胡杰，陶建民，張瑩，余根培，張穎

同濟(jì)大學(xué)附屬第十人民醫(yī)院腫瘤及放射治療科，上海，200072

腫瘤放射治療主要采用直線加速器或鈷60產(chǎn)生的高能光子(χ、γ線)和高能電子束來治療惡性腫瘤,劑量準(zhǔn)確是治療成功的前提條件。國(guó)際輻射單位和測(cè)量委員會(huì)ICRU第24號(hào)報(bào)告提出原發(fā)腫瘤根治劑量的精確性應(yīng)好于±5%[1]，至今該標(biāo)準(zhǔn)仍是各腫瘤放射治療單位質(zhì)量控制追求的目標(biāo)。絕對(duì)劑量測(cè)量是放射治療中劑量誤差的主要來源，包括兩個(gè)方面的內(nèi)容，一個(gè)是常規(guī)劑量校準(zhǔn)，根據(jù)國(guó)際衛(wèi)生組織WHO的規(guī)定，劑量校準(zhǔn)允許誤差精度為2%；另一個(gè)是調(diào)強(qiáng)放射治療 (intensity modulated radiation therapy，IMRT)技術(shù)中的絕對(duì)劑量驗(yàn)證。IMRT技術(shù)由于在提高患者生存率和降低并發(fā)癥方面的優(yōu)勢(shì)，已在放療中得到廣泛的普及和應(yīng)用[2][3]，絕對(duì)劑量驗(yàn)證的通過是IMRT技術(shù)實(shí)施許可的前提。但是在放射治療單位，由于從事這項(xiàng)工作的人員水平和理解方面的問題，導(dǎo)致部分單位在絕對(duì)劑量測(cè)量方面發(fā)生較大的誤差。本文通過針對(duì)絕對(duì)劑量測(cè)量使用的劑量系統(tǒng)、劑量系統(tǒng)的保管和使用、模體的選擇、劑量校準(zhǔn)和調(diào)強(qiáng)放射治療中絕對(duì)劑量驗(yàn)證等方面存在的問題，提出我們的解決方法供同行參考。

1 絕對(duì)劑量測(cè)量使用的劑量系統(tǒng)

絕對(duì)劑量測(cè)量使用的劑量系統(tǒng)包括劑量?jī)x和電離室：電離室通過同軸電纜與劑量?jī)x相連，作用是收集電離輻射產(chǎn)生的次級(jí)電荷；劑量?jī)x的主要作用是對(duì)收集到的電荷進(jìn)行放大、累積和降噪處理。劑量?jī)x的選擇宜采用國(guó)際上認(rèn)可的品牌，如NE公司的Farmer系列，Capintec公司的Capintec系列等；電離室選購(gòu)必須結(jié)合本單位治療設(shè)備類型和開展的放射治療技術(shù)，如果只有高能光子線進(jìn)行常規(guī)放射治療，只須0.6 cc指型電離室進(jìn)行劑量校準(zhǔn)；如果有高能電子束，尤其是能量小于5 MeV的電子束，必須另配置一個(gè)平型板電離室用于電子束的劑量校準(zhǔn)，因?yàn)?.6 cc指型電離室不能對(duì)能量小于5 MeV的電子束進(jìn)行劑量校準(zhǔn)[4]。開展IMRT技術(shù)，由于該技術(shù)導(dǎo)致的劑量分布梯度很大，而電離室都有一定的體積，最終測(cè)得的劑量可能因劑量分布被體積平均而變得不準(zhǔn)確，使用前應(yīng)考慮其大小，其橫截面和有效測(cè)量長(zhǎng)度要小于它所在的劑量均勻區(qū)。當(dāng)多射束多角度照射時(shí)，還要確定電離室對(duì)入射角度的響應(yīng)。此種要求的電離室應(yīng)有足夠高的空間分辨率，可以發(fā)現(xiàn)大小約為±1 mm的等劑量分布曲線位置差。因此，IMRT絕對(duì)劑量驗(yàn)證不能采用0.6 cc指型電離室，而必須配置靈敏體積小的電離室，多數(shù)放療單位報(bào)告顯示使用≤0.15 cc體積的電離室更為妥當(dāng)，如采用capintec 0.07cc、0.14cc, PTW 0.1 cc和VICTOREEN0.1 cc電離室等。

