射波刀常见错误及处理方法
引言
射波刀是目前世界上唯一采用实时影像引导系统及呼吸追踪系统的机器人操纵直线加速器自动化、智能化的放射外科先进治疗设备[1-2]。2001年，射波刀被FDA批准用于治疗全身各部位的肿瘤后[3]，对于传统外科手术不能或难以切除的病灶来说，射波刀放射外科治疗系统提供了一个无创治疗的新选择[4]。对于普通手术后的残余或复发病灶，它也可给予积极治疗。应用实时影像追踪技术，射波刀可对运动器官（如肺及腹腔脏器等）给予治疗，并保护周围正常器官的功能[5]。Ost等[6]的一项多中心研究和Teh等[7]的报道证实了其疗效的可靠性。作为放射治疗的一把利器，射波刀在肿瘤放射治疗中得到了广泛的应用。
2015年我中心引进美国accuray公司生产的第五代Cyberknife VSI系统，它的节点增加至100多个，每个节点有21个投射方向，最多可形成3000条射束[8]，到位精度提升至0.01 mm[9]。射波刀是结合了机器人技术、计算机技术、实时影像追踪技术及自动跟踪靶区技术的全新的放射治疗设备，其主要组成部分主要有：电源分配单元、不间断电源、E-Stop（紧急停止）控制柜、MultiPlan治疗计划系统、操作员控制系统、治疗机械手、标准治疗床、直线加速器和控制系统、紧急停止控制柜和其他设备（闭路电视系统、对讲系统、Synchrony呼吸跟踪系统等）。射波刀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肿瘤位置和病人呼吸运动的反馈，使肿瘤照射随着患者呼吸运动、体内肿瘤位移而同步跟踪调整照射靶区，同时带有6个自由度计算机控制的机器人手臂可以将加速器停留在100多个不同的节点上，非常精准对肿瘤组织进行射线的照射，射波刀机房构造，见图1。我中心应用第五代射波刀治疗患者1000余人次，取得良好的疗效。但在实际工作中遇到了不少问题与错误，通过认真总结分析，我积累了一些经验，保证了治疗的顺利完成，现总结如下。
图1 射波刀机房构造
1 在影像配准阶段的主要错误
在影像配准阶段的主要错误及其解决办法，见表1。
解决方法中提到的mesh框是一个由9行9列骨骼网格组成的矩形栅格框，有64个小方格，81个节点。治疗时通过拍摄脊柱X线实时影像，计算机在实时影像的脊柱椎体上也自动生成相同的mesh框。系统通过自动对比实时影像与DRR图像上mesh框，得出位置误差，通过调整治疗床使方格内的骨骼基本重叠在一起，从而获取椎体的精确位置[11]。治疗前，向患者讲解治疗过程，并给予一定心理安抚，有助于缓解患者紧张情绪，有利于患者保持治疗体位不变。金标位置的准确性对治疗精度非常重要，金标发生移位会直接影响患者定位和治疗的精度[12]，并且值入的金标必须符合要求，否则在追踪时无法被使用[13]。
表1 在影像配准阶段的主要错误及其解决办法
错误类型 错误现象 错误原因 解决办法1 错误节点高或不确定性高实时影像与DRR（数字重建影像）无法配准患者体位与定位时不一致；影像配准不正确；X线曝光参数不适用；影像没有足够可以进行配对的节点 调整曝光条件；重新选择合适的ROI区域，ROI应具有丰富的解剖结构；调整mesh框，实现骨骼网格对骨骼结构的最佳覆盖；适当修改限值；对于多颗金标追踪治疗，可以适当减少金标个数。2 左右旋转误差超范围 无论如何调整，该值都超过限制或时好时坏 ROI 骨骼结构不够丰富所致3dxAB、或drAB超范围 CT 中心或ROI 设置不当；患者无法保持体位固定不变4 亮度错误和梯度错误 亮度值或梯度值超阈值 X线曝光值不适用；局部解剖结构重叠致使影像密度过度变化5金标识别率低( fiducial ex-traction probability)或间距错误系统无法提取金标位置金标发生移位；系统无法有效提取金标的准确位置；X线参数不适用；金标位置不符合要求。删除移位的金标或重新进行CT扫描；重新植入金标；调整金标的追踪范围；调整曝光参数；适当调整金标可信度参数阈值
