DORADO 3定位系统确定患者治疗等中心的应用方法

时飞跃，陈飞，秦伟，林强，赵环宇，葛小林，王婕婕，陈丽丽，茹正兴

南京医科大学附属南京医院肿瘤放疗中心，江苏 南京 210006

0 前言

随着现代计算机技术和医学影像技术的发展，肿瘤放射治疗步入了精确放疗时代，三维适形和调强放射治疗在国内外广泛开展，大孔径的CT模拟机和可移动式激光定位系统在放疗领域得到开发和应用[1-5]。CT扫描前，根据激光定位系统的激光线投影，放疗技师在患者体表画上3个“十”字并贴上铅粒，作为参考坐标系中心点的体表标记。放疗医师勾画完肿瘤靶区，物理师做好治疗计划后，需要根据计划的等中心位置与CT扫描前所作的原始标记的几何关系，在患者体表重新标记，确定治疗等中心（又称复位、移床）。确定治疗等中心可在常规模拟定位机上或医用直线加速器上完成，也可使用可移动式激光定位系统在CT模拟机上完成。LAP公司生产的可移动式激光定位系统包括DORADO 1，DORADO 3和DORADO 4等。DORADO 3系统不是真正的三维系统，使用该系统确定治疗等中心时还必须通过移动CT扫描床进行配合。本文结合我部门的放疗设备，对使用DORADO 3系统确定患者治疗等中心的具体应用方法进行了详细介绍。

1 我院的放疗设备

CT模拟机：西门子公司生产的SOMATOM Sensation Open CT模拟机，机架孔径82 cm，配备Med-Tec全碳素平板床，除主机和辅机工作站外，还配有一台具有虚拟模拟软件的Vsim工作站[6-7]。

激光定位系统：LAP公司生产的DORADO 3系统。该系统由3支激光灯组成：安装在CT机架两侧的2支激光灯（A和B）可沿与床面垂直方向（患者前后方向）运动，投射冠状位激光线；机架上方的激光灯可沿定位床左右方向运动，投射矢状位激光线。激光灯的驱动可由手掌型的导航仪控制。

治疗计划系统（TPS）：Varian公司的Eclipse治疗计划系统，版本为8.6。

医用电子直线加速器：Varian公司的Clinac iX加速器，配备OBI系统和RPM呼吸门控系统。

2 两个坐标系

DORADO 3激光定位系统的坐标系（称L坐标系），见图1。Sensation Open CT模拟机及Clinac iX加速器所采用的坐标系（称T坐标系），见图2。由图1～2可知，L和T坐标系中Y和Z轴的方向有所不同。两个坐标系3个方向的坐标值可通过如下公式变换：

xL=xT (1)

zL=-yT (2)

yL=-zT (3)

图1 激光定位系统的L坐标系示意图

图2 CT模拟机和加速器的T坐标系示意图

3 应用方法

使用CT模拟机房里的DORADO 3系统确定放疗患者治疗等中心的具体应用方法如下：

（1）在对患者进行CT扫描前，将激光定位系统的3个激光灯均调至零点位置。根据激光灯投射出的3个“十”字交叉点，放疗技师在患者体表（或体位固定装置表面）画出3个“十”字线并贴上铅粒，作为参考坐标系中心点的体表标记。

（2）对患者进行CT扫描。

（3）将扫描后的CT图像传输并导入Eclipse治疗计划系统中。

（4）放疗医师在Eclipse的患者CT图像上勾画肿瘤靶区和关键的正常组织、器官，并给出处方剂量及分次方案。

（5）物理师制作并优化治疗计划。在制作计划时，物理师首先根据CT图像上的3个铅标记点确定坐标系的中心点（记为O），然后根据靶区的几何结构等因素确定射野的等中心点（治疗等中心，记为O1）。O1在T坐标系中的坐标值分别记为xT（O1），yT（O1）和zT（O1），设xT（O1）=a，yT（O1）=b和zT（O1）=c。

（6）由公式（1）、（2）和（3）计算出O1在L坐标系中的3个坐标值xL（O1）=a，yL（O1）=-c和zL（O1）=-b。

（7）将患者重新固定在CT扫描床上，体位与CT扫描时一致。将激光系统的3个激光灯均调至零点位置。使患者体表的3个原始“十”字线与激光灯投射的3个“十”字交叉点对准。注意在对准后要按动机架上的调零按钮将CT扫描床的位置归零（在进出机架方向上，将目前CT扫描床的位置设置为0）。

