SRS200X-刀系统靶点位置的精确度分析
作者：王学涛
单位：济南市(250012) 山东医科大学附属医院肿瘤中心
关键词：SRS200 X-刀系统 精确度 定位 摆位 靶点位置
齐鲁肿瘤杂志/980405
摘 要 目的 通过分析人头模和实际患者靶点位置的精确度，确定影响SRS200X-刀系统靶点位置精确度的主要因素，给出精确度的一个数量级，供X-刀临床医师和物理师参考和借鉴。方法 将五个钢珠放在人头模内，测量治疗全过程靶点位置总的精确度。结果 CT定位精确度>1.02±0.50mm，人头模靶点位置总的精确度为1.40±0.50mm。结论 CT定位、计划设计以及摆位治疗都对靶点位置精确度有影响，对于实际患者还有其他因素影响靶点位置的精确度，因此，治疗总的偏差将更大。
The Precision and Accuracy Analysis of Target Position in SRS 200 X-knife System
, 百拇医药
Wang Xue tao
Cancer centre,the affilited hospital of Shandong Medical University (Jinan 250012)
Abstract Objective Through analyzing the precision & accuracy of target positions in Simulator Head Phantom to determine,the main factors influence the precision & accuracy of target positions of SRS 200 X-knife. A account scale of the precision & accuracy is offered for physicians and physics for reference.Methods The overall precision & accuracy of the five steel balls in Simulator Head Phantom was measured throught the treatment procedure.Results The precision & accuracy of the CT localization is more than 1.02±0.5mm,the overall precision & accuracy of target positions in Simulator Head Phantom is 1.40±0.50mm.Conclusion CT localization,plan designing and positioning treatment all influence the precision & accuracy of the target positions,other factors also do for patients.There is a larger deviation of precision & accuracy in treatment than in Simulator Phantom.
, 百拇医药
Key Words SRS 200 X-knife system Precision and Accuracy Localization Position Target position
目前，X(γ)-刀治疗技术广泛应用于颅内小病变治疗，其原理是小野集束，大剂量单(分)次照射颅内病变区，形成小范围内高剂量区，而外周剂量很快下降，半影区(90%-10%)宽度大约10mm[1]。靶区剂量大，边缘剂量剃度大是X-刀剂量分布的特点，因此，对靶点位置精确度的要求，成为X-刀治疗的第一要素。X-刀治疗过程分为病变定位、计划设计和摆位治疗三个过程。SRS 200 X-刀系统主要包括直接接地式的床头适配器Floorstand、Radionics X-刀治疗计划系统。对于靶点位置的精确度控制，我们主要作了两项工作：利用三维坐标校准系统(Phantombase)确定床头适配器的精度；利用人头模内靶点的模拟治疗，确定整个X-刀系统总的精确度。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1仪器与设备 Philips SR7000螺旋CT，X-刀系统(定位系统、计划系统、床头适配器)，Philips SL75-5直线加速器。
1.2 操作步骤与方法 在人头模内任意设置五个模拟靶点，将基础环与人头模连接在一起，固定于CT床上，把定位框架安装在基础环上。CT机架角0°，FOV值320mm，层厚3mm，从定位框架底平面以上某个适当位置，自下而上连续扫描；扫描过程中，FOV值、放大率因子、象素点大小在整个过程中保持不变，扫描层数小于64。
在CT机上记录定位框架基准点的坐标以及各个模拟靶点的坐标。将CT图象输入治疗计划系统，确定五个模拟靶点的坐标，将在CT机上记录的坐标输入SCS1单板机，计算五个模拟靶点的坐标，并将两个坐标结果进行比较。在床头适配器上校对人头模模拟靶点的处方三维坐标，对每个模拟靶点，在六个机架和机头角的组合位置进行拍片、读数，确定X-刀系统总的精确度。
, http://www.100md.com 2 结果
人头模内模拟靶点的总误差见表1。
表1 人头模内模拟靶点的误差 靶点编号
1
2
3
4
5
平均
总 误 差
1.57
1.77
1.33
, 百拇医药
1.29
1.051
1.40±0.50
等中心误差
0.35
0.39
0.40
0.30
0.30
0.35±0.15
总的精确度是定位精确度和摆位精确度的累积效果，从表1可以看出，人头模治疗误差主要来源于定位阶段，摆位阶段贡献较小。3 讨论
, http://www.100md.com
3.1在CT扫描阶段，象素点大小、扫描层厚度、扫描层面与基础环平行程度都会影响定位精度，象素点大小主要影响X、Y方向坐标的精确度，扫描层厚度主要影响Z方向坐标的精确度。我院SR7000CT做X-刀扫描时为512×512象素，FOV值为320mm,CT床的步进精度为±0.5mm；因此，理论计算可以得出CT扫描的定位误差：
我们应用Radionics公司提供的标准头模进行CT扫描和靶点计算，结果见表2。
表2 Radionics标准头模测量结果
标准值(mm)
X-刀计算值(mm)
