1 西門子SOMATOM OPEN CT系統的組成

1 西門子SOMATOM OPEN CT系統的組成

1.1 球管特色

圖1 陽極的直接冷卻設計

西門子 SOMATOM OPEN CT 采用 STRATON 旋轉包層X 線球管技術，STRATON 系統設備由 STRATON X 射線球管裝置、驅動裝置、偏轉系統、冷卻系統組成。STRATON旋轉包層X射線球管系統及冷卻系統組成一個永久的連接單元，陽極是球管包層的一部分（見圖1），這樣就可以直接對陽極進行冷卻，此設計無需大的球管陽極熱容量，就能得到超高球管陽極散熱率 ：5.0MHU/min，冷卻時間明顯縮短，這樣可以縮短掃描間的延遲、增加球管容量儲備，即使對于肥胖病人也可以提供相當大的劑量儲備。STRATON 系統比裝有傳統 X 射線球管的 X 射線球管裝置性能更高，因為傳統的 X 射線球管通過 30MHU/min 熱耗散，陽極主要通過輻射進行散熱。另外，組成陽極的 TZM 在焦斑路徑區域使用鎢/錸鍍膜，保證了長期操作周期中較慢的老化速度以及高而恒定的劑量數值。

陰極包括一個具有兩種可選設置的焦點系統，焦點尺寸和位置通過偏轉系統進行控制，利用一種可以精確而快速偏轉的電子射束，產生兩個準確的焦點，這兩個焦點每秒鐘變換 4640 次。這兩個重疊的投射量導致在 z軸方向上倍頻采樣，這種測量方法可以使半個探測器的層厚間隔排列，從而獲得雙倍的掃描信息，而無需增加劑量。這樣，通過雙重采樣，可以減小層厚，即在任意螺距下重建 0.6mm的斷層并且有最佳的圖像質量。其次，改進的采樣方式幾乎可以在任何螺距下完全消除所謂的風車偽影，這種偽影出現在軸向對比強烈的地方附近，在多層CT中很常見。

1.2 探測器特色

該設備配置的探測器為西門子獨有的超高速稀土陶瓷（UFC）固體探測器，使兩組探測器讀取兩次投影完全同步，可以高圖像質量處理低劑量輻射。

1.3 大孔徑設計

大孔徑設計是 SOMATOM OPEN CT 系統的又一亮點。在 82cm 的機架孔中進行病人設置，以及在較低的檢查床位置下掃描，由此獲得最大的機架“自由空間”，即使是肥胖患者的擺位和掃描也變得更簡單，明顯地提高了患者的舒適度。82cm 擴展視野（FOV）可提供常規 50cm 診斷范圍無法顯示的外圍解剖結構，可獲得完整的解剖可視性，由此得到最佳的定位和劑量計算（見圖2）。

圖2 常規掃描野與擴展視野

2 SOMATOM OPEN CT系統在放射治療中的優勢

眾所周知，理想的放射治療計劃是給予腫瘤高劑量照射的同時最大限度保護周圍正常器官組織。靜止腫瘤靶區的劑量適形問題已被三維適形放射治療或調強放射治療技術解決[2]，但是在分次治療的過程中，腫瘤的位置不但受到呼吸的影響，還受到身體移動、肢體位置、體位固定[3]的效果等因素影響。因此，在治療前和治療期間需要了解腫瘤的位置[4]，而每日行圖像引導是腫瘤受照射精確，并且 減 少 正 常 組 織 受 量 的 重 要 保 證[5]。 西 門 子 SOMATOM OPEN CT 操作界面簡便，與直線加速器在同一治療室，采用了外部激光標記和聯機的工作站。該系統可以提供放射治療計劃中模擬定位的全部步驟，操作簡便、快速，為高性能的 IGRT 提供良好的解決方案。

2.1 成像速度快，成像劑量低

0.5s的旋轉時間和一個 20 斷層的 UFC 檢測器可產生高達 72mm/s 的容積范圍，以及最低的劑量和高的低對比分辨率。時間范圍內的高容積覆蓋率，不僅減少了移動偽影和屏氣時間，而且射線利用率高，使患者減少了不必要的額外照射。