（8）根据计算出的O1在L坐标系中的3个坐标值，使用LAP的手掌型导航仪移动激光灯，使用CT机架面板上的按钮移动扫描床。待激光灯和扫描床移动到位后，根据激光灯投射出的3个“十”字交叉点，在患者体表（或体位固定装置表面）重新画出3个“十”字线，这是治疗等中心在体表的标记。激光灯和扫描床的具体移动方法为：① 将LAP导航仪上的x值设置为a，并驱动机架顶部的激光灯移动到位；② 将LAP导航仪上的z值设置为-b，并驱动机架两侧A和B两个激光灯移动到位；③ 按动CT机架上的按钮，将CT扫描床的位置移动到指示为c的位置。在L坐标系的Y轴方向，由于激光灯无法移动，只能移动扫描床，扫描床的移动方向与激光灯的移动方向相反。若c>0，则yL（O1）=-c<0，那么应把扫描床向远离机架方向移动，移动距离为c；若c<0，则yL（O1）=-c>0，那么把扫描床向靠近机架方向移动，移动距离为c的绝对值。

若a=2.20 cm，b=3.30 cm，c=1.50 cm，根据公式xL（O1）=a=2.20 cm=22.0 mm，yL（O1）=-c=-1.50 cm=-15.0 mm，zL（O1）=-b=-3.30 cm=-33.0 mm。将LAP导航仪上的x值设置为22.0 mm，z值设置为-33.0 mm，驱动3个激光灯运动到位；按动CT机架上的按钮将扫描床运动到机架上显示为15.0 mm的位置，即把扫描床向远离机架方向移动15.0 mm。

4 小结

使用DORADO 3系统确定治疗等中心的优点：① 节约了医用直线加速器的使用时间。若放疗患者较多，使用加速器确定治疗等中心将占用加速器的治疗时间，影响患者的治疗；② 提高了确定等中心的精度。医用直线加速器和模拟定位机治疗床移动的最小距离单位为1 mm；而DORADO 3系统激光灯移动的最小距离单位为0.1 mm，Sensation Open CT模拟机扫描床在进出机架方向上移动的最小距离单位为0.5 mm。

使用DORADO 3系统确定治疗等中心需要注意的事项：① a、b和c的值最好选取为1 mm的整数倍；② Eclipse中显示的距离单位为 cm，而LAP导航仪和CT机架面板上显示距离的单位为 mm；③ 在将患者体表的原始“十”字线与激光灯的“十”字交叉点对准后，不要忘记将CT扫描床的位置归零。

除了使用LAP导航仪，还可用LAP的IsoMark软件驱动激光灯的移动；除了用CT机架面板上的按钮，还可用主机电脑和控制盒相配合来控制扫描床的移动；除了使用治疗计划系统，还可以用Vsim工作站的COHERENCE Dosimetrist Workspace确 定a、b、c的 数 值。 使 用DORADO 3系统确定的治疗等中心位置是否准确，不仅依赖于工作人员是否严格按照步骤进行操作，还依赖于工作人员能否做好CT模拟机和激光定位系统的质量保证和质量控制工作。

[1]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999:538-544.

[2]涂彧.放射治疗物理学[M].北京:原子能出版社,2010:136-144.

[3]陈远贵,徐本华,李小波.大孔径CT模拟定位系统在放射治疗中的应用[J].医疗装备,2010,23(1):14-17.

[4]李小波,徐本华,陈远贵,等.三维可移动式激光定位系统在CT模拟过程中的应用[J].中国肿瘤,2008,17(8):676-678.

[5]杨超凤,付庆国,吴建益.三维移动激光定位系统在肿瘤精确放疗中的应用[J].医疗装备,2009,22(8):13-14.

[6]甘晓根,徐子海,廖福锡,等.西门子SOMATOM OPEN CT简介及在放射治疗中的优势[J].中国医疗设备,2011,26(3):100-101.

[7]Chang J,Balter P,Liao Z,et al.Preliminary report of image-guided hypofractionated stereotactic body radiotherapy to treatpatients with medically inoperable stage I or isolated peripherallung recurrent non-small-cell lung cancer[J].International Journal of Radiation Oncology Biology Physics,2006,66(3):480-481.