CT床板倾斜对患者放疗等中心点位置的影响分析
张静，刘小龙，李磊，王有华，庞皓文，孙小杨，杨波
（西南医科大学附属医院肿瘤科，四川泸州646000）
摘要目的：分析CT床板的倾斜对患者放疗等中心精度的影响。方法：以CT床上摆位示意图和加速器上摆位示意图为基础，做出等中心点位置变化的几何图形，求解出计划系统中等中心点位置与放疗加速器摆位时等中心点位置的距离误差计算公式。分别选取某一鼻咽部定位图像数据和盆腔部定位数据，计算不同倾斜角度时等中心点位置的误差值。结果：等中心点位置误差随着CT床板倾斜角度的增大而增大；当CT床板倾斜角度一定时，针对不同部位摆位时，其等中心点误差不一致。鼻咽部，当∠FEN值达到1°时BC距离可达到1.85mm；盆腔部，当∠FEN值达到1°时，BC的距离可达到3.14mm。结论：CT床板的倾斜直接影响了患者放疗摆位的等中心精度，因此，对于CT床倾斜度的质控应该予以重视。
关键词CT床板；等中心；放疗摆位
中图分类号R730.55文献标志码A doi：10.3969/j.issn.2096-3351.2020.06.013
Influence of CT couch tilt on the position of isocenter in radiotherapy
ZHANG Jing，LIU Xiaolong，LI Lei，WANG Youhua，PANG Haowen，SUN Xiaoyang，YANG Bo Department of Oncology，the Affiliated Hospital of Southwest Medical University，Luzhou646000，Sichuan Prov⁃ince，China
Abstract Objective：To analyze the influence of CT couch tilt on the accuracy of isocenter in radiotherapy. Methods：Based on the schematic diagrams of patient positioning on CT couch and accelerator couch，a geometric illustration of isocenter trajectory was generated to obtain the equation for calculating the deviation of isocenter posi⁃tion between the planning system and the radiotherapy accelerator.The positioning image data of the nasopharynx and the pelvis were used to calculate the deviations of isocenter positions at different tilt angles.Results：Isocenter position deviation increased with the tilt angle of CT couch.With fixed tilt angle of CT couch，the deviation varied in the positioning of different body parts.The BC distance reached1.85mm and3.14mm，respectively，in the naso⁃pharynx and the pelvis at∠FEN of1°.Conclusion：The tilt angle of CT couch directly influences the accuracy of isocenter in radiotherapy，which highlights the importance of quality control of CT couch regarding the accuracy of tilt angle adjustment.
Keywords CT couch;Isocenter;Radiotherapy positioning
放疗质控工作中，等中心点位置精度检测是一项重要内容[1-2]。理论上，在整个放疗的流程中，放疗计划系统的射野等中心点所指示的位置应该与加速器的等中心点位置为空间同一个点；同时，也应该保证使得病人不论在CT床面摆位或是在加速器床面摆位时，两个体位的一致性；使得不论在CT床面摆位或是在加速器床面摆位时，计划设计的射野中心点位置在病人体内的位置为同一位置。
