放疗质量保证板及射野十字板的设计与应用

谷晓华,杨留勤

新乡市中心医院,河南 新乡 453000

[摘 要]本文阐述了放疗质量保证(QA)板和射野十字板的设计及应用过程。放疗QA板和射野十字板主要由2~3 mm厚的铅皮和有机玻璃板构成,分别具有拍摄放疗设备QA验证片及显示放疗射野中心十字位置的功能,主要用于放疗设备QA检测和放疗位置验证,解决了使用IP板、X线胶片拍摄的射野验证片不能显示射野中心的问题,降低了放疗设备QA的检测成本,具有良好的临床应用价值。

[关键词]放射治疗;质量保证;光射野重合;位置验证

质量保证(Quality Assurance,QA)和质量控制(Quality Control,QC)是放射治疗过程中确保治疗效果的有效手段,拍摄射野验证片和检查射野特性是质量保证和质量控制的重要环节[1]。但使用常规IP板、X线胶片拍摄的射野验证片并不能显示射野中心,对放疗QA和QC造成了一定阻碍。为解决上述问题,笔者制作了QA板和射野十字板,能够与IP板、电子射野影像装置(Electronic Portal Imaging Device,EPID)配合使用,进行放疗设备QA验证。

1 设计过程

1.1 材料

采用SIEMENS PRIMUS PLUS加速器,BJ-6B加速器,Regius 190型计算机X线摄影(CR)系统,工作电脑,IP板(35.56 cm×43.18 cm),eFilm和Photoshop软件,拍片架,观片灯,1~3 mm厚铅皮,2 mm厚有机玻璃板,6 mm厚铝板,坐标纸等。

1.2 制作方法

(1)在坐标纸上画出制作图(图1a~c)。

(2)将铅皮加工成30 cm×38 cm以及18 cm×18 cm规格,将有机玻璃板加工成35 cm×43 cm以及21 cm×18 cm规格。

(3)将制作图拓在相应的铅皮上并做好标线。

(4)沿铅皮上的标线镂空成宽1 mm的缝隙,缝隙间保持少许连接,以避免各部分分离(图1d)。

(5)根据西门子加速器配备的十字附件外框尺寸,选用6 mm厚铝板加工附件外框部件[2]

(6)用双面胶将坐标纸固定在加工好的30 cm×38 cm的铅皮上,借助观片灯标出“十”字、正方形等相应标志;再将它们夹在两块厚2 mm、大小为35 cm×43 cm的长方形有机玻璃板之间,使玻璃板中心与铅皮中心重合,用双面胶或胶封枪固定,制成QA板(图1e)。

(7)将带有十字缝隙和刻度缝隙的铅皮,用双面胶与厚2 mm、大小为21 cm×18 cm的长方形有机玻璃板固定在一起,使玻璃板中心与铅皮中心重合、边平行,并与铝板部件进行组合(也可以将其与西门子十字附件进行组合)(图1f)。

图1 放疗QA板和射野十字板的制作流程图

注:a.射野十字板的制作图;b.21 cm×18 cm有机玻璃板的制作图;c.QA板的制作图;d.加工好的铅皮;e.QA板;f.西门子加速器专用射野十字板。

2 临床应用

2.1 应用方法

(1)QA板及射野十字板与IP板配合使用的方法:① 将QA板直接放置在IP板上,设置源片距为100 cm、拍摄条件为1 MU,采用不同曝光次数,拍摄加速器的QA验证片;并对放射科不再使用的IP板采用6 MV射线行0.6~999 MU/次辐照,反复辐照数十次;② 将射野十字板安插在ACCESSORY#2位置,将IP板放置在拍片架上,源片距为125~130 cm,保证IP面板与射线束垂直,拍摄条件为0.6 MU或1 MU,采用单次或双曝光照相技术拍摄放疗位置验证片或射野验证片;③ 采用Regius 190型CR读取辐照过的IP板图像信息并将其上传至医院PACS系统,方便调取。

(2)将厚1~5 mm,刻有0.2~1.5 mm不同缝隙的铅皮放置在IP板上,设置源片距为100 cm、拍摄条件为1 MU,所摄图像通过3位技师进行盲评[3]。盲评结果显示,厚2~3 mm、宽1 mm的十字标记显示效果较好(图2)。

(3)拍摄SIEMENS PRIMUS PLUS加速器的光射野重合验证片(图3a)、灯光野的叉丝“十”字与射线束中心轴的符合性验证片和治疗床旋转轴与射线束中心轴的符合性验证片(图3b)、等中心与激光定位灯指示一致性验证片(图3c)及多叶光栅(MLC)的OPTIFOCUS缝图样验证片(图3d)。由图可知,基于放疗QA板和射野十字板的验证图像清晰、标记明显,可使用eFilm2.1软件的测量工具,分析验证误差及偏离方向[4]

