蔡陈枫;朱六玲;徐胜;孟岩
【摘 要】目的:评价射波刀系统的精确度,并测量射波刀系统的相对输出因子.方法:通过E2E测试和胶片剂量测定法,采用6D-skull追踪模式和fiducial金标追踪模式对射波刀系统的目标定位进行测量.使用6种不同的探测器,对射波刀所有准直器进行相对输出因子的测量.结果:6D-skull追踪模式和fiducial金标追踪模式的定位误差分别为(0.531±0.293)和(0.482±0.297)mm.对于5 mm的准直器来说,6种不同的探测器测量的相对输出因子分别为0.133±0.006、0.320±0.010、0.635±0.010、0.656±0.009、0.777±0.013、0.680±0.014;对于35 mm的准直器来说,6种不同探测器测量的相对输出因子分别为0.983±0.002、0.990±0.002、0.987±0.001、0.992±0.002、0.990±0.010、0.981±0.010.结论:射波刀系统的总误差小于1 mm.对于较大的准直器,6个探测器测量的相对输出因子呈现出良好的一致性;对于小于15 mm的准直器,不同探测器测量的相对输出因子之间存在着明显的差异.%Objective To evalutate the accuracy of CyberKnife system and measure its relative output factor.Methods The accuracy of target localization of the system was measured wit h E2E test,film dosimetry,6D-skull tracking mode and fiducial tracking mode.Six kinds of detectors were used to detect the collimators of the system.Results The positioning errors were (0.531 ±0.293) and (0.482±0.297) mm respectively by 6D-skull tracking mode and fiducial tracking mode.The detectors proved the relative output factors of 5-mm collimator were 0.133 ±0.006,0.320±0.010,0.635 ±0.010,0.656±0.009,0.777± 0.013 and 0.680±0.014,and those of 35-mm collimator were 0.983±0.002,0.990±0.002,0.987±0.001,0.992±0.002,0.990± 0.010 and 0.981 ±0.010.Conclusion The total error of CyberKnife system was less than 1 mm.Large collimater has high consistencies between the output factors of the detectors,while there are significant differences between the output factors in case of the collimater with the diameter less than 15 mm.
【期刊名称】《医疗卫生装备》
【年(卷),期】2017(038)006
【总页数】3页(P121-123)
发光材料【关键词】射波刀;系统;精确度;准直器;输出因子
【作 者】蔡陈枫;朱六玲;徐胜;孟岩
【作者单位】201805 上海,上海东方肝胆外科医院;201805 上海,上海东方肝胆外科医院;201805 上海,上海东方肝胆外科医院;201805 上海,上海东方肝胆外科医院
【正文语种】中 文
【中图分类】R318.6;TH77
射波刀立体定向放疗系统（以下简称“射波刀系统”）具有高精度、大剂量、分割次数少、无创伤等优点，主要由LINAC系统（6 MV的X线）、影像系统、机械臂系统（6个机械臂关节、1200束射线方向）、同步呼吸追踪系统（信号发生器、信号接收器、呼吸追踪背心）、床、目标定位系统等组成。射波刀系统的技术核心是交互式机器人技术，一体化的系统可持续接收到患者位置、肿瘤位置和患者呼吸运动的反馈[1-3]。根据反馈的信息，射波刀系统自动持续地高精度定位每一次的光束。它具有以下几个突出的特点：（1）同步呼吸跟踪肿瘤。（2）灵活的机器人手臂。（3）多个靶区的肿瘤同时治
疗。射波刀系统所具有的图像追踪方法是保证高精度、大剂量准确照射到肿瘤靶区部位的关键技术[4]。
射波刀系统能够对颅内外的肿瘤靶区提供具有高精确度的单次或多次照射[5]。输出因子是每个准直器与参考准直器输出的比值，其精确度直接影响到射波刀系统中照射剂量的准确性。本研究的目的是评价射波刀系统的精确度，并使用6个探测器，即二极管测量仪，X-Omat V胶片，Gafchromic EBT（电子束技术）胶片以及0.015、0.125和0.6 cm3电离室来估计射波刀系统的相对输出因子。
1.1 射波刀系统
射波刀系统能够利用其本身的非共面、非等中心及1 200条不同方位的射线束的特点，设计出与肿瘤形态非常吻合的计划，使肿瘤部位得到最大的照射剂量，而对周围正常组织损伤较少，达到精确的[6]。射波刀影像定位系统主要由一对X线球管及发生器、一对非晶硅的平板探测器、目标定位计算机及其控制系统等组成[7-9]。
电热丝绕线机射波刀系统准直器的几何形状与传统的直线加速器系统不同。射波刀系统的准直
器有12种不同尺寸，包括5、7.5、10、12.5、15、20、25、30、35、40、50 以及60 mm准直器[10]。点滴板
1.2 目标定位
我们使用Accuray公司建议的端到端的E2E测试以及射波刀系统中的胶片剂量测量法，来估计射波刀系统的精度。E2E测试集成了靶区、计划、图像处理、线性加速器以及安全子系统，使得计划的剂量分布与实际照射的剂量分布相匹配，要求误差在一定范围之内[11]。大田西瓜种植技术