由于放疗计划的射野等中心是根据CT图像来确定的，因此，如果CT机的床面与加速器的床面在水平一致性出现误差，将会直接影响放疗流程中等中心点位置传递的精度。本研究分析了当CT床板发生倾斜后对等中心点位置的影响，现报道如下。
1材料与方法
1.1设备
基金项目：四川省卫健委课题（18PJ202）
第一作者简介：张静，助理工程师，硕士。E-mail：****************
论著
GE 放疗定位CT （LightSpeed Plus 4，General
Electric Company ，USA ）；Pinnacle10.3放疗计划系统
（Pinnacle10.3，Philips ，Netherlands ）；医科达直线加速器（precise treatment system ，Elekta ，Sweden ）；
GAMMEX 放疗定位外激光。1.2床板倾斜检查
当水平尺与定位外部激光测量并确认了床不在水平，即床出现了左右倾斜，扫描后左右铅点将不处于同一水平面。为了排除图像采集的零位点是否出现偏差，我们增加以下步骤进行排除：①在CT 床板上直接放置一水平尺，在水平尺上两端距离约40cm 处分别放置两个铅点，如图1C ，然后实施CT 扫描，得到扫描图像如图1A ；②将水平尺调平后再扫描，得到扫描图像如图1B 。在CT 工作站中，应用工具测量图1B 中两个铅点为处于同一水平，然而图1A 中，两个铅点不处于同一水平。如果扫描水平尺调平后扫描仍然存在左右铅点不平，说明图像采集系统的零位点出现误差，需要校正。如果左右铅点水平，则说明引起铅点不处于同一水平的主要原因是CT 床
面的不水平。
注：A 为未矫正水平尺时CT 扫描图片；B 为矫正水平尺后CT 扫描图片；C 为水平尺摆
图1水平尺扫描示意图位图；红线为水平十字线
tilt
1.3计划系统中放疗等中心点的确认
在本研究中，我们在CT 机上通过外激光定位到病变中心。其放疗定位流程主要为：①病人采用仰卧位头先进体位进行体位固定，并在定位模具上贴上铅点，使得铅点与外定位激光十字中心重合，其中一共三个铅点，包括：病人左侧，病人右侧和病人前面，如图2；②进床实施CT 扫描，并将CT 图像传输至计划系统；③在放疗计划系统中，利用等中心定位十字工具根据CT 图像的铅点确定等中心位置，如图2A 。
1.4加速器床板摆位时等中心位置分析
在CT 床板倾斜情况下定位后，再在水平未发生倾斜加速器床板上进行重复摆位时，定位模具上的铅点将不处于水平位置，其示意图如图2B
。
注：病人采用仰卧位头先进体位进行体位固定。A 为CT 床板上摆位示意图，B 为加速器床板上摆位示意图；黑圆圈示意为铅点，红实线示意为外激光；红虚线为红实线的延长线，交点示意为等中心点
图2床板上摆位的示意图
1.5中心点位置分析
病人固定后，其内部结构和形态不发生变化。同时，模具固定病人后置于床板上，与床板各点的相对位置不变。根据图2以计划系统的坐标系做一几何图，如图3。其中A 点代表病人体廓最上面的铅点位置，E 点代表病人右侧铅点，F 点代表病人左侧铅点。EF 代表CT 床面摆位时候激光的水平位置，如图2A 。EN 代表了加速器床摆位时候，激光的水平位置，如图2B 。
计划系统中设定的中心点为B 。0度射野方向沿
AB 方向，如图3。但加速器床摆位时EN 才是水平的，加速器床摆位时的中心点为C 点。0度射野沿AC 方向，如图3。
计划系统中可以测量的数据是：EF 、EB 和AB ，
NF 为左右两个铅到CT 床面的距离之差，（也是在加速器床摆位时，病人左侧铅点（F 点）与外激光水平线的距离之差）也可通过测量得出。
注：EF 代表CT 的床摆位时的外激光水平面；EN 代表加速器床面摆位时候的外激光水平面；A 点代表病人体廓最上面的铅点位置；E 点代表病人右侧铅点；F 点代表病人左侧铅点；线段AC ⊥线段EN ；线段AB ⊥线段EF ；线段CQ ⊥线段EF ；线段AC 的延长线交线段EF 于R 点;α为CT 床倾斜角度
图3中心点位置分析图
A
B C
F
Q N
在图3中，假设以B点为原点，做一个平面坐标系xBy，C点在该坐标系中的坐标为（x，y），根据几何关系计算，我们可以得出：
∠FEN=ASIN（NF/EF）=α
x=-[EB-（EB-AB*tanα）*cosα*cosα]
y=-sinα（EB-tanα*AB）*cosα
BC之间的距离为：BC=x2+y2
1.6数据分析
