胡 斌，李 勤，彭振軍，魏 黎

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院，湖北武漢430023)

二維自動(dòng)切割機(jī)制作適形放療擋塊的應(yīng)用

胡 斌，李 勤，彭振軍，魏 黎

(華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院，湖北武漢430023)

目的：探討二維自動(dòng)切割機(jī)在現(xiàn)代放療中的價(jià)值。材料與方法：采用德國的Hek -Medizintechnik 2D自動(dòng)切割機(jī)(切割速度=0.4、熱力電流=1.48A、快速移動(dòng)速度=4、切割模式的寬度=0.01cm﹑安全邊界=2cm、安全距離=3cm、切割模式為自動(dòng) 、擋塊Block發(fā)散)、聚乙稀泡沫體積為30×30×8cm、繪圖儀,對(duì)100塊擋塊進(jìn)行回顧性分析。結(jié)果：2D自動(dòng)切割機(jī)的應(yīng)用能夠把擋塊與射野形狀之間的徑向誤差控制在0.1cm之內(nèi)。結(jié)論：二維自動(dòng)切割機(jī)設(shè)計(jì)制作的擋塊經(jīng)等中心驗(yàn)證，可以做成高精度的擋塊。

二維自動(dòng)切割機(jī)；適形擋塊；應(yīng)甲

腫瘤放射治療技術(shù)發(fā)生了很大的變化，精確定位﹑精確計(jì)劃和精確擺位的原則在臨床實(shí)踐工作中得到了廣泛應(yīng)用。擋鉛制作是實(shí)現(xiàn)精確計(jì)劃、達(dá)到精確治療的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)于適形放療尤為重要。本文對(duì)在應(yīng)用2D自動(dòng)切割機(jī)制作適形擋塊過程中，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差及保證擋塊密度均勻性等方面進(jìn)行了探討，以期提高擋塊制作的效率及精度。

1 材料與方法

本組數(shù)據(jù)來自我院面膜固定鼻咽癌放療病例100例。其中第一組50例由醫(yī)生首先在模擬機(jī)拍定位片，然后在定位片上畫好照射形狀(irradiated volume,IV)，該片通過數(shù)字化掃描儀(digitizer)將IV形狀數(shù)據(jù)輸入2D自動(dòng)切割機(jī)的計(jì)算機(jī)中，生成射野形狀數(shù)據(jù)文件； 第二組50例采用治療計(jì)劃系統(tǒng)(treatment playing system,TPS)在CT掃描重建影象基礎(chǔ)上，用放療計(jì)劃軟件的射野方向觀(BEV)功能生成射野形狀數(shù)據(jù)文件，再由TPS通過局域網(wǎng)傳輸?shù)侥Ｊ业?D自動(dòng)切割機(jī)電腦中, 由TPS直接生成射野形狀文件，相對(duì)第一組可減少由數(shù)字化掃描儀采集數(shù)據(jù)所產(chǎn)生的誤差。

對(duì)第一組50例射野形狀文件，輸入其在模擬機(jī)定位片的源-片-距(source-film-distance,SFD)參數(shù)，并分別按照所使用治療機(jī)的照射條件調(diào)整對(duì)應(yīng)的源-盤-距(source-tray-distance,STD)等參數(shù)；將體積為30×30cm的聚乙稀泡沫按要求放置于2D自動(dòng)切割機(jī)中進(jìn)行切割，根據(jù)聚乙稀泡沫的材質(zhì)及厚度適當(dāng)調(diào)整其移動(dòng)速度，以及切割絲的熱力電流和自動(dòng)切割模式寬度等參數(shù)，保證聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向誤差控制在0.3±0.5mm之內(nèi)。

按照傳統(tǒng)要求，對(duì)手動(dòng)切割機(jī)所切的聚乙稀泡沫形狀需對(duì)照定位片進(jìn)行肉眼觀察。在初期我們?cè)捎弥本€加速器模擬射野燈光對(duì)自動(dòng)切割機(jī)所切的聚乙稀泡沫形狀與TPS的BEV的圖形進(jìn)行過第二組50例(源軸距source- axis -distance， SAD=100cm)實(shí)地驗(yàn)證，因BEV圖形線條寬度約0.2mm是定位片射野邊界寬度的1/10，以此確定聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向?qū)Ρ染取?/p>

除了保證聚乙稀泡沫的擋塊形狀與射野形狀之間的徑向?qū)Ρ染韧?，還需保證聚乙稀泡沫的擋塊中心與治療機(jī)射束中心軸對(duì)應(yīng)位置關(guān)系。我們用第一組50例二維自動(dòng)切割機(jī)在聚乙稀泡沫的擋塊外圍形狀作出四個(gè)標(biāo)記，由這四個(gè)標(biāo)記確定所切割聚乙稀泡沫放置于擋塊澆注托盤的對(duì)應(yīng)位置，該位置是否正確與擋塊中心和治療機(jī)射束中心軸對(duì)應(yīng)精度十分密切，對(duì)用螺釘固定于托盤的擋塊尤其重要。

在以往聚乙稀泡沫的擋塊澆注低熔點(diǎn)鉛(low melting-point alloy lead，LML)時(shí)，其外圍材料可以是聚乙稀泡沫也可以是厚鋼板。在初期制作的甲組25例鼻咽癌面頸聯(lián)合野擋塊時(shí)，我們采用的是聚乙稀泡沫；后來為了提高LML冷卻速度，我們對(duì)乙組75例鼻咽癌面頸聯(lián)合野擋塊采用20mm厚鋼板，因此將2D自動(dòng)切割機(jī)擋塊外圍形狀的切割模式設(shè)置為非發(fā)散，而擋塊形狀仍舊設(shè)置為發(fā)散模式。

