算的摆位误差是否与参考值一致。2JournalofMedical

12、Instrumen 位的准确性。患者治疗时和靶区位置的偏差由每次MVCT和模拟定位CT配准得到，通过治疗床自动调整进行纠正9。Hi-AT II以前的治疗床可以实现头脚和垂直方向的自动调整，但左右方向仍需手动调整。新型的治疗机都进行了升级，3个方向的自动调整。重，进床过程中存在下沉，有关，最大可达(45)mm。患者接受治疗时的位移下治疗床的自动移位是患者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较严重的环节，其引入的误差直接影响患者靶区和正常JournalofMedical Instrumen 位的准确性。患者治疗时和靶区位置的偏差由每次MVCT和模拟定位CT配准得到，通过治疗床

13、自动调整进行纠正9。Hi-AT II以前的治疗床可以实现头脚和垂直方向的自动调整，但左右方向仍需手动调整。新型的治疗机都进行了升级，3个方向的自动调整。重，进床过程中存在下沉，有关，最大可达(45)mm。患者接受治疗时的位移下治疗床的自动移位是患者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较严重的环节，其引入的误差直接影响患者靶区和正常体，能对治疗床自动调整的准确性进行验证，是日常检查必不可少的工具。也需要定期针对患者进行实际验证。治疗床的准确到位是影像引导系统质量保证的重要内容图3 Fig3 Reproducibility forautomatic table 描包括了床面的

14、下沉，下沉幅度为2 mm。每次测量治疗床自动校位后3个方向的残存误差均小于1 mm。2.3 误差为左右1.2mm，头脚3.4mm，垂直方向2.6mm。平均值分别为0.6mm、1.6mm和1.1mm。残存误差均在2 mm范围之内，说明治疗床自动调整准确可靠。见图4。腹部摆位误差相对稍大，后的残存误差均在5 mm之内和CT机的完美结合,. 机J.中国医疗设备2009, 24(1):52-Jeraj R, Mackie TR, Balog J, et al. Radiation characteristics of helical TomoTherapy J. Med Phys, 2004, 31(

15、2): 396-404.RuchalaKJ,Olivera,GH,SchloesserEA,etal.MegavoltageCTon a tomotherapy system J. Phys Med Biol, 1999, 44: 2597-2621.Meeks SL, Harmon JF, Langen KM, et al. Performance characterization of megavoltage computed tomography imaging on ahelicalTomoTherapyunitJ.MedPhys,2005,32(8):2673-2681. Forre

16、stLJ,MackieTR,RuchalaK,etal.Theutilityofmegavoltagecomputed TomoTherapy images from a helical (a)配准(a)before(b)配准(b)after(c)残存误(c)residualsetupsystem for setup verification es Phys, 2004, 60(5): 1639-J Radiat Oncol 图4患者图像配准时的横断面CT Fig.4AxialCTimagesduringimagematchLangen KM, Papanikolaou N, Balog J, et al. QA for helical tomotherapy: Report of the AAPM task group 148J. Med Phys, 2010, 37(9): 4817-4853.Sykes JR, Lindsay R, Dean CJ, et al. Measurement of cone beam CT coincidence with megavoltage isocentre and image sharpness using the QUASARTM Penta-Gui