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伽玛刀治疗帕金森氏病定位方法探讨

2022-07-29
来源:求医网
内容摘要本中心自1993年12月至1997年8月期间,利用伽玛刀治疗帕金森氏病90例。总结了一套伽玛刀治疗功能性疾病的MR定位方法,包括头架的固定,靶点的选择及其坐标的计算修正公式和由公式推导的修正表。分析了头架固定对靶点坐标确定的影响因素,比较了修正前后的坐标差值,为伽玛刀治疗功能性疾病的定位提出一种新的思想。

Stydies on Target Localization of Parkinson′s Disease

Treated with Gamma Knife

Treated with Gamma Knife

He YongYao JiajiWu XibiaoDeng Yinhui

(Guangzhou Gamma Knife Treatment and Research Canter,Neurosurgical Department,

The 2nd Affiliated Hospital of Guangzhou Medical College,Guangzhou510260)

AbstractNinety cases of Parkinson's disease were treated in our center from Dec. 1993 to Aug. 1997. Based on our work, we have developed a method for the MR localization in the treatment of Parkinson's disease with Gamma knife, including the fixing of stereotactic frame, the selection of target, and the correction of the target's coordinates. In this paper, the effects of fixing of coordinate frame on the localization of target have been analyzed. Also presented are the errors of the coordinates of the selected targets, compared with those corrected. The method reflects a new idea for target localization.

Key wordsGamma knifeStereotacticParkinson's disease

伽玛刀治疗功能性疾病为一次性小野大剂量照射。为了能准确定出靶灶的位置,要求一套准确度和精度非常高的定位及靶点计算方法。我们通过90例帕金森氏病的定位总结了一套以前后连合为标志的核磁共振(MR)定位方法,现报告如下:

1材料与方法

1.1靶点的选择

以震颤为主的病例,选择病变对侧丘脑腹外侧核之腹中间核(Vim),共79例。以肌张力增高为主的病例,选择苍白球内侧部(p.m),共11例[1]

1.2头架的固定

采用Leksell立体定位架。定位架基环前中线对准病人鼻中线,后中线对准枕外隆突。在病人眼外眦上2 cm处与外耳孔上3.5 cm处作一连线,定位架基环侧边平行于该线[2,3]

1.3MR定位扫描

全部患者采用德国西门子公司1.0 T核磁共振机(SIEMENS Magnetom Impact1.0T),采用自旋回波序列(SE序列)。①Vim:先沿头颅正中矢状面扫描,层厚3 mm,无层距。在头颅正中矢状面图像上清晰可见前连合(AC)、后连合(PC)及中脑导水管等结构。沿ACPC连线方向作垂直于正中矢状面的质子加权横断扫描,层厚4 mm,无层距。得到前后连合所在平面为H0平面。②p.m:在横断扫描的基础上,取ACPC连线中点为中心点,作垂直于连合间径的质子加权冠状面扫描,层厚5 mm,无层距,中心点平面即为F0平面。

1.4靶点的确定

用上述方法得到的图像与立体定向解剖图谱一致。H0平面可见前后连合及内囊后肢,在H0上4 mm片标出Vim靶点(前后连合中后3/5,连线旁10~13 mm),靶点距内囊后肢不少于6 mm为宜;在F0前5 mm层面上划出0点线(过前后连合中点垂直于正中矢状面的直线),标出p.m靶点(0点线上距前后连合连线17~22 mm),靶点距内囊膝部不少于6 mm为宜[4]

2结果

(1)由于头架安装与前后连合连线可能存在一定角度而定位扫描中我们沿ACPC连线方向进行,得到的图像可能与头架成一定角度。因而从图像上标出靶点后应根据其角度与位置通过修正公式计算靶点坐标。

1)作Vim横断方向有角度(T to C)θ:

图1a.头架示意图b.横断面示意图

Fig 1a. Front view of the frameb. Axial diagram

参照图1,设定靶点为P点,由图像测得P点及各数据如图,其坐标的确定需对测量数据作如下修正:

1.x方向的数据与角度无关,无需修正;

2.y方向由于θ角的存在,该方向数值应乘以cosθ;

3.图中CM(或DN)长度乘以cosθ仅为MN线的z值,P点的Z坐标值还应根据该点沿AC(BD)方向到MN线的距离y'乘以sinθ来修正。

修正后靶点的计算公式如下:

X=100±x(靶点在头架中心点左侧取+)

Y=100±ycosθ(靶点在头架中心点前方取+)

Z=zcosθ±y'sinθ+40(靶点在头架MN连线下方取+)

2)作Vim横断方向有角度(T to S)β:

参照图2,设定靶点为P,由图像测量的数据如图,其坐标的确定需对测量数据作如下修正:

1.x方向由于角度β的存在,因此该方向数值x应乘以cosβ;

2.y方向数据与角度无关,无需修正;

3.z方向,平行于AC(或BD)的各条线的z值均不同(从Zm至Zn)P点的Z值可根据它到MC与ND的比例来确定。

图2a.头架示意图b.横断面示意图

Fig 2a.Front view of the frameb.Axial diagram

具体公式如下:

X=100±xcosβ(靶点在头架中心左侧取+)

Y=100±y(靶点在头架中心前方取+)

Z=[zm-X1(Zm-Zn)/x2]+40

结合1)与2),作Vim时横断方向修正公式如下:

X=100±xcosβ(+,-取法同1、2)

Y=100±ycosθ

Z=[Zm-x1(Zm-Zn)/x2]cosθ±y'sinθ+40

3)冠状面角度修正:

图3a.头架示意图b.冠状面示意图

Fig 3a.Front view of the frame b.Coronal Diagram

参照图3,冠状扫描是以横断位图像定位的,因此横断扫描时存在的角度θ将带入冠状扫描,参照图4,冠状扫描可能存在角度α。公式推导同横断面,叠加后得到冠状位修正公式如下:

X=100±xcosα(靶点在头架中心点左侧取+)

Y=[ym-x1(ym-yn)/x2]cosθ±y'sinθ+40(靶点在MN线前方取+)

Z=100±zcosθ(靶点在头架中心点下方取+)

冠状面定靶点时需参考零点线,可以如下方法在片中标出该线:

由横断面算出前后连合各自的Z坐标,记为Zac与Zpc,连合间径长度记为lap。连合间径与F0前5 mm层面交点的Z坐标为(Zac+Zpc)/2+5(Zac-Zpc)/lap。代入修正公式,可在片上标出该点,过该点垂直于正中矢状面的线为零点线。

图4a.头架示意图b.冠状面示意图

Fig 4a.Front view of the frameb.Coronal Diagram

(2)作者根据公式作出修正值表1和表2,在计算过程中凡与角度有关的修正可通过查表完成。以横断为例,若角度θ与β均不为0,计算方法如下:X值:首先从片中测出x,查cos表,横向表头为角度值,纵向为长度值。找到该角度下x长度对应的修正值△d,X=100±(x-△d);Y值计算同X;Z值:先由测量值计算[Zm-x1(Zm-Zn)/x2)]长度设为a,再根据角度θ和a值查cos表得△d1;根据y′和θ查sin表得△d2<