【word】 射波刀同步动态呼吸追踪系统
射波刀同步动态呼吸追踪系统
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80?实用医技杂志2012年1月第19卷第1期Jouma1ofPracticalMedica1Techni?ues,Januarv2012,Vo1.19,No.1
如上的解决方法更简便,实惠.需要提醒的是,胶垫1,2个月
要更换1次,时常保持锤杆的润滑通畅.这方法对Dimension
AR系列方便,实用.
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(收稿日期:2011-07—18)
射波刀同步动态呼吸追踪系统
南京军区南京总医~(210002)王涛李兵王京陵朱锡旭
射波刀立体定位手术平台是新型的全身肿瘤立体定向放
射外科设备.它具有结构简单,轻便的直线加速器安装在机
器人的机械臂上,可以灵活方便地做任意方向运动;采用计
算机立体定位导向,自动追踪靶区,无需使用固定头架和体
架…,先进的影像引导技术可在治疗中实时追踪患者和靶区
目标位置,确保治疗的准确性,它的非等中心投射特性使放
射剂量在病变部位达到最大的均匀分布和适形性闭.而呼吸
追踪是射波刀最先进的子系统之一,消除呼吸运动对立体定
向放射治疗的不利影响『引,其创新突破了常规放射外科不能
用于治疗体部运动肿瘤的限制.
1射波刀的结构
G?型射波刀主要由6个子系统组成.
1.1机器人投照系统:由6个自由度关节的机械臂及6MV
直线加速器组成.
1.2实时影像追踪定位系统:由治疗室天花板上固定的2部
KV级X线摄影机和治疗床两侧交叉相对的非晶硅影像探测
器组成.影像探测器通过x线投照系统可产生一对512x512
像素正交的图像,分辨率达到每像素0.4mm.该系统在每条
射束前拍摄一组正交影像,影像通过数字化处理,与患者CT
数据合成的数字影像重建(DRR)进行比较,从而快速并精确
地计算出治疗过程中患者的移位,并指导机械臂修正移位.
1.3同步追踪系统:由天花板上Synehrong照相机和固定在
呼吸追踪背心上的红光二极管发生器(LED)组成.LED以32
次,s频率发射胸部运动的实时模型和肺部运动的非实时影像
模型,通过数字信息转换建立3种呼吸运动模型,从而指导
机械臂追踪目标靶区.建立呼吸运动模型至少需要3个影
像,前两个影像用于构建模型,第二三个影像用于确定模型.如
目标移动范围>20mm,需要获取6,8个影像构建一个强健的
模型,系统共有15个影像储存模型的参考数据库.
1.4智能化治疗
系统:包括影像处理功能,如多种数码
影像的传输,影像融合,肿瘤和器官的勾画,剂量分布运算,
等剂量曲线描绘等.
1.5治疗床:可自动调整5个自由度的治疗床.
1.6控制系统:综合连接和控制各子系统的功能协作.
2同步动态呼吸追踪优势
2.1治疗中动态定位:射波刀治疗随呼吸运动的肿瘤,如肺
脏,肝脏,胰腺,前列腺和肾脏等器官的原发和转移性的肿瘤.
除了需要利用影像追踪系统进行治疗前和治疗中静态定位修
正以外,还需结
步呼吸追踪进行治疗中肿瘤的动态修正.
将红外线照相机以32次,s的曝光频率
胸,腹壁呼吸运动
的动态情况,以及2套x线机在呼吸起伏动态取多点肿瘤或
周边骨或金标的三维影像输入至计算机,经耦合处理,取得患
者自由呼吸周期中肿瘤的四维影像模式.将此四维影像模式
反馈到机械手臂,使直线加速器X线射束向相应的方向投
照,确保射束照射在肿瘤部位,形成动态,精准的四维照射.脊
柱追踪软件则直接将脊柱作为追踪目标,肺脏追踪软件系统
直接将整个肺能作追踪目标,同样可对目标附近的肿瘤进行
动态修正.