2 劑量系統(tǒng)的保管和使用應(yīng)注意的問題

由于劑量?jī)x和電離室受潮會(huì)導(dǎo)致電荷泄漏而影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，日常保管必須放在密閉且有干燥劑的干燥箱內(nèi)，放射物理師應(yīng)定期檢查干燥劑的顏色，并及時(shí)進(jìn)行更換。若對(duì)劑量?jī)x進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍锾幚?，劑量校?zhǔn)時(shí)照射時(shí)間短而電荷泄漏導(dǎo)致的讀數(shù)基數(shù)較小，可以忽略不計(jì)。在相同照射條件下，小體積靈敏電離室收集到電離電荷量少，也就是說測(cè)量系統(tǒng)的有用信號(hào)較弱，而漏電和噪聲對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響相對(duì)較大，漏電的影響體現(xiàn)為系統(tǒng)誤差。IMRT技術(shù)照射的時(shí)間很長(zhǎng)，往往超過30 min，電荷泄漏可能達(dá)到幾個(gè)cGy，此時(shí)必須先按照待驗(yàn)證的治療計(jì)劃所需要的治療時(shí)間，預(yù)先測(cè)量電荷泄漏達(dá)到的劑量大小，在正式驗(yàn)證時(shí)予以扣除。劑量?jī)x和電離室必須應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)源（參考源）對(duì)其長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行檢查。如果確沒有標(biāo)準(zhǔn)源，可用鈷60?源替代。該檢查應(yīng)每月進(jìn)行一次。

劑量?jī)x和電離室購(gòu)置以后并不能直接使用，按照劑量校準(zhǔn)的兩個(gè)基本公式Dw=ND*Mu*Sw，air*Pu*Pcel和ND=Nx*W/e*Katt*Km，首先必須將劑量?jī)x和電離室一起送到質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)檢，取得照射量校準(zhǔn)因子Nx后才能進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)的劑量計(jì)算。修正系數(shù)Katt、 Km隨所用的電離室不同（主要是收集電極、壁材料不同）而有所變化，隨著現(xiàn)在用于放射治療校準(zhǔn)電離室的品種和材料的增加，這兩項(xiàng)修正的乘積可以從0.950(EXRADIN 0.5 cm3)到0.990(CAPINTEC 0.65 cm3 PR0.6C),變化幅度達(dá)4%。因此，引進(jìn)對(duì)特定電離室的修正就顯得十分必要。但是，IAEA277號(hào)報(bào)告所提供的電離室的這兩項(xiàng)修正數(shù)據(jù)并不完善，尤其沒有收集國(guó)產(chǎn)電離室的數(shù)據(jù)，使得使用國(guó)產(chǎn)劑量測(cè)量系統(tǒng)十分困難。如果計(jì)量檢定部門在檢定時(shí)直接向用戶給出空氣中吸收劑量校準(zhǔn)因子ND，則這個(gè)問題將得到很好的解決。因此，我們建議使用國(guó)產(chǎn)劑量測(cè)量系統(tǒng)的單位，在劑量?jī)x送質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)檢時(shí)，要求直接給出吸收劑量校準(zhǔn)因子ND取代Nx，對(duì)臨床現(xiàn)場(chǎng)工作將更為方便有效，且質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門直接給出ND并無(wú)技術(shù)困難。