等LML完全凝固后脫去聚乙稀泡沫(甲組)或厚鋼板(乙組)外圍，取出擋塊再去掉聚乙稀泡沫內(nèi)模，經(jīng)過初步修整，然后用強(qiáng)力雙面膠帶或螺絲固定在托盤上，第一組在模擬機(jī)驗(yàn)證，第二組在模擬機(jī)或加速器用TPS的BEV圖(1∶1)驗(yàn)證，結(jié)果如下。

2 結(jié)果

表1 不同外圍材料擋塊平均冷卻時(shí)間和重量的比較

從表1可觀察到，采用20mm厚鋼板作擋塊外圍的LML冷卻時(shí)間是采用聚乙稀泡沫作擋塊外圍的LML冷卻時(shí)間的1/10；但前者擋塊的平均重量是后者擋塊平均重量的1.37倍。

表2 不同來源射野形狀文件所制擋塊與射野形狀

從表2中可看出來，源于數(shù)字化掃描儀的射野形狀文件所制得的擋塊經(jīng)模擬機(jī)拍定位片驗(yàn)證，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在1mm之內(nèi)的占74%，徑向誤差在0.2cm以上占4%；而經(jīng)局域網(wǎng)傳輸直接來源于治療計(jì)劃系統(tǒng)BEV射野形狀文件所做的擋塊，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在1mm之內(nèi)的占96%，徑向誤差在1～2mm之間占4%，無一例擋塊與射野形狀之間的徑向誤差>2mm。

從整體看，射野形狀文件不論來源于數(shù)字化掃描儀還是治療計(jì)劃系統(tǒng)BEV圖，擋塊與射野形狀之間的徑向誤差在0.5mm之內(nèi)的占15%，徑向誤差在0.5～1mm之間的徑向誤差占70%，徑向誤差在1～2mm之間的徑向誤差占70%，徑向誤差>2mm僅有2%。

3 討論

使用擋塊的目的不僅是將規(guī)則野變成不規(guī)則野，以使射野形狀與靶區(qū)形狀一致，也是為了保護(hù)射野內(nèi)某一重要組織或器官，使之既達(dá)到一定治療劑量又不超過其耐受劑量。前者是作為治療機(jī)準(zhǔn)直器的擴(kuò)充，不僅具備準(zhǔn)直器同等防護(hù)效能，而且更適合于不規(guī)則靶區(qū)形狀；而后者，則根據(jù)被擋組織和器官的劑量處方，可按擋塊材料在所使用射線中的半價(jià)層(HVL)分為全擋(其厚度要使原射線的穿射量不超過5%)，半擋(穿射量為原射線的1/2)，1/4擋等(穿射量為原射線的1/4)。

在澆注適形擋塊時(shí)應(yīng)注意，在為了快速冷卻LML時(shí)保持擋塊密度均勻，可將熔鉛爐的溫度恒定在74～78℃左右。在澆注LML的過程中，澆注速度宜慢，流量宜小，這樣就不易有空氣帶入鉛里面;當(dāng)LML占滿3/4時(shí)，暫停幾分鐘，使LML的鉛液分次散熱，再倒剩下的1/4，以免LML不均勻收縮破壞IV形狀，減少大面積LML收縮對(duì)擋塊厚度的影響。

由以上結(jié)果分析，經(jīng)局域網(wǎng)傳輸直接采用來源于治療計(jì)劃系統(tǒng)BEV射野形狀文件所做的擋塊，不僅擋塊與射野形狀之間的徑向誤差比來源于數(shù)字化掃描儀的射野形狀文件所制得的擋塊的徑向誤差小，而且還省去數(shù)字化掃描儀采集數(shù)據(jù)所用時(shí)間。

采用20mm厚鋼板比采用聚乙稀泡沫作擋塊外圍也能節(jié)省大量的冷卻時(shí)間，這對(duì)于模室人員較少、擋塊制作時(shí)間緊迫、每日制作適形擋塊較多來說，無疑是提高工作效率的一種好方法，但制作適形擋塊所用LML較多，造成擋塊較重，這可以用治療機(jī)非對(duì)稱準(zhǔn)直器予以部份解決 。

由此可見，通過對(duì)2D自動(dòng)切割機(jī)的靈活操作，不僅使制作擋塊的質(zhì)量得到高精度的保證，而且能大幅度提高2D自動(dòng)切割機(jī)工作效率，保證了放射治療準(zhǔn)確的實(shí)施，但應(yīng)注意射熱絲切割機(jī)的幾何坐標(biāo)系應(yīng)精確的與治療機(jī)的射野幾何坐標(biāo)系統(tǒng)一。

[1]殷蔚伯，谷銑之，腫瘤放射治療學(xué)(第三版)[M].中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)出版社，2002.8

[2]劉泰福，現(xiàn)代放射腫瘤學(xué)[M].復(fù)旦大學(xué)出版社 上海醫(yī)科大學(xué)出版社，2001.4

[3]胡逸民，楊定宇，腫瘤放射治療技術(shù)[M].北京醫(yī)科大學(xué) 中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社，1999.5

2014-03-18

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