本研究中使用一个等效的头部模型，来评估整个射波刀系统的精度。该模型包含一个球形目标、5个fiducial金标和2片精密剪裁的薄胶片（如图1所示）。该球形目标是由丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料为原料构造而成，其中有一个丙烯酸类球体位于其中心。将该胶片正交插入球形目标中，使用射波刀系统制定针对该模型的计划，并对该模型进行照射。照射结束后，将胶片从模体中取出来。用胶片扫描器扫描该胶片（不使用自动浓度调整），创建300像素/in（1 in=25.4 mm）的灰度图像（如图2所示）。
旋转连接器在胶片剂量测量中，采用E2E检测软件，得到经过辐射照射后正交的2个胶片，通过比较计划的剂量范围与照射后体模测量的剂量范围，来计算在左右（LR）、前后（AP）、上下（SI）方向上的误差位移，从而确定E2E总的精确度。
1.3 相对输出因子
我们使用6个不同的探测器，对所有准直器的输出因子进行测量。
在放射中，二极管测量仪是检测高能量光子的剂量分布的p-型硅二极管。该二极管测量体积的有效厚度是2.5 pm。对于其他的对比测量，在容量分别为0.015、0.125和0.6 cm3的电离室中进行读数。用水模型进行二极管测量仪和3个电离室（0.015、0.125和0.6 cm3）的测量，测定条件设定为在1.5cm深处和源皮距（sourceskindistance，SSD）=80cm。
在胶片测量过程中，使用硬水模型替换原来的水模型。该硬水模型是用来放置此模型确定的最大剂量时的深度的胶片。对于相对输出因子的测量，每个胶片接受100 MU的剂量。通过常规的密度计测量薄胶片的光学密度。使用最大的准直器（60 mm），在SSD=80 cm和1.5 cm深处校准每个准直器的输出因子。
2.1 目标定位结果
在射波刀E2E测试中，采用6D-skull追踪模式和fiducial金标追踪模式，分析得到的胶片数据，6D-skull追踪模式下的误差为（0.531±0.293）mm，fiducial金标追踪模式下的误差为（0.482±0.297）mm。
2.2 相对输出因子结果
不同尺寸规格的准直器的相对输出因子见表1。对于5 mm的准直器来说，6种不同的探测器相对输出因子分别为0.133±0.006、0.320±0.010、0.635± 0.010、0.656±0.009、0.777±0.013、0.680±0.014，其中0.6、0.125、0.015 cm3电离室测量到的相对输出因子差异较大，二极管测量仪、Gafchromic EBT胶片、XOmat V胶片测量到的相对输出因子相对一致。对于35 mm的准直器来说，6种不同探测器的相对输出因子分别为0.983±0.002、0.990±0.002、0.987±0.001、0.992±0.002、0.990±0.010、0.981±0.010，一致性较好。
射波刀系统被国内越来越多的医院放疗科所采用，它可根据5种图像引导追踪方式进行自动校正并极其精确地传送射线，提高了肿瘤部位的治愈率，有效地保护了周围正常组织
及器官，减少了副反应发生的几率[11-12]。射波刀系统的60 mm准直器一般用于测量用，很少用于。其余11种准直器用于不同大小的肿瘤靶区。
在射波刀E2E测试中，6D-skull追踪方式、fiducial金标追踪方式、X-sight追踪方式总的误差要求0.95 mm以内，Sychrony同步呼吸追踪方式、X-sight lung追踪方式总的误差要求1.5 mm以内。本研究中使用6D-skull追踪模式和fiducial金标追踪模式评价射波刀系统的精确度，结果显示，6D-skull追踪模式和fiducial金标追踪模式下的误差分别为（0.531±0.293）和（0.482±0.297）mm，射波刀系统总的E2E误差小于1 mm。
ntest由于存在侧向电子失衡，并且剂量梯度比较陡峭，很难对立体定向放射中的光子束进行精确的剂量测定。在已发表的文献中，放射的数据采集主要是基于二极管及其胶片剂量、小容量的电离室和热致发光剂量计的放射学剂量测定[13-14]。由于这些技术的能量依赖性或分辨率较差，所以一般不提供所需的精度。
本研究中使用6种不同的探测器对12种不同尺寸规格的准直器的相对输出因子进行测量。结果显示，使用电离室和二极管测量仪测量时不同尺寸的准直器的相对输出因子差异较大，而使用Gachromic EBT胶片测量得到的相对输出因子与二极管测量仪测量得到的相对
输出因子非常相似。
综上所述，射波刀系统总的端到端E2E测量误差小于1 mm，具有高精准定位、高精准追踪、高精准的优点。对于超过30 mm以上的准直器，不同探测器检测的相对输出因子呈现出良好的一致性；对于小于15 mm的准直器，不同探测器检测的相对输出因子之间存在着明显的差异，特别是5 mm的准直器。而Gafchromic EBT胶片比别的探测器更准确。
【相关文献】
[1]郝春成.影像引导放射的应用及进展[J].实用肿瘤学杂志，2010，24（5）：487-489.
[2]董洋，李丰彤，王境生，等.置入软组织金标数目对射波刀系统影像定位精度影响[J].中华放射肿瘤学杂志，2010，19（5）：465-467.
[3]HAIGRON P，DILLENSEGER J L，LUO L，et al.Image-guided therapy：evolution and breakthrough[J].IEEE Eng Med Biol Mag，2010，29（1）：100-104.
[4]DEMARCO J J，CAGNON C H，CODY D D，et al.Estimating radiation doses from multidetector CT using Monte Carlo simulations：effects of different size voxelized patient models on magnitudes of organ and effective dose[J].Phys Med Biol，2007，52（9）：2 583-2 597.
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