射波刀常見錯誤及處理方法

朱斌，胡斌，梁志文，韓軍，陳密，張?zhí)?，黎國?quán)，鄧光宇，彭振軍

華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院，腫瘤放療中心，湖北 武漢 430000

引言

射波刀是目前世界上唯一采用實(shí)時影像引導(dǎo)系統(tǒng)及呼吸追蹤系統(tǒng)的機(jī)器人操縱直線加速器自動化、智能化的放射外科先進(jìn)治療設(shè)備[1-2]。2001年，射波刀被FDA批準(zhǔn)用于治療全身各部位的腫瘤后[3]，對于傳統(tǒng)外科手術(shù)不能或難以切除的病灶來說，射波刀放射外科治療系統(tǒng)提供了一個無創(chuàng)治療的新選擇[4]。對于普通手術(shù)后的殘余或復(fù)發(fā)病灶，它也可給予積極治療。應(yīng)用實(shí)時影像追蹤技術(shù)，射波刀可對運(yùn)動器官（如肺及腹腔臟器等）給予治療，并保護(hù)周圍正常器官的功能[5]。Ost等[6]的一項(xiàng)多中心研究和Teh等[7]的報(bào)道證實(shí)了其療效的可靠性。作為放射治療的一把利器，射波刀在腫瘤放射治療中得到了廣泛的應(yīng)用。

2015年我中心引進(jìn)美國accuray公司生產(chǎn)的第五代Cyberknife VSI系統(tǒng)，它的節(jié)點(diǎn)增加至100多個，每個節(jié)點(diǎn)有21個投射方向，最多可形成3000條射束[8]，到位精度提升至0.01 mm[9]。射波刀是結(jié)合了機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、實(shí)時影像追蹤技術(shù)及自動跟蹤靶區(qū)技術(shù)的全新的放射治療設(shè)備，其主要組成部分主要有：電源分配單元、不間斷電源、E-Stop（緊急停止）控制柜、MultiPlan治療計(jì)劃系統(tǒng)、操作員控制系統(tǒng)、治療機(jī)械手、標(biāo)準(zhǔn)治療床、直線加速器和控制系統(tǒng)、緊急停止控制柜和其他設(shè)備（閉路電視系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、Synchrony呼吸跟蹤系統(tǒng)等）。射波刀的技術(shù)核心是交互式機(jī)器人技術(shù)，一體化的系統(tǒng)可持續(xù)接收到腫瘤位置和病人呼吸運(yùn)動的反饋，使腫瘤照射隨著患者呼吸運(yùn)動、體內(nèi)腫瘤位移而同步跟蹤調(diào)整照射靶區(qū)，同時帶有6個自由度計(jì)算機(jī)控制的機(jī)器人手臂可以將加速器停留在100多個不同的節(jié)點(diǎn)上，非常精準(zhǔn)對腫瘤組織進(jìn)行射線的照射，射波刀機(jī)房構(gòu)造，見圖1。我中心應(yīng)用第五代射波刀治療患者1000余人次，取得良好的療效。但在實(shí)際工作中遇到了不少問題與錯誤，通過認(rèn)真總結(jié)分析，我積累了一些經(jīng)驗(yàn)，保證了治療的順利完成，現(xiàn)總結(jié)如下。

圖1 射波刀機(jī)房構(gòu)造

1 在影像配準(zhǔn)階段的主要錯誤

在影像配準(zhǔn)階段的主要錯誤及其解決辦法，見表1。

解決方法中提到的mesh框是一個由9行9列骨骼網(wǎng)格組成的矩形柵格框，有64個小方格，81個節(jié)點(diǎn)。治療時通過拍攝脊柱X線實(shí)時影像，計(jì)算機(jī)在實(shí)時影像的脊柱椎體上也自動生成相同的mesh框。系統(tǒng)通過自動對比實(shí)時影像與DRR圖像上mesh框，得出位置誤差，通過調(diào)整治療床使方格內(nèi)的骨骼基本重疊在一起，從而獲取椎體的精確位置[11]。治療前，向患者講解治療過程，并給予一定心理安撫，有助于緩解患者緊張情緒，有利于患者保持治療體位不變。金標(biāo)位置的準(zhǔn)確性對治療精度非常重要，金標(biāo)發(fā)生移位會直接影響患者定位和治療的精度[12]，并且值入的金標(biāo)必須符合要求，否則在追蹤時無法被使用[13]。

表1 在影像配準(zhǔn)階段的主要錯誤及其解決辦法

2 在治療階段的常見錯誤

在治療階段的常見錯誤及其解決辦法，見表2。

表2 在治療階段的常見錯誤及其解決辦法

在治療時，射波刀機(jī)械手根據(jù)靶區(qū)位置的實(shí)時誤差調(diào)整加速器射束位置，對患者的平移和旋轉(zhuǎn)誤差進(jìn)行實(shí)時、自動的修正補(bǔ)償，保證治療位置的準(zhǔn)確性[14-17]。通過呼吸模型修正加速器照射方向，以實(shí)現(xiàn)靶區(qū)的同步照射[18-19]，其精度優(yōu)于1.5 mm[20]，這是臨床研究的重點(diǎn)內(nèi)容之一[21-23]。

3 其他錯誤

其他錯誤類型及其解決辦法。見表3。

表3 其他錯誤類型及其解決辦法

當(dāng)治療床無法到位錯誤或iris治療準(zhǔn)直器孔徑無法到位錯誤發(fā)生時，一般情況下機(jī)器可以繼續(xù)使用。

小結(jié)：射波刀是一款融合了緊湊型加速器、機(jī)械臂、影像系統(tǒng)、呼吸追蹤系統(tǒng)[24]的精確放療設(shè)備，在治療中難免會出現(xiàn)各種各樣的問題。我們只有了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)和原理，嚴(yán)格遵循操作規(guī)程，積累豐富的使用經(jīng)驗(yàn)，才能提高設(shè)備的使用效率，同時也能更好地保護(hù)患者（如影像系統(tǒng)頻繁獲取影像會增加患者的額外輻射劑量）。設(shè)備操控系統(tǒng)實(shí)時顯示詳細(xì)的操作流程，錯誤處理系統(tǒng)實(shí)時顯示錯誤類型、問題描述和處理辦法。當(dāng)錯誤發(fā)生時，治療師首先應(yīng)該查看系統(tǒng)提示的錯誤信息，然后根據(jù)提示信息和個人經(jīng)驗(yàn)做出相應(yīng)處理。射波刀總體報(bào)修率并不高，多數(shù)問題都可以通過軟件復(fù)位，操控系統(tǒng)重啟或機(jī)器斷電重啟解決。由于系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)查，一部分錯誤需要工程師通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)在線解決。對于治療中的參數(shù)錯誤，一般通過x線拍攝參數(shù)調(diào)整、患者重新擺位、參數(shù)默認(rèn)值調(diào)整等方法解決。同時機(jī)器的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制也非常重要[25]。所有的錯誤處理方法都必須在保證機(jī)器設(shè)備和人員安全的前提下進(jìn)行，且須獲得醫(yī)院工程師和廠方維護(hù)人員的授權(quán)。射波刀的故障多種多樣，以上所述只是日常操作中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，只能解決一部分錯誤，也可能不是更好的方法。為了不斷提高設(shè)備的使用效率和患者治療體驗(yàn)，還需不斷努力。