2 在治疗阶段的常见错误
在治疗阶段的常见错误及其解决办法，见表2。
表2 在治疗阶段的常见错误及其解决办法
错误类型 错误现象 错误原因 解决办法1 PDP错误 机器报碰撞风险 机头离患者、治疗床或机械臂太近 调小机器或病人安全区大小；2 模型错误(modeling error)呼吸追踪模型丢失或不可用追踪相机无法接收到Mark（红外线信号灯）信号；患者身体移动；Mark点移位；患者呼吸波形幅度超限值；Synchrony与TLS（目标追踪系统）间通信错误；追踪模型不完整；追踪模型数据与靶区运动模式不匹配检查Mark被遮挡情况；嘱咐患者平静均匀呼吸；嘱咐患者保持体位固定；补充缺少的关键节点；重新建模；reset操作员控制系统、重置TLS计算机或重置系统电源3 超时错误 放线时间超过限值 剂量率偏低或无射线 确保温湿度在正常范围内；断电重启机器，恢复治疗。4 X射线源错误或实时影像失真实时影像失真软件错误；射线源或影像探测器故障机器进行reset（复位）操作；调整拍片参数；调整影像参数（窗宽、窗位等）5 患者治疗位置偏移错误需要校准的偏移值过大可能与疼痛、咳嗽、活动、患者耐受力、紧张等因素有关重新进行摆位；图像被机架遮挡时，移开机械手臂，获取未被遮挡的新影像。6 机架超限错误 治疗机头无法到达指定位置由于校准值过大，机械手臂无法将治疗机头送达指定的治疗节点。 重新摆位或校准治疗床，减小修正值。
在治疗时，射波刀机械手根据靶区位置的实时误差调整加速器射束位置，对患者的平移和旋转误差进行实时、自动的修正补偿，保证治疗位置的准确性[14-17]。通过呼吸模型修正加速器照射方向，以实现靶区的同步照射[18-19]，其精度优于1.5 mm[20]，这是临床研究的重点内容之一[21-23]。
3 其他错误
其他错误类型及其解决办法。见表3。
表3 其他错误类型及其解决办法
错误类型 错误现象 错误原因 解决办法1鼠标无法使用错误鼠标光标无法移动接口转换器发生错误拔掉转换器输入线或重启转换器2计划被占用错误无法调取患者治疗计划一个治疗计划不能在多个工作站同时调用在其他工作站解除占用该治疗计划3床或iris孔径无法到位错误治疗床或iris无法到位传感器损坏；治疗床或准直器到位精度不够高校准治疗床或准直器；联系客服人员维修
当治疗床无法到位错误或iris治疗准直器孔径无法到位错误发生时，一般情况下机器可以继续使用。
小结：射波刀是一款融合了紧凑型加速器、机械臂、影像系统、呼吸追踪系统[24]的精确放疗设备，在治疗中难免会出现各种各样的问题。我们只有了解设备的结构和原理，严格遵循操作规程，积累丰富的使用经验，才能提高设备的使用效率，同时也能更好地保护患者（如影像系统频繁获取影像会增加患者的额外辐射剂量）。设备操控系统实时显示详细的操作流程，错误处理系统实时显示错误类型、问题描述和处理办法。当错误发生时，治疗师首先应该查看系统提示的错误信息，然后根据提示信息和个人经验做出相应处理。射波刀总体报修率并不高，多数问题都可以通过软件复位，操控系统重启或机器断电重启解决。由于系统构成复查，一部分错误需要工程师通过远程系统在线解决。对于治疗中的参数错误，一般通过x线拍摄参数调整、患者重新摆位、参数默认值调整等方法解决。同时机器的质量保证和质量控制也非常重要[25]。所有的错误处理方法都必须在保证机器设备和人员安全的前提下进行，且须获得医院工程师和厂方维护人员的授权。射波刀的故障多种多样，以上所述只是日常操作中的一些经验总结，只能解决一部分错误，也可能不是更好的方法。为了不断提高设备的使用效率和患者治疗体验，还需不断努力。
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Common Mistakes and Treatment of Cyberknife