2.2 優良的軟組織對比度，清晰的圖像分辨率

西門子 SOMATOM OPEN CT 采用雙焦點技術及其特有的 UFC 探測器支持雙重采樣技術，對提高 CT 圖像質量和消除偽影貢獻較大，其清晰的CT圖像更有利于與來自計劃系統（TPS）的 CT 定位片進行比較，減少計算擺位誤差。清晰的 CT 圖像被認為是圖像引導（IGRT）圖像的金標準，并且基于現有的各種成熟的圖像處理軟件功能，可以為臨床提供更加清晰、可靠的影像資料用于診斷和治療。其高質量的 DRR 薄層圖像（數字重建X 線攝影）和多平面重建圖像，尤其適用于3D適形治療和強度調控放射治療（IMRT）。

2.3 完整的解剖可視性

借助于 82cmFOV，可在放射治療定位掃描時顯示完整的骨骼軟組織結構、皮膚及體表標志，這對于放射治療中準確測量源皮距、物理劑量計算和重復定擺位都非常重要，而常規 50cmFOV 往往無法完整地顯示患者皮膚，尤其是肥胖患者。另外，82cm 的機架孔對患者的重復定擺位顯得輕松簡單，使患者獲得更舒適的空間。

2.4 機架系統支持滑軌試設計

機架系統支持 滑 軌 試 設 計[6]， 有 出 色 的 患 者進出性。患者擺位后，床面平轉 180°，保持靜止，SOMATOM OPEN CT機利用滑動機架，可在高精度導軌上移動，快速地對床上患者進行治療部位診斷成像。根據CT斷層圖像和與計劃CT 圖像確定擺位誤差，修正后，CT機退回，床面再轉回進行治療。檢查床能輕松容納體質量 250kg 的患者，在檢查過程中，移床位置可以儲存起來，從而可以快速而簡便地將病人重新定位到上一次的檢查床位置。

2.5 可靠的DICOM連接性

可靠的 DICOM 連接性，與放射治療計劃軟件連接（Adaptive Targeting 軟件），幫助瀏覽計劃圖像和治療圖像。該軟件可用自動或手動等多種方式將治療計劃時的定位CT圖像與實際照射前采集的CT圖像進行配準，計算偏移量，修正擺位誤差，提高治療精度。

3 小結

本文介紹了 SOMATOM OPEN CT 的一些特點及其在IGRT 方面的應用。SOMATOM OPEN CT 系統能減少或免除患者的重新定位，縮短掃描時間，提高精確度。這樣既提高了現有資源的使用率，又增強了臨床醫生在治療計劃和患者療效方面的自信心[7]，且實現了直線加速器、治療床和CT在同一治療室的完美結合，創新性地將快速、高對比度診斷CT成像標準引入治療室，基本達到現代要求精確放射治療能達到的高精度、高劑量、高療效、低損傷。

[1] Uematsu M,Shioda A,Tahara K,et al． Focal, high dose, and fractionated modified stereotactic radiation therapy for lung carcinoma patients: A preliminary experience[J]．Cancer,1998,82:1062-1070．

[2] Uematsu M, Fukui T, Shioda A, et al． A dual computed tomography linear accelerator unit for stereotactic radiation therapy: A new approach without cranially fixated stereotactic frames[J]． Int J Radiat Oncol Biol Phys,1996,35:387-392．

[3] Giraud P, De Rycke Y, Dubray B, et al． Conformal radiotherapy (CRP) planning for lung cancer: analysis of intrathoracic organ motion during extreme phases of breathing[J]． Int J Radiat Oncol Biol Phys,2001,51(4):1081-1092．

[4] Timmerman R, Papiez L, Mc Garry R, et al． Extracranial stereotactiac radioablation: results of a phase I study in medically inoperable stage I non-small cell lung cancer[J]．Chest,2003,124(5):1946-1955．

[5] Chang J, Balter P, Liao Z, er al． Preliminary report of imageguided hypofractionated stereotactic body radiotherapy to treat patients with medically inoperable stage I or isolated peripheral lung recurrent non-small-cell lung cancer[J]． Int J Radiat Oncol Biol Phys,2006,66(3):S480．

[6] Uematsu M,Shioda A,Suda A, et al． Intrafractional tumor position stability during computed tomography-guided frameless stereotactic radiation therapy for lung or liver cancer with a fusion of CT and linear accelerator unit[J]． Int J Radiat Oncol Biol Phys,2000,48:443-448．

[7] Hua C H, Lovelock D M, Mageras G S, et al． Development of a semi-automatic alignment tool for accelerated localization of the prostate[J]． Int J Radiat Oncol Biol Phys,2003,54:811-824．

2010-10-11

作者郵箱：ggamm521@163．com