肿瘤放疗验证片两种拍摄方法的比较

丁生苟 晏宝林 曹舜翔 金 亮

随着放疗设备和技术的飞速发展，我们对放疗精确性的要求也越来越高，但放疗过程中诸多不确定因素仍会导致各种治疗误差的产生[1]。目前常用的验证方法主要是以治疗机载的EPID和胶片为主要载体，以加速器兆伏(megavoltage，MV)级高能X射线来获得摄野图像[2]。现介绍我院采用EPID和慢感光胶片两种承载方法拍摄肿瘤精确放疗验证片的经验，并进行比较。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集我院2008年3月～2010年6月鼻咽癌患者8例，口咽癌患者2例，肺癌患者9例，胸腺瘤患者1例，直肠癌患者7例，宫颈癌患者3例；其中男性21例，女性9例，年龄27～69岁，平均45.7岁。根据肿瘤的发生部位将其分为3组：头部肿瘤10例，胸部肿瘤10例，盆腔肿瘤10例。

1.2 方法

我们在患者治疗过程中使用不同的曝光量进行拍摄验证片，并在瑞典Elekta公司的precise型加速器(带EPID)上分别采用EPID和柯达慢感光胶片对头部、胸部、盆腔进行呈像。

1.2.1 EPID图像采集 摄影条件的设置：我们一般用双曝光模式，即在Exposure选项中选择double。特别要注意的是在First Exposure选项中一定要选择open，其目的是在双曝光过程中先曝光外扩的大野，然后再曝光MLC摄野。注意双曝光顺序不能颠倒，否则MLC摄野清晰度虽然相差无几，但是外扩的大野会呈现曝光不足的效果，清晰度比先曝光大野后曝光小野差很多。拍摄能量我们选择加速器专门提供的能量check RG。XY增量设置：Field increment Y,increment X的设置根据MLC野面积大小而定，其原则是外扩的大野面积经过锥形放大后落在EPID信号采集板上时，不能超出EPID信号采集板的有效采集面积。如果超出，iview GT会出现相应的报错，出现这种报错会对EPID信号采集板造成损害。拍摄剂量：剂量a，reference用2 MU，open用3 MU；剂量b，reference用3 MU，open用6 MU；剂量c，reference用4 MU，open用9 MU。对每个患者分别使用a、b、c 3种剂量组合进行拍摄得出3张验证图像。图像清晰度处理：iview GT软件可以对图像的灰度和对比度进行大幅度调节，以及可以对图像进行反转。

1.2.2 胶片图像采集 摄影条件的设置：我们使用慢感光胶片结合高MV片盒拍摄验证片。一般我们将大野面积的X，Y设置为17 cm，28 cm。这样即可以满足验证野的拍摄，又可以将慢感光胶片等分成两部分，即1张慢感光胶片可以拍摄2幅验证片，以免浪费胶片。正位片(G0)：将拍片架的片盒夹打到水平位置并把片盒固定好。我们将胶片移到验证野投影方向上患者的正下方：首先使用左右两边激光灯的竖线把胶片在患者头脚方向上等分，然后使用自制工具使验证野的中心落在胶片的中心上，最后在患者左右方向上使胶片的边缘平行治疗床的边缘；这样可以做到使验证野落在胶片的正中间，且不会在XY方向上发生倾斜。调整好片盒的位置后在片盒上贴区分患者左右方向的标记。拍摄剂量：剂量d，大野用2 MU，小野用1 MU；剂量e，大野用3 MU，小野用1 MU；剂量f，大野用4 MU，小野用1 MU。对每个患者分别使用d、e、f 3种剂量组合进行拍摄得出3张验证图像。侧位片(G90)：将拍片架的片盒夹打到垂直位置并把片盒固定好，不能发生倾斜。首先使用左右两边激光灯的竖线把胶片在患者头脚方向上等分，然后使用左右两边激光灯的水平线把胶片在患者前后方向上等分，最后使用自制工具使胶片接受射线面与治疗床侧面平行。调整好片盒的位置后在片盒上贴区分患者90°、270°入射方向的标记。拍摄剂量：剂量g，大野用2 MU，小野用1 MU； 剂量h，大野用3 MU，小野用1 MU；剂量i，大野用4 MU，小野用1 MU。对每个患者分别使用g、h、i 3种剂量组合进行拍摄得出3张验证图像。

自动洗片机参数设置：显影温度为35℃～40℃，定影温度为28℃～35℃，水洗温度37℃，干燥温度40℃～65℃，显影时间为1.5 s。当洗片液用了一段时间后将出现老化，洗出的胶片图像效果欠佳，应及时更换洗片药液。观片须在高质量观片灯的前提下对室内环境亮度进行调节使胶片图像呈现清晰的视觉效果。

