林福烘
（广西壮族自治区桂东人民医院；广西梧州543001）
【摘要】 目的：分析讨论在MRI和CT肿瘤放疗定位中使用体位固定适配器的电磁干扰特性、高能量X射线穿透特性及承载人体重量刚性特性对磁共振成像、高能X射线衰减及体位精度的影响。方法：通过对体位固定适配器在高磁场中的图像信噪比、干扰伪影发生率、高能X线衰减作用、负重刚性特性、物理密度测试及CT成像的CT值、自身尺寸稳定性7个项目进行测试分析与综合性能评价。结果：体位固定适配器在MRI扫描时相对信噪比满足磁共振成像质量要求，无额外产生伪影信号，放射治中常用6Mv-X线透射率＞96%/cm，负重100Kg产生形变小于2mm，平均物理密度低小于0.6g/cm3，有无固定器CT值为0±4HU和0±3HU。自身尺寸稳定性：相同湿度不同温度差异不明显，相同温度，不同湿度具有一定差异。结论：使用中等密度经无氧深度碳化木质材料制作MRI与CT放疗定位体位固定适配器能满足磁共振定位扫描、CT定位扫描及放射治疗摆位使用要求，使三者保持同一固定体位。
【关键词】体位固定适配器； 磁共振定位；CT定位；放疗技术
体位固定是对肿瘤病灶进行精确定位的前提条件，使人体放疗部位固定成相对固定的刚性结构，并具有相对固定的空间坐标系，以确保每次摆位的重复性。由于目前市面所购的体位固定装置几何尺寸不能与磁共振头颈线圈和脊柱线圈匹配，不能将其及患者放进线圈内进MRI扫描，无法获得与CT扫描时同一体位的扫描图像，后期进配准融合精度很难达到满足临床肿瘤精确定位的要求，甚至由于体位变化过大无法进行有效配准。为此作者根据磁共振脊柱线圈的几何尺寸要求制作一款既能放进磁共振脊柱线圈进行扫描，又能进行CT定位扫描的体位固定适配器。现将相关性能测试实验结果报告如下。
1 资料和方法
1.1一般资料 利用深度碳化木材料制作一套同时适用于MRI及CT定位扫描专用头颈部体位固定适配器，游标卡尺1把，钢尺1把，高精度激光测距仪1台，固体等效水模具1套，磁共振测试模体1套，CT测试模体1套，自制水模体1件（100Kg），高精度天枰1套。磁共振测试环境条件为医院各类设备正常工作及医疗工作场所基本条件T:26℃，相对湿度：60%，P：101.3Kpa，自身尺寸稳定性测试环境设置为T：15℃，相对湿度60%，T：25℃，相对湿度60%，T：30℃，相对湿度60%不同的三个温度，相同的相对湿度条件下进行，并将体位固定适配器长时间放置于上述环境中（8小时以上）模拟临床使用环境，以确保测试的可行性和有效性。
1.2方法
1.2.1仪器GE1.5T磁共振成像系统，诊断影像处理软件AW VolumeShare4,西门子24排CT成像系统，瓦里安CX医用直线加速器，瓦里安放疗计划系统Eclipse，放射剂量计PC Electrometer。
1.2.2测试方法
1、利用测试模体置于体位固定适配器中同时放进MRI头颈脊柱联合线圈进行扫描，并利用GE-1.5T磁共振操作系统分析测试模体的MRI成像相对信噪比、干扰伪影发生率。2、应用放射剂量计PC Electrometer及测试模体在瓦里安CX直线加速器上用6Mv光子线测试体位固定适配器的透射因子。3、利用CT对空载体位固定适配器和负重100Kg测试模体时分别进行扫描，并用放疗计划系统对坐标参考点测量。4、制作前对体位固定适配器材料进行采样物理密度测试，并将体位固定适配器装载测试水模进行CT扫描在CT图像处理系统上读取CT值。5、利用游标卡尺及钢尺测量体位固定适配器在不同温度湿度环境下的自身尺寸稳定性。
1.3测试分析指标 MRI成像相对信噪比，干扰伪影发生率；高能X射线透射因子，负重形变大小，木质材料的气干密度，水模CT值变化大小和相同湿度而不同温度环境固定适配器的X、Y、Z轴尺寸。
1.4统计学方法 将实验测试导入到SPSS18.0统计软件进行分析，计数资料使用χ2检验，并用百分比表示，计量资料采用（±s）表示，并用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。
2 结果