偏差(mm)
, http://www.100md.com
AP
LAT
VERT
AP
LAT
VERT
AP
LAT
VERT
圆柱体
0
0
30.0
, http://www.100md.com -0.7
0.3
30.8
-0.7
0.3
0.8
正方体
20.0
-17.0
40.0
18.9
-17.6
40.6
, 百拇医药
-1.1
-0.6
0.6
圆锥体
-35.0
-20.0
40.0
-35.3
-20.3
40.5
-0.3
-0.3
0.5
, http://www.100md.com
球体
25.0
20.0
32.7
24.8
19.7
33.4
-0.2
-0.3
0.7
平均偏差
0.6
0.4
, http://www.100md.com
0.65
CT图象输入治疗计划系统后，进行三维图象的重建，重建模型对靶点坐标的精确度有很大影响，特别是影响Z方向坐标的精确度，据文献报道，Z方向坐标的最大误差约为层厚的二分之一[2]，这个误差可以认为主要是由计划系统的重建模型引起的；因此，Z方向坐标的精确度除了受CT床步进精度的影响外，主要还是计划系统重建模型的影响，良好的图象重建模型能使靶点的精确度进一步提高。
3.2 对于每一个X-刀病人，采用三维坐标校准系统(Phantombase)和床头适配器(Floorstand)同时校对靶点的处方三维坐标，另外两人进行检查；通过大量的数据，我们确定，床头适配器等中心精度大约在0.35mm左右。
3.3 由上可以看出，影响SRS200 X-刀靶点精确度的主要因素有：CT图象分辨率、CT床步进精度、治疗计划系统图象重建模型和床头适配器(Floorstand)等中心的精度；在CT图象包括定位基准点的情况下，FOV值越小，X、Y方向坐标的精确度越高；在摆位阶段，精确度主要取决于个人校准坐标的偶然误差和床头适配器(Floorstand)本身的等中心精度；我院SRS 200 X-刀系统采用Philips直接接地式床头适配器，等中心精度很高，从而使靶点总的精确度有了较大提高。
, 百拇医药
3.4 对于实际患者，影响因素还有靶区定义的不确定性。对于AVM病人，采用正侧位血管造影片对靶区进行定位，由于正侧位投影不易确定实际病变的空间形状和中心位置[3]，因此，总的治疗误差较大，文献报道约为5mm[2]。 参考文献
[1] Podgorsak EB,Pike GB,Olivier A,et al. Radiosurgery with high photon beams:a comparison among techiques.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1989,16:857.
[2] 戴建荣，胡逸民.X线立体定向治疗靶点位置精确度分析.中华放射肿瘤学杂志，1996，5：107.
[3] Bova FJ,Fridman WA. Stereotactic angiography:an inadequate data base for radiosurgery.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1991,20:891., 百拇医药
单位：济南市(250012) 山东医科大学附属医院肿瘤中心
关键词：SRS200 X-刀系统 精确度 定位 摆位 靶点位置
齐鲁肿瘤杂志/980405
摘 要 目的 通过分析人头模和实际患者靶点位置的精确度，确定影响SRS200X-刀系统靶点位置精确度的主要因素，给出精确度的一个数量级，供X-刀临床医师和物理师参考和借鉴。方法 将五个钢珠放在人头模内，测量治疗全过程靶点位置总的精确度。结果 CT定位精确度>1.02±0.50mm，人头模靶点位置总的精确度为1.40±0.50mm。结论 CT定位、计划设计以及摆位治疗都对靶点位置精确度有影响，对于实际患者还有其他因素影响靶点位置的精确度，因此，治疗总的偏差将更大。
The Precision and Accuracy Analysis of Target Position in SRS 200 X-knife System
, 百拇医药
Wang Xue tao
Cancer centre,the affilited hospital of Shandong Medical University (Jinan 250012)
Abstract Objective Through analyzing the precision & accuracy of target positions in Simulator Head Phantom to determine,the main factors influence the precision & accuracy of target positions of SRS 200 X-knife. A account scale of the precision & accuracy is offered for physicians and physics for reference.Methods The overall precision & accuracy of the five steel balls in Simulator Head Phantom was measured throught the treatment procedure.Results The precision & accuracy of the CT localization is more than 1.02±0.5mm,the overall precision & accuracy of target positions in Simulator Head Phantom is 1.40±0.50mm.Conclusion CT localization,plan designing and positioning treatment all influence the precision & accuracy of the target positions,other factors also do for patients.There is a larger deviation of precision & accuracy in treatment than in Simulator Phantom.