2 结果

2.1 一般情况

我们通过采用不同方法获得验证图像的比较得出：EPID验证图像质量在整体上都大大优于慢感光胶片验证图像。EPID成像和胶片成像的基本理论一样，即兆伏级X线透过人体结构形成不同组织密度的X线信息，但采集图像信息方式不同，EPID使用非晶硅平板探测器，胶片图像采用慢感光胶片。非晶硅平板探测器与慢感光胶片相比，具有较快的成像速度、良好的空间及密度分辨率、高信噪比、直接数字输出等优点。非晶硅抗辐射能力强，是理想的X线探测器材料，能适应多次曝光摄影和透视的工作需要，在获取高质量动态影像方面具有优势。非晶硅平板探测器输出的影像为数字影像。我们可以通过iview GT软件对输出的数字影像进行后处理，使其清晰度达到最佳。

2.2 验证图像比较

EPID头部、胸部、盆腔图像的最佳曝光量均为：reference用3 MU，open用6 MU，胶片图像的最佳曝光量均为：大野用3 MU，小野用1 MU。头部图像都可以清晰的看到额窦、外耳孔和头颈部的骨性结构。EPID图像的清晰度优于胶片图像，但是对比度劣于胶片图像，见图1。胸部两幅图像都可以清晰的看到主气管及气管分叉、肺尖，EPID胸部图像隐约可见肺纹理，见图2。EPID盆腔图像可以清晰显示盆腔骨性结构和耻骨联合，胶片盆腔图像仅隐约显示骨性盆腔和腰椎，见图3。

图1 头部验证图像

图2 胸部验证图像

图3 盆腔验证图像

3 讨论

在精确放疗中，靶区位置的准确性尤为重要，而位置准确性的验证需要有高清晰度的验证图像。随着电子射野图像装置(electronic portal imaging device,EPID)等在线图像技术的发展，图像引导放疗(image guide radiation therapy,IGRT)正逐渐成为放疗技术的1个重要组成部分[3]。目前大部分地区还是使用EPID和慢感光胶片拍摄验证片获得摆位误差信息。

EPID输出的影像是数字影像，可以通过iview GT软件对输出的数字影像进行后处理，这样就大大降低了摄影过程中决定影像清晰度各种因素的要求。此外,iview GT软件携带有验证图像与定位图像比对工具，可以准确、方便、快捷地得出摆位误差。

使用慢感光胶片结合高MV片盒拍摄野验证图像类似于传统的放射摄影。影响照片密度的因素主要有摄影距离、被照体厚度及密度。X线强度在空间中的衰减遵循平方反比定律，X线对胶片产生的感光效应与摄影距离的平方成反比。为了用较少的曝光量得到较大的照片密度，应尽量缩短摄影距离。在放疗实际工作中缩短摄影距离及缩短片盒到肢体的距离。缩短片盒到肢体的距离可以减少图像的模糊度及放大变形。照片影像密度随被照体厚度和密度增加而降低。人体除骨骼及气体外，大部分是由水、蛋白质、脂肪及碳水化合物组成的软组织，这些化合物的有效原子系数相差较少，对X线的吸收率接近，其吸收X线的差异是由密度及厚度不同表现出来的。被照体组织对X线的衰减系数与构成该物质的密度成正比。人体组织密度越小，X线吸收越少，与高密度组织形成的X线对比度越大[4]。慢感光胶片拍摄验证片参数设置的关键就是曝光量的大小，其主要原因是胶片记录信息的只读性，不能进行修改，这方面胶片图像劣于EPID图像。胶片图像曝光量的设置主要依据患者拍摄部位、患者的体型以及胶片到拍摄部位的距离。胶片到拍摄部位的距离尽可能小，以减少图像的放大变形和散射线对图像质量的影响。如何根据患者拍摄部位及体型设置最佳曝光量主要取决于拍摄人员的经验,一般情况我们对大野用3 MU，小野用1 MU；胸腹部侧位时，偏瘦身材大野用3 MU，小野用1 MU，中等身材大野用4 MU，小野用1 MU，偏胖身材大野用5 MU，小野用1 MU。放疗所用射线是高能兆伏级X射线，对骨、肌肉等人体组织的作用主要是康普顿效应;所用拍摄的图像质量差，组织结构分辨率低。所以我们必须根据每个患者体型使用最合适的拍摄条件，获取具有较高对比度的骨结构及软组织结构清晰的兆伏级X线验证图像。

[1]贺晓东.21世纪放射物理学的发展〔J〕.中华放射肿瘤学杂志，2006，15：62.

[2]陈 诚，黄劭敏，邓小武，等.兆伏级放疗射野图像与模拟图像自动配准算法研究〔J〕.中华放射肿瘤学杂志，2010，19(3)：256.

[3]沈 杰，张福泉，邱 杰，等.应用EPID对放疗摆位误差的研究〔J〕.中华放射医学与预防杂志，2006，26：308.

[4]McGarry CK,Grattan MWD,Cosgrove VP.Optimization of image quality and dose for Elekta aS500 electronic portal imaging devices(EPIDs) 〔J〕.Phys Med Biol,2007,52:6865.