1、使用固定适配器和不使用固定适配器的MRI成像相对信噪比均大于1，绝对分别为127.64和129.13，无干扰伪影发生。2、直线加速（6Mv）的GA0度、GA270度、GA180度的X射线透射因子分别为98.5%，97.5%，98.7%。3、体位固定适配器X、Y、Z轴的负重（100Kg）形变大小分别为1.2±0.3 mm、1.5±0.3mm和1.0±0.4mm。4、制作固定适配器木质材料的3份试样的气干密度分别为0.55±0.02g/cm3、0.53±0.04g/cm3和0.56±0.02g/cm3。5、使用固定适配器和不使用固定适配器CT扫描图像的平均CT值分别为0±4HU和0±3HU。6、在相对湿度（RH）60% ，T：15℃，T：25℃， T：30℃，的环境条件下，固定适配器的X、Y、Z轴分别为： 550.28±0.16mm、1100.26±0.32mm、12.12±0.12mm， 550.68±0.53mm、1100.74±0.27mm、12.13±0.14mm和551.04±0.54mm、1101.08±0.47mm、12.39±0.24mm，无显著差异P＞0.05，见表1和表2。7、在相对湿度（RH）60%，T：25℃和相对湿度（RH）70%，T：25℃的环境条件下，固定适配器的X、Y、Z轴分别为： 550.68±0.53mm、1100.74±0.27mm、12.13±0.14mm和550.28±0.16mm、1100±0.45mm、12±0.13mm，差异明显，P＜0.05见表3。
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3 讨论
随着肿瘤精确放疗技术逐步普及和广泛应用，如何精确定义（define）靶区，如何精确定位（localize）靶区，如何获得满意的剂量适型度与剂量跌落，如何确保肿瘤靶区得到足以杀死肿瘤细胞的高剂量，如何减少靶区周围危及器官的照射已经成为当前高度关注和急迫解决的问题。而体位固定是对肿瘤病灶进行精确定位的前提条件，使人体放疗部位固定成相对固定的刚性结构，并具有相对固定的空间坐标系，以确保每次摆位的重复性来保障精确定义靶区，精确定位靶区。体位固定适配器的材料性质不仅影响其在MRI和CT成像的图像质量，同时其负重刚性和自身随环境变化的尺寸稳定性将影响放疗定位的精确性。通过对固定适配器以上测试与分析发现：1、采用木质材料制作体位固定适配器在磁共振扫描中未见明显信噪比降低情况，符合磁共振成像质量控制标准[1]关于1.0T以上的医用磁共振成像（MRI）设备，测试采集次数大于等于2次，绝对信噪比大于等于100的要求。2、本课题组研制的体位固定适配器在磁共振扫描中未见产生明显干扰伪影信号。3、采用深度碳化木质材料可保持较低含水量具有低气干密度特性[2]，同时可以保持良好刚性结构和尺寸稳定性，达到在放疗过程中，头颈部患者摆位平均偏差小于2 mm要求[3-4]。根据尺寸稳定性测试结果可见，其在固定湿度（相对湿度60%）环境条件下，常规室温（25℃）与室温（15℃）、室温（30℃）条件下自身尺寸变化不明显，但在室温（25℃），不同湿度（相对湿度60%和相对湿度70%）条件下，其自身尺寸变化较为明显，尤其为Y轴方向，因此需要在使用过程中保持湿度稳定。4、保持在医用直线加速器高能X射线辐射场中有较高的穿透性，减少射束衰减带来的剂量误差，符合放射生物学的理论要求剂量的精确性为 3%~5%，根据AAPMTG176 号报告建议固定装置造成的剂量衰减较大时应将其包含在计划设计范围内和射束剂量计算中[5]，可将本固定适配器纳入放疗计划计算中进一步减少剂量误差。5、在CT成像测试中，水模图像的CT值内可满足均水的0±5HU容差值以内[6-7]。
上述测试分析与探讨可见，利用木质材料制作的体位固定适配器经过深度无氧碳化处理能进一步优化其刚性性能和自身尺寸稳定性性能，同时具有低密度值高X射线穿透性的特性，可用于MRI和CT肿瘤放疗定位中[8-9]，为放射治疗中MRI与CT同一体位进行定位扫描提供帮助，使磁共振定位扫描、CT定位扫描及摆位治疗三者保持同一固定体位，有望提高放疗定位精度。
参考文献
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基金项目：贺州市科学研究与技术开发项目 合同编号：贺科攻1809012