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Key Words SRS 200 X-knife system Precision and Accuracy Localization Position Target position
目前，X(γ)-刀治疗技术广泛应用于颅内小病变治疗，其原理是小野集束，大剂量单(分)次照射颅内病变区，形成小范围内高剂量区，而外周剂量很快下降，半影区(90%-10%)宽度大约10mm[1]。靶区剂量大，边缘剂量剃度大是X-刀剂量分布的特点，因此，对靶点位置精确度的要求，成为X-刀治疗的第一要素。X-刀治疗过程分为病变定位、计划设计和摆位治疗三个过程。SRS 200 X-刀系统主要包括直接接地式的床头适配器Floorstand、Radionics X-刀治疗计划系统。对于靶点位置的精确度控制，我们主要作了两项工作：利用三维坐标校准系统(Phantombase)确定床头适配器的精度；利用人头模内靶点的模拟治疗，确定整个X-刀系统总的精确度。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1仪器与设备 Philips SR7000螺旋CT，X-刀系统(定位系统、计划系统、床头适配器)，Philips SL75-5直线加速器。
1.2 操作步骤与方法 在人头模内任意设置五个模拟靶点，将基础环与人头模连接在一起，固定于CT床上，把定位框架安装在基础环上。CT机架角0°，FOV值320mm，层厚3mm，从定位框架底平面以上某个适当位置，自下而上连续扫描；扫描过程中，FOV值、放大率因子、象素点大小在整个过程中保持不变，扫描层数小于64。
在CT机上记录定位框架基准点的坐标以及各个模拟靶点的坐标。将CT图象输入治疗计划系统，确定五个模拟靶点的坐标，将在CT机上记录的坐标输入SCS1单板机，计算五个模拟靶点的坐标，并将两个坐标结果进行比较。在床头适配器上校对人头模模拟靶点的处方三维坐标，对每个模拟靶点，在六个机架和机头角的组合位置进行拍片、读数，确定X-刀系统总的精确度。
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人头模内模拟靶点的总误差见表1。
表1 人头模内模拟靶点的误差 靶点编号
1
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3
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5
平均
总 误 差
1.57
1.77
1.33
, 百拇医药
1.29
1.051
1.40±0.50
等中心误差
0.35
0.39
0.40
0.30
0.30
0.35±0.15
总的精确度是定位精确度和摆位精确度的累积效果，从表1可以看出，人头模治疗误差主要来源于定位阶段，摆位阶段贡献较小。3 讨论
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3.1在CT扫描阶段，象素点大小、扫描层厚度、扫描层面与基础环平行程度都会影响定位精度，象素点大小主要影响X、Y方向坐标的精确度，扫描层厚度主要影响Z方向坐标的精确度。我院SR7000CT做X-刀扫描时为512×512象素，FOV值为320mm,CT床的步进精度为±0.5mm；因此，理论计算可以得出CT扫描的定位误差：
我们应用Radionics公司提供的标准头模进行CT扫描和靶点计算，结果见表2。
表2 Radionics标准头模测量结果
标准值(mm)
X-刀计算值(mm)
偏差(mm)
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圆柱体
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正方体
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圆锥体
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40.5
-0.3
-0.3
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球体
25.0
20.0
32.7
24.8
19.7
33.4
-0.2
-0.3
0.7
平均偏差
0.6
0.4
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CT图象输入治疗计划系统后，进行三维图象的重建，重建模型对靶点坐标的精确度有很大影响，特别是影响Z方向坐标的精确度，据文献报道，Z方向坐标的最大误差约为层厚的二分之一[2]，这个误差可以认为主要是由计划系统的重建模型引起的；因此，Z方向坐标的精确度除了受CT床步进精度的影响外，主要还是计划系统重建模型的影响，良好的图象重建模型能使靶点的精确度进一步提高。
3.2 对于每一个X-刀病人，采用三维坐标校准系统(Phantombase)和床头适配器(Floorstand)同时校对靶点的处方三维坐标，另外两人进行检查；通过大量的数据，我们确定，床头适配器等中心精度大约在0.35mm左右。
3.3 由上可以看出，影响SRS200 X-刀靶点精确度的主要因素有：CT图象分辨率、CT床步进精度、治疗计划系统图象重建模型和床头适配器(Floorstand)等中心的精度；在CT图象包括定位基准点的情况下，FOV值越小，X、Y方向坐标的精确度越高；在摆位阶段，精确度主要取决于个人校准坐标的偶然误差和床头适配器(Floorstand)本身的等中心精度；我院SRS 200 X-刀系统采用Philips直接接地式床头适配器，等中心精度很高，从而使靶点总的精确度有了较大提高。
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3.4 对于实际患者，影响因素还有靶区定义的不确定性。对于AVM病人，采用正侧位血管造影片对靶区进行定位，由于正侧位投影不易确定实际病变的空间形状和中心位置[3]，因此，总的治疗误差较大，文献报道约为5mm[2]。 参考文献
[1] Podgorsak EB,Pike GB,Olivier A,et al. Radiosurgery with high photon beams:a comparison among techiques.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1989,16:857.
[2] 戴建荣，胡逸民.X线立体定向治疗靶点位置精确度分析.中华放射肿瘤学杂志，1996，5：107.
[3] Bova FJ,Fridman WA. Stereotactic angiography:an inadequate data base for radiosurgery.Int J Radiat Oncol Biol Phys,1991,20:891., 百拇医药