根据公式分别以鼻咽部取值EF=140mm，EB=70mm，AB=80mm；盆腔部取值：EF=300 mm，EB=150mm，AB=100mm为基础，当NF取值变化时，计算B点和C点之间的距离和夹角∠FNE 之间的变化关系。因x、y是关于α的函数，距离BC对α求导可知，α在临床实际应用范围内，距离BC是关于α的单调递增函数。
2结果
鼻咽部取值：EF=140mm，EB=70mm，AB= 80mm。随着NF值的增加，由图3及公式函数关系可知B点和C点之间的距离随夹角∠FEN度数的增加而增加。当NF值达到2.45mm时，BC距离可达到1.85mm，∠FEN值可达到1°，见表1。
表1鼻咽部线段BC距离和夹角∠FEN随NF值的变化关系
NF值（mm）
1.00
1.32
2.00
2.45
3.00
4.00
5.00
10.00线段BC距离（mm）
0.75
1.00
1.51
1.85
2.26
3.02
3.76
7.46
∠FEN（°）
0.41
0.54
0.82
1.00
1.23
1.64
2.05
4.10
盆腔部取值：EF=300mm，EB=150mm，AB= 100mm。随着NF值的增加，由图3及公式函数关系可知B点和C点之间的距离随夹角∠FEN度数的增加而增加。当NF值达到5.25mm时，BC的距离达到3.14mm，∠FEN值可达到1°，B点和C点之间的距离和夹角∠FEN的变化关系见表2。
盆腔部取值：EF=300mm，EB=150mm，AB= 100mm。当∠FEN取值与表1一致时，由图3及公式函数关系可知B点和C点之间的距离随夹角∠FEN 度数的增加而增加。对应的NF值和B点和C点之间的距离见表3。表2盆腔部线段BC距离和夹角∠FEN随NF值的变化关系NF值（mm）
1.00
1.66
2.00
3.00
4.00
5.00
5.25
10.00
线段BC距离（mm）
0.60
1.00
1.20
1.80
2.40
3.00
3.14
5.96
∠FEN（°）
0.19
0.32
0.38
0.57
0.76
0.95
1.00
1.91
表3盆腔部线段BC距离和NF值随夹角∠FEN的变化关系NF值（mm）
2.15
4.30
5.25
6.45
8.60
10.75
21.45
线段BC距离（mm）
1.29
2.58
3.14
3.86
5.31
6.40
12.68
∠FEN（°）
0.41
0.82
1.00
1.23
1.64
2.05
4.10
3讨论
CT床板发生倾斜时，计划系统设定的等中心位置与加速器摆位时等中心位置并不是空间同一位置。说明CT床板发生倾斜时，放疗计划制作到计划执行过程中等中心的空间位置的传递出现误差。这个误差即是BC两个点的距离，该误差随着CT床板倾斜角度的增大而增大。根据上述内容可知CT床板的倾斜必然影响等中心位置的精确及重复性。
开展精确放疗时，等中心精度的质控应该控制在±1mm[3]。从表3的结果观察，当CT床板倾斜角度一定时，不同部位摆位时，等中心点误差距离也不一致：鼻咽部小于盆腔部（盆腔部的横向宽度比鼻咽部大）。这说明当床板的倾斜角度一定时，虽然当针对鼻咽部的精确放疗等中心位置误差符合标准时；但是，当针对盆腔部实施精确放疗时，等中心位置误差可能超过质控标准。
根据结果显示：鼻咽部时，为使得中心点误差小于1mm，CT床倾斜角度应该控制在0.54°以下；盆腔部时，为使得中心点误差小于1mm，CT床倾斜角度应该控制在0.32°以下。因此，我们建议开展盆腔部精确放疗时，CT床倾斜角度应该控制在0.32°以下[4-18]。
需要指出该分析方法中有几个假设。首先，把病
第6期张静等：CT床板倾斜对患者放疗等中心点位置的影响分析609
西南医科大学学报2020年第43卷第6期Journal of Southwest Medical University Vol.43No.62020
人模体作为了一个刚体看待而忽略了因为倾斜导致器官发生的位移后的位置、体积和形状变化。同时，假设了床板发生的倾斜角度在不同床面处一致且不会随进床距离的增加而变化。第三，加速器摆位时候，外激光十字定位对准两个铅点位置（包括病人前面的铅点和病人右侧铅点）。
4结论
总之，本研究分析了CT扫描床出现倾斜对患者放疗计划等中心点位置的影响，为类似问题的解决提供了参考思路。
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（2020-01-18收稿）
作者投稿系统http：//xb.swmu.edu/
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