目前我國(guó)質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門強(qiáng)檢只對(duì)0.6cc指型電離室進(jìn)行，對(duì)平型板電離室和IMRT劑量驗(yàn)證用的小體積電離室不能進(jìn)行檢定給出Nx因子，且此類電離室的相關(guān)參數(shù)如Katt、Km很難找到。因此，只能用替代法測(cè)量并計(jì)算出平型板電離室或小體積電離室的吸收劑量校準(zhǔn)因子ND。以小體積電離室為例，說明替代法測(cè)量方法。用直線加速器6MV—X線或鈷60?線，射野10 cm×10 cm，把小體積電離室連接到劑量?jī)x上，電離室插入水等效模體中，電離室中心置于射野中心，測(cè)量深度5 cm，作氣壓、溫度修正，開機(jī)100 MU 5次取劑量?jī)x讀數(shù)的平均MU值。同樣位置，換上0.6 cc電離室，作氣壓、溫度修正，開機(jī)100MU 5次取劑量?jī)x讀數(shù)的平均值MU0.6cc。吸收劑量計(jì)算公式如下：

因此0.6 cc指型電離室的吸收劑量D0.6cc是

而同一點(diǎn)小體積電離室的吸收劑量D小是

D小= NX,小*W/e*Katt小*Km小*MU小* Sw,air *Pu小*Pcel小，設(shè)F小= NX,小*W/e*Katt小*Km小* Sw,air *Pu小*Pcel小,

則D小=F小*MU小，由于0.6cc指型電離室和小電離室測(cè)量的是同一點(diǎn)的吸收劑量，因此D小=D0.6cc，也就是

F小*MU小=NX,0.6cc*W/e*Katt0.6cc*Km0.6cc*MU0.6cc* Sw,air*Pu0.6cc*Pcel0.6cc從而可得F小=NX,0.6cc*W/e*Katt0.6cc*Km0.6cc*MU0.6cc* Sw,air *Pu0.6cc*Pcel0.6cc÷MU小。這樣，在以后的劑量驗(yàn)證中，實(shí)際吸收劑量等于溫度和氣壓修正后的劑量?jī)x讀數(shù)乘以小電離室的F小即可。考慮到加速器的短期穩(wěn)定性不如鈷60，如果本單位有鈷60治療機(jī)，用它來進(jìn)行替代法測(cè)量并計(jì)算F小可能更好。

3 模體的選擇

常規(guī)劑量校準(zhǔn)目前多采用標(biāo)準(zhǔn)的30 cm×30 cm×30 cm水箱，測(cè)量時(shí)貯水達(dá)到所需的深度。也有單位采用其它尺寸的水箱，但要特別注意，電離室有效測(cè)量點(diǎn)后的水深度必須大于5 cm，以提供足夠的反向散射。同時(shí)電離室有效測(cè)量點(diǎn)左右前后四個(gè)方向距離水箱邊緣也必須大于5 cm，以滿足側(cè)向散射的要求。

盡管一些國(guó)際組織曾建議對(duì)IMRT計(jì)劃驗(yàn)證進(jìn)行體內(nèi)劑量測(cè)量，但是除某些部位如射線出、入射側(cè)皮膚表面和管腔外，就多數(shù)部位而言，進(jìn)行體內(nèi)劑量測(cè)量仍有困難。那么，將IMRT計(jì)劃移植到模體上來測(cè)量模體內(nèi)的劑量分布就是一種合理且可行的治療前劑量驗(yàn)證方法。就模體的類型而言，按外形可分為人形模體和非人形模體；按電子密度可分為均質(zhì)模體和非均質(zhì)模體；按解剖部位分為頭部、胸部和盆腔模體。它們的共同特點(diǎn)是可放置一定數(shù)量的不同電離室。選擇何種模體取決于研究者的興趣、目的和可獲得性等因素。人形模體具有人體的幾何形狀，因而用于驗(yàn)證IMRT計(jì)劃可以激發(fā)對(duì)IMRT的信心。但是此類模體也有缺陷，因?yàn)槭遣痪|(zhì)的，評(píng)價(jià)劑量的準(zhǔn)確性時(shí)更困難，可能導(dǎo)致過多的治療計(jì)劃通不過絕對(duì)劑量驗(yàn)證。對(duì)于患者的質(zhì)量保證，使用人形模體常常不如規(guī)則的幾何模體更好。比如在頭頸部，患者在特定的位置相對(duì)于激光系統(tǒng)的直徑可能隨頭的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生明顯的變化。因此，如果人形模體和患者頭部的傾斜程度不同，測(cè)量區(qū)域的直徑和測(cè)得的劑量都會(huì)有較大的差異。雖然幾何外形規(guī)則的模體看起來不象患者，但能準(zhǔn)確地確定劑量?jī)x與模體定位系統(tǒng)或其他系統(tǒng)的相對(duì)位置并測(cè)量絕對(duì)劑量。這在均質(zhì)算法中規(guī)則的均質(zhì)模體優(yōu)勢(shì)更明顯。采用均質(zhì)模體，應(yīng)采用水等效材料制作如固體水。應(yīng)特別引起注意的是絕對(duì)劑量驗(yàn)證不應(yīng)采用有機(jī)玻璃，因?yàn)橛袡C(jī)玻璃的密度、電子密度和有效原子序數(shù)等與水并不等效，增加了絕對(duì)劑量驗(yàn)證的誤差來源。