图2 不同厚度铅皮拍摄的图像

注:a、b、c、d、e分别是1、2、3、4、5 mm厚的铅皮在1 mm宽缝隙条件下拍摄的图像。

图3 基于放疗QA板和射野十字板拍摄的不同验证片

注:a.SIEMENS PRIMUS PLUS加速器的光射野重合片;b.灯光野的叉丝“十”字与射线束中心轴的验证片(右上“米”字)和治疗床旋转轴与射线束中心轴的验证片(左下“米”字);c.激光定位灯指示与等中心一致性验证片;d.MLC的OPTIFOCUS缝图样验证片。

(4)调整灯光“十”字的旋转轴,使之与准直器旋转轴重合,误差小于2 mm(图4a),标尺刻度准确性的误差小于2 mm(图4b),随后拍摄患者放疗位置的验证片(图4c~d)。由图4c~d可知,患者局部轮廓图像清晰,骨性标记明显,射野中心十字及标尺刻度显而易见,照射野形状清晰,能直观地读出肿瘤的深度及照射野的大小。可使用eFilm和Photo shop软件,以病人数字重建影像(DRR)局部轮廓大小为图像缩放标准,以骨性标记为图像配准参考点,分析放疗位置验证片所显示的中心十字与DRR片的中心十字的位置关系,达到验证放疗位置的目的[5]

图4 基于放疗QA板和射野十字板拍摄的患者射野及放疗位置验证片。注:a.中心“十”字与准直器旋转轴的位置关系验证片;b.标尺刻度准确性验证片(c1.正面,c2.侧面);c.患者头部射野验证片;d.患者胸部放疗位置验证片(d1.正面,d2.侧面)。

2.2 应用结果

从2011年6月至今,通过联用放疗QA板、射野十字板与IP板,共拍摄验证片2507幅,拍摄SIEMENS PRIMUS PLUS加速器和BJ-6B加速器QA验证片56套,验证效果良好。同时,在实际应用中发现,放疗QA板、射野十字板还可以与EPID联用,进行放疗设备质控检查[6]

3 讨论

依据《JJG 589-2001 外照射治疗辐射源检定规程》对辐射野与光野重合性的要求,在正常治疗距离上,垂直于射线束平面上的10 cm×10 cm辐射野和相应光野在主轴上的偏离应不超过2 mm[7],临床上通常采用胶片法检查两者的重合性。随着科学技术的不断发展,普通医用X射线感光胶片及洗片设备逐步被淘汰;而使用免冲洗剂量胶片费用高,使用三维水箱扫描测量照射野特性不利于灯光野和照射野重合性的调校[8]。笔者研制的QA板和射野十字板可与IP板配合拍摄QA验证片和放疗位置验证片,操作简单、安全、有效,并可通过相关软件分析灯光野与照射野、激光定位灯指示中心与等中心的位置符合情况,方便调校;同时拍摄的位置验证片可与DRR片进行比对,以分析照射野位置误差是否符合治疗要求,从而达到验证放疗位置的目的。此外,QA板和射野十字板还可以与EPID联用进行放疗设备质控检查,具有良好的实用价值。

[参考文献]

[1] 胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999:618-630.

[2] 李润霄.调强放射治疗计划系统的物理统计分析[J].石家庄:河北科技大学,2014.

[3] 谷晓华,杨留勤.IP板在拍摄射野验证片中的应用[J].中华放射肿瘤学杂志,2013,22(2):167-168.

[4] 谷晓华,杨留勤.IP板在放射治疗质量保证检查中的应用[J].中国医学装备,2015,12(2):46-48.

[5] 谷晓华.单次曝光法在调强放疗位置验证片拍摄中的应用探讨[J].肿瘤研究与临床,2014,26(7):479-481.

[6] 夏邦传,徐子海,廖福锡,等.基于CT共轨系统的鼻咽癌调强放疗中解剖结构变化的研究[J].中国医疗设备,2015,30(3):17-20.

[7] 国家质量技术监督局.JJG589-2001中华人民共和国国家计量检定规程·外照射治疗辐射源检定规程[S].北京:中国计量出版社,2001.

[8] 陈建功.放射治疗辐射野与光野重合度的检测、调校和改进的研究[J].中国医疗设备,2009,24(10):23-25.

Design and Application of QA Verification Plates and Beam Field Cross-link Plates for Radiotherapy

GU Xiao-hua, YANG Liu-qin
Xinxiang Central Hospital, Xinxiang Henan 453000, China

Abstract:This article introduced the design and application process of quality assurance (QA) verification plates and beam field cross-link plates for radiotherapy. The QA plates and beam field cross plates, which were composed of 2~3 mm lead sheaths and organic glasses, respectively possess the function of radiotherapy QA verification film and the function of showing the beam field cross position. The QA plates and beam field cross plates can be used for the QA detection of radiotherapy equipment and the verification of radiotherapy location. This method solves problems in conventional IP plates and X-ray film which cannot show beam field center. It can also reduce the cost of detection test for QA of radiotherapy equipment. Thus, it has great clinical value in radiotherapy department.

[中图分类号]TH774

[文献标识码]B

doi:10.3969/j.issn.1674-1633.2016.02.031

[文章编号]1674-1633(2016)02-0115-03

收稿日期:2015-07-02

修回日期:2015-07-15

Abstract:: radiation therapy; quality assurance; overlap of optical field; location verification