強調(diào)放射治療頭頸部仿生模型及臨床應(yīng)用

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1、強調(diào)放射治療頭?頸部仿生模型及臨床應(yīng)用林大全1，宋錦平2,王遠萍3，黃志偉】(1.四川人學(xué)人機工程及醫(yī)療設(shè)備研究所，四川成都610065；2.四川省人尺醫(yī)院X刀治療屮心，四川成都610072；3.四川新醫(yī)藥研究所，四川成都610065)摘要：強調(diào)放射治療仿真體模按中國人體50百分位參數(shù)，用透明全能譜組織等效材料制成，使體模具有高度仿生性、可視性，模擬了I?個器官組織。既是人體解剖的模型，又是組織等效的放射診斷模型和放射治療模型，是醫(yī)學(xué)影像訓(xùn)練的操作模型。這樣，可實現(xiàn)多種劑量計(適合電離室，半導(dǎo)體探測器，熱釋光劑量計，膠片劑量計)的歸一化對比。應(yīng)用表明

2、，該模型可用于機械精度的校正，靶點、靶體積劑量驗證，臨近重要器官劑量分布測定，保證劑量不確定度小于5%。關(guān)鍵詞：強調(diào)放射治療仿真體模臨床應(yīng)用—、前言科學(xué)的進步，社會的發(fā)展，放射治療技術(shù)已成為腫瘤的三犬治療手段.其中60-70%腫瘤患者需單純放射治療與外科手術(shù)化療治療相結(jié)合。近40年來立體定向放射治療(StereotacticRadiotherapySRT)提高了靶點的幾何精度和劑量精度。實形放射治療(ConformalRadiotherapyCRT)保證了靶體積與腫瘤病灶的形態(tài)相一致；強調(diào)放射治療(IntensityModulatedRadiothe

3、rapyMRT)使射線的能量調(diào)整保障腫瘤靶區(qū)有最佳的透射、散射、能量沉積的效果，使腫瘤靶點、靶體積劑量大大提高，使臨近和緊要器官劑量大幅度減小。這樣，不僅提高了放射治療的牛存率，又提高了患者的牛存質(zhì)量，是放射治療的巨大進步。放射治療新方法的研究、臨床治療劑量學(xué)的研究、放射治療計算機計劃系統(tǒng)研究開發(fā)、數(shù)學(xué)模型的科學(xué)性、放射治療的安全性、臨床可操作性都必須用仿真體模來檢驗和驗證。為保證放射治療全過程的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證，強調(diào)放射治療新型體模(IMRTphantoms)的研究和應(yīng)用為國內(nèi)外所關(guān)注。林人全生物醫(yī)學(xué)工程及儀器教授，國家級侑突出貢獻的專家，四川大

4、學(xué)人機工程及醫(yī)療設(shè)備研究中心主任、四川省人機系統(tǒng)及仿生工程重點實驗室學(xué)科帶頭人、北京大學(xué)兼職教授、中國創(chuàng)造學(xué)會、中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)會理事。20余年來，從事仿生材料及仿生人體模型研究，“中國人仿真人體模型”系列產(chǎn)甜，1992年被國際輻射劑量單位與測量委員會(ICRU)命名為“成都劑量體?！?ChengduDosmitiyPhatom)是向全世界推薦的最新劑罐體模之一。二、材料與方法強調(diào)治療頭，頸部體模具有如下6個特點：1.中國人體參數(shù)的特征性按中國人體50百分位(平均值+標準差xK),計算出相關(guān)的外形尺寸、臟器尺寸和顱骨尺寸，可避免與西方人種前后徑大于左右

5、徑引入的劑量偏差。2.采用新型的全能譜等效材料按人體十一種主耍元素相似的“基本元素等效法”對碳，氫，氧，氮進行“互補替代法”，避免了微量金屈元素的加入，特征譜線對劑量能譜的干擾在50KEV——20MEV能譜范圍內(nèi)與人體組織的等效誤差小于2%,不均勻性誤差小于1.2%。因此具有全能譜等效吸收的特性，提高了體模材料的仿真性。3.體模的仿生性和可視性為保證實驗中對器官劑量點的定位，采用光學(xué)半透明材料(對可見光透過率約70%),從外部見解剖學(xué)的特征，臟器的空間分布，模擬了顱骨，鼻咽腔，下頜骨，牙齒，大腦半球，晶狀體，腮，腺，舌。既是人體解剖的模型，又是組織等

6、效的放射診斷模型和放射治療模型，是醫(yī)學(xué)影像訓(xùn)練的操作模型。4.多種劑量計的可測性設(shè)置了專門的測試孔，測試棒和可調(diào)換的鼻咽部體模板，適合電離室(IonizationChambe⑸，半導(dǎo)體探測器(SemiconductorDetectors),熱釋光劑量計(ThermolumineDosmitry),膠片劑量計(FilmDosmitry)進行體內(nèi)外劑量分布的測定。A.電離室由頸部插入和下頻插入，避免電纜導(dǎo)線的干擾。B.半導(dǎo)體探測器((p60xl0mm橢I員I體，組織等效厚度相當于5mm)十通道劑量分布測試儀具有十個并行接口，各探測器采用一一對應(yīng)的線性和能

7、量曲線輸H!,減小探測器分散可能引起的偏差?？蓽y定靶區(qū)或感興趣區(qū)域的劑量，臨近區(qū)域和緊要器官的劑量。C.熱釋光劑量鼻咽腔部分設(shè)置可替換的非均勻結(jié)構(gòu)的體模板按需耍打出3x3,5x5(mm)TLD孔，不用的孔可用組織等效材料填塞塊。D.膠片劑量計由于采用半透明和彈性體的仿生材料，鄒氏強度70,壓縮和恢復(fù)時間小于1.5秒，加Z采用了平面涂層理保證膠片間的間隙小于0.02mm,肉眼看不見壓縫透光間隙。三、臨床應(yīng)用用德國西門子Sotatom-plus4螺旋CT掃描儀進行體模的定位掃描。用美國Radionics計算機治療計劃系統(tǒng)及定位框架進行頭模的放療計劃設(shè)計及

8、空間定位。用德國西門子Siemens6740直線加速器作輻照源。用英國Farmer2570劑量儀和激光膠片掃