4 劑量校準(zhǔn)

吸收劑量計(jì)算公式中的Sw, air、Pu兩個(gè)因子，依賴于具體的輻射質(zhì)。鈷60由于能量穩(wěn)定，不需要測(cè)量，按平均能量1.25 MeV計(jì)算Sw, air、Pu因子。高能X線必須測(cè)量輻射質(zhì)指數(shù)(quality index)TPR20,10或D20/D10，在此基礎(chǔ)上計(jì)算Sw, air、Pu因子。高能電子束劑量校準(zhǔn)Sw, air、Pu兩個(gè)因子計(jì)算問題更復(fù)雜，筆者在《直線加速器高能電子束劑量校準(zhǔn)時(shí)應(yīng)注意的若干問題及對(duì)策》[5]中有較詳細(xì)的闡述，不再展開討論。

國(guó)際衛(wèi)生組織WHO對(duì)劑量校準(zhǔn)精度的要求是必須好于2%[6]，因此100機(jī)器MU標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)條件下校準(zhǔn)點(diǎn)絕對(duì)劑量Dw實(shí)際測(cè)量值必須在98cGy—102cGy這一范圍，而開展IMRT技術(shù)劑量校準(zhǔn)誤差應(yīng)控制在1%以內(nèi)以提高計(jì)劃驗(yàn)證通過率。如果超出這個(gè)范圍，必須由維修工程師及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，直到符合校準(zhǔn)精度的要求為止。這個(gè)工作每個(gè)星期必須進(jìn)行兩次以上。目前很多單位高年資的物理師只注重放射治療計(jì)劃的設(shè)計(jì)，而把劑量校準(zhǔn)這項(xiàng)基本工作交給一些低年資的物理師甚至一些剛工作的人員進(jìn)行，我們認(rèn)為這是不對(duì)的。標(biāo)準(zhǔn)定標(biāo)條件下1MU=1cGy永遠(yuǎn)是放射治療成功的基礎(chǔ)和前提保證，這個(gè)工作沒做好其它工作將沒有任何實(shí)際意義，在此我們也呼吁每個(gè)單位高年資的物理師應(yīng)親自做好這項(xiàng)工作。

5 調(diào)強(qiáng)放射治療中的絕對(duì)劑量驗(yàn)證

IMRT計(jì)劃的絕對(duì)劑量驗(yàn)證是將已經(jīng)確定的患者治療計(jì)劃移植到CT掃描經(jīng)三維重建好的水等效模體中形成雜交計(jì)劃并進(jìn)行劑量計(jì)算，選擇絕對(duì)劑量驗(yàn)證點(diǎn)通過點(diǎn)劑量得到該點(diǎn)的計(jì)算劑量。然后，調(diào)用雜交計(jì)劃數(shù)據(jù)對(duì)水等效模體進(jìn)行模擬調(diào)強(qiáng)照射，每個(gè)野及其子野的跳數(shù)完全按照患者的實(shí)際計(jì)劃進(jìn)行，通過完整計(jì)劃的照射測(cè)量驗(yàn)證點(diǎn)的實(shí)際劑量，與計(jì)算劑量進(jìn)行對(duì)比。實(shí)際劑量與計(jì)算劑量比對(duì)通過的標(biāo)準(zhǔn)，不同作者有不同的限值，誤差評(píng)價(jià)目前引用較多的是Van Dyke標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，較復(fù)雜的情況下，計(jì)劃與實(shí)測(cè)劑量差別的可接受性限值，在高劑量低梯度區(qū)域應(yīng)在4%以內(nèi)[7]。而low等采用的標(biāo)準(zhǔn)是高劑量低劑量梯度區(qū)的劑量差別不超過3%[8]，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已逐步為大多數(shù)放射腫瘤中心采用。也有部分單位將絕對(duì)劑量驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)確定在5%，需要注意人不是剛性體，也不是均質(zhì)的，考慮到這些因素對(duì)吸收劑量的影響，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將導(dǎo)致患者實(shí)際吸收劑量誤差必然超過5%。我們認(rèn)為Van Dyke標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)基礎(chǔ)要求，而low的標(biāo)準(zhǔn)是有待實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。

