G4射波刀是一种可以用于治疗全身各部位肿瘤的立体定向放射治疗设备, 拥有6个自由度的机械手可以轻松携带直线加速器到达指定位置, 使入射方向达到1 920个。直线加速器发出的6 MV X射线以非等中心、非共面高度聚焦于肿瘤, 使肿瘤区的剂量高度集中, 而临近肿瘤边缘的器官能够得到很好的保护^{[1, 2]}。为了高精确度照射软组织中的肿瘤, 需要在肿瘤内或旁植入金标, 治疗中通过对金标的追踪实现对肿瘤的追踪。对于静态目标, 照射精度优于0.95 mm, 对于动态目标, 照射精度优于1.5 mm^[3]。3颗和3颗以上金标, 可以计算6维偏差; 少于3颗, 只能计算3方向上的平移。不是植入到患者肝脏内的所有金标都能够符合金标植入原则, 因此在患者实际治疗中用于追踪金标的数量与植入的数量不同, 本文将对治疗前植入的金标数量与治疗中用于追踪的金标数量进行统计和对比, 为今后提高金标植入质量和数量提供参考资料。

1 材料与方法 1.1 病例及植入金标总数

2011年6月至2012年6月共有437例肝脏肿瘤患者在我中心接受射波刀立体定向放射治疗, 在治疗前在这些患者肝脏内共植入1 586颗金标, 每名患者植入的金标数量为2~9颗。

1.2 金标成分及规格

金标由纯度为99%的黄金制作, 通过影像可以直接观测到。金标的规格为直径0.8 mm, 长5 mm, 通过18 G的穿刺针植入到肝脏内。

1.3 患者植入与追踪金标数量统计

治疗前每例患者植入的金标数量不同, 分为2、3、4、5、6、7、8、9颗植入, 对这些不同病例进行统计。治疗中用于追踪的金标数量不同, 分为2、3、4、5、6颗金标追踪, 对这些不同的病例进行统计。对治疗前植入的与治疗中用于追踪的金标数量进行对比分析。

1.4 评价标准

依据金标植入原则对金标植入的质量与数量进行评价。金标植入原则根据金标追踪算法和系统结构而制定, ①植入金标的数量4~6颗; ②金标之间的距离大于2 cm; ③两两金标连线的角度大于15°; ④金标不能在45°角方向共线; ⑤金标距离肿瘤的距离小于6 cm^[4]。

2 结果

在金标植入过程中, 受肝脏自身运动、呼吸运动和血流等因素的影响, 会造成金标未能植入到指定位置, 移位到其他器官或体外, 即金标移位, 我中心共植入的总金标数1 584颗, 肝脏中的实际金标数为1 557颗, 则移位的金标数量为27颗, 占1.70%。

在金标植入过程中和植入后, 由于患者体内植入的金标数不同, 按照不同的数量对病例数进行了统计。在治疗时, 由于金标移位、不符合金标植入原则或超出金标追踪算法参数的阈值范围, 在追踪中这些金标将无法使用。3颗和3颗以上的金标植入和追踪的比例代表着金标植入的技术水平和照射精度水平, 因此对不同金标的病例数和所占比例进行了统计, 如表 1。

植入到肝脏中的金标在追踪时并不是完全被使用, 我中心一共植入1 557颗金标, 在治疗中能够被使用的金标为1 411颗, 可得出金标利用率为90.62%。

3颗和3颗以上的患者例数所占的比例统计, 如表 2。

3 讨论

金标植入是射波刀治疗肝脏肿瘤的一个先导和关键环节, 植入的目的是为影像系统追踪肿瘤提供参照物。金标植入一周后, 与肿瘤形成相对稳定的几何关系, 在治疗中确定了金标位置也就确定了肿瘤的位置, 金标的动度也就代表肿瘤的动度^[5]。植入金标的质量代表着与金标植入原则的符合程度, 决定着追踪精度。例如金标的间隔小于2 cm、两两金标连线的角度小于15°, 则旋转偏差计算不准确, 个别金标可能被停用; 金标在45°角方向共线, 则金标在一个影像板上无法区分或识别错误, 共线的金标将被停用; 金标距离肿瘤大于6 cm则追踪精度下降。金标植入的数量同样决定着追踪精度, 数量小于3颗, 则无法计算旋转偏差^[6]。统计植入到每例患者中的金标数量和治疗中金标的使用数量, 目的是回顾金标植入的质量和追踪的精度, 也是本文论述目的。

金标从植入位置移位到其它器官或体外, 就会造成治疗中金标使用数量的下降, 表 1可以看出金标发生移位比例为1.70%, 虽然不高, 但在植入金标时要考虑到。金标存在移位, 因此不建议植入单颗, 为以免金标丢失后再次植入。金标移位也会对植入3颗金标病例的照射精度造成影响, 因为3颗中的金标有移位则不能计算旋转偏差, 建议植入的数量多于3颗。

从表 1中可以看出, 在追踪中2颗金标追踪的例数高于2颗植入例数, 这是由植入3颗或3颗以上的病例中部分金标不能使用或移位造成的。2颗金标是无法计算旋转偏差的, 精度也就降低了^[7]。2颗金标追踪病例的增加, 提示我们金标植入的数量要大于3颗。3颗和3颗金标以上的例数, 在金标植入时为412例, 而实际追踪时为315例, 少了97例, 即少了23.54%。利用3颗和3颗金标以上金标追踪的例数的减少意味着高精确照射例数的下降。因为3颗和3颗以上的金标追踪, 能够提供六维偏差修正, 能更准确地确定肿瘤位置和更好地反映出肿瘤的动度^[8]。3颗和3颗以上金标追踪, 不仅代表着金标植入的质量, 也代表着照射精度的水平。

植入5颗和5颗以上的金标为41例, 而追踪中只有20例, 仅占48.78%。比例如此低的原因是由于随着金标数量的增加, 配准更加困难, 容易出现个别金标超出追踪参数的阈值范围, 个别金标将被停用。在追踪时系统最多可以使用8颗金标, 但统计发现能用6颗以上金标追踪的数量为0。在金标植入时不是越多越好, 也要考虑到追踪中的配准问题, 建议植入金标的数量不要多于6颗, 否则容易造成金标的浪费。

从我中心数据可以看出金标的利用率只有90.62%, 有146颗没被使用。金标是一次性昂贵耗材, 利用率低, 会增加医疗成本。为了提高照射精度, 就需要提高3颗和3颗以上金标追踪的比例, 也就意味着要多植入金标。要解决这两者的矛盾, 就需要不断提高金标植入质量。

表 2可以看出, 3颗和3颗以上的金标, 追踪时比植入时低了16.48%, 只有77.80%的患者符合金标追踪的要求。3颗和3颗以上的金标追踪比例代表着接受高精确照射患者的比例, 这个比例还有更多的提升空间。

总之, 统计金标植入的数量与追踪中金标的使用数量, 主要是统计低于3颗金标追踪的比例并分析其中的原因。也是希望通过总结, 提高我们金标植入的水平、金标利用率以及3颗和3颗金标追踪的比例。