2.2强大的影像引导功能和治疗前摆位修正:强大的影像引
导功能和治疗前摆位修正使在实施同步动态呼吸追踪建立模
型前,放疗技术员根据治疗室内3个方向的激光定位仪对患
者初步摆位,然后利用x线实时追踪定位系统拍摄的一对正
交图像与CT扫描重建的DRR比较,影像追踪定位系统自动
计算出患者在治疗床上的体位和CT检查床上的体位的6个
自由度的差别,然后驱动治疗床进行相应地平移和转动,对患
者体位进行修正,重现患者CT扫描的体位,保证了建立模型
前达到最高的摆位精度.而影像引导还可以在实施同步动态
呼吸追踪治疗中对模型的验证,如有患者在治疗床移动或背
心上标志发生位移时系统自动中止并要求重新建立新模型.
确保治疗过程中患者体位和模型的精确性.
2.3追踪精度高:常规呼吸控制方式有多种,通过主动呼吸
控制系统和呼吸门控技术,呼吸运动的幅度从10,20mm减
少至25mm.而射波刀用6个轴运动的机械臂操控小
巧紧凑的6MV直线加速器,机械臂运动的精度达0.2mm.
对于运动性器官,射波刀通过呼吸跟踪技术,治疗精度达
1.5mm,肿瘤外放边界明显缩小,更多相邻的正常组织免受放
射线照射.
2.4治疗方便无创:采用同步动态呼吸追踪治疗运动肿瘤,
实用医技杂志2012年1月第19卷第1期JournalofPracticalMedicalTechni?ues,Januarv2012,VoI.19,No.1?81?
无需有创体架及呼吸控制,减少了患者的痛苦.
3同步动态呼吸追踪临床应用
同步动态呼吸追踪是射波刀最先进的子系统之一,消除
了呼吸运动对立体定向放射治疗的不利影响.射波刀在同步
呼吸追踪系统的帮助下能够治疗因呼吸运动而位移的肿瘤,
如肺癌,肝癌等.射波刀通过同步动态呼吸追踪技术在早期
神经细胞肺癌(NSCLC)最有潜力.Brown等嗍治疗了19例不
能手术或者拒绝手术的IA期NSCLC患者,9例患者获得肿瘤
完全消失,未发生严重不良反应.Nuyttens等唧治疗了2O例肺
癌患者,13例为根治性治疗,7例为姑息性治疗,平均剂量为
45Gv,分3次治疗,平均随访时间4个月,结果显示4例肿瘤
完全消失,14例肿瘤部分消失,局部控制率达到100%.证明
射波刀在同步动态呼吸追踪下治疗NSCLC患者是安全有效
的,植入金标创伤小,是优选的治疗模式.Coon等治疗12
例放射,化学治疗后复发的NSCLC患者局部控制率为92%,
1年生存率为67%,因而可作为放射,化学治疗后复发的肺癌
的挽救疗法.临床中用射波刀治疗胰腺癌大多采用同步动态
呼吸追踪.Koong等f111运用射波刀治疗,对15例局部晚期胰
腺癌进行I期剂量拔高研究:3例给予单次15Gv,5例给予
单次20Gv,7例给予单次25Gy,结果显示,给予25Gv单次
照射获得100%的局控率,而且症状明显减轻.Koong等又
进行了16例局部晚期胰腺癌患者的?期临床研究,患者接
受45Gv的调强放射治疗加同期化学治疗1个月内,用射波
刀对局灶加量25Gv,16例患者全部完成治疗,局部控制率达
94%,但在总生存率上并无并无明显提高.Kim等?对局部晚
期胰腺癌进行前瞻性研究,1组(19例患者)仅给予射波刀治
疗,3339Gv,3次;另一组(21例患者)则在外照射之后(40
Gy/20次),用射波刀进行剂量拔高,13,19Gy/次,平均生存时
间后组优于前组(13个月与1O个月),1年生存率后组明显
高于前组(57.9%和22.1%).总之,多项局部胰腺癌患者临床
研究表明射波刀是一种可提高局部控制率和改善症状的新
的有效手段.
射波刀的同步动态呼吸追踪技术与其他系统配合,解决
了体部肿瘤受呼吸运动影响的困扰.创新性的红光二极管同
步动态呼吸追踪技术的应用,对放射外科具有革命性意义,
它抛弃了以往的头架和体架,在无创的情况下对肿瘤实施精
确的四维追踪.对于动态肿瘤实施放射外科治疗不再是空
想,其独特的优势带动了放射外科的新一轮革命,使放射外
科的临床应用得到扩展.
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