許多放療單位在絕對(duì)劑量驗(yàn)證中發(fā)現(xiàn)誤差經(jīng)常超過上述的標(biāo)準(zhǔn)，而不得不改用其它放射治療技術(shù)。我們分析下來，存在兩個(gè)應(yīng)特別注意的原因。一個(gè)原因是調(diào)強(qiáng)放療每個(gè)子野照射跳數(shù)(MU)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于常規(guī)放療每個(gè)射野的照射跳數(shù)，可能少至幾個(gè)，甚至只有1或2個(gè)MU的子野出現(xiàn)，而低MU照射時(shí)MU與cGy的對(duì)應(yīng)關(guān)系不再是線性，甚至有較大的偏差（張穎等報(bào)道MU數(shù)越小偏差越大，當(dāng)MU設(shè)置小于5時(shí)，偏差即超過2.5%,最大偏差達(dá)到10.3%），如果不做修正，將會(huì)導(dǎo)致驗(yàn)證時(shí)實(shí)際測(cè)量到的劑量與計(jì)劃計(jì)算到的劑量間產(chǎn)生不可接受的誤差[9]。我們認(rèn)為在做調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃時(shí)，必須首先測(cè)量本單位加速器低MU照射時(shí)MU與cGy的對(duì)應(yīng)關(guān)系并進(jìn)行劑量學(xué)的修正，然后進(jìn)行實(shí)際劑量的絕對(duì)驗(yàn)證，可提高驗(yàn)證通過率。另一個(gè)原因是絕對(duì)劑量驗(yàn)證點(diǎn)選取不對(duì)。絕對(duì)劑量驗(yàn)證測(cè)量點(diǎn)的選擇一般標(biāo)準(zhǔn)是在高劑量低梯度區(qū)域內(nèi)選擇。由于調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃子野的形狀非常復(fù)雜，選擇測(cè)量點(diǎn)必須非常慎重?？尚械姆椒ㄊ峭ㄟ^BEV進(jìn)行觀察，如果所有子野的葉片端面均不與等中心點(diǎn)相切，選擇等中心點(diǎn)進(jìn)行劑量驗(yàn)證比較可行。但如有子野的葉片端面與等中心點(diǎn)相切，則選擇等中心點(diǎn)進(jìn)行劑量驗(yàn)證會(huì)由于電離室的體積平均效應(yīng)而引起較大的測(cè)量誤差，因此測(cè)量點(diǎn)必須位于等中心點(diǎn)外的其它位置。為提高測(cè)量精度，選擇測(cè)量點(diǎn)可以按如下方法：在照射計(jì)劃的橫斷面內(nèi)，在預(yù)選測(cè)量點(diǎn)及5 mm范圍上、下、左、右各選擇另外四個(gè)點(diǎn)通過點(diǎn)劑量測(cè)量計(jì)劃內(nèi)的5個(gè)劑量數(shù)值，如果周圍四個(gè)點(diǎn)的劑量與預(yù)選測(cè)量點(diǎn)劑量的百分誤差小于0.5%，則選擇該點(diǎn)進(jìn)行絕對(duì)劑量驗(yàn)證是可行的。

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