時(shí)勇，張芬，張開(kāi)賢，李成建，張敏

滕州市中心人民醫(yī)院 放療室，山東 滕州 277500

利用二維電離室矩陣進(jìn)行調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃劑量驗(yàn)證的探討

時(shí)勇，張芬，張開(kāi)賢，李成建，張敏

滕州市中心人民醫(yī)院 放療室，山東 滕州 277500

目的 探討二維電離室矩陣在調(diào)強(qiáng)放療（IMRT）計(jì)劃劑量驗(yàn)證中的應(yīng)用價(jià)值。方法 選取于我院行IMRT的患者16例，先在治療計(jì)劃系統(tǒng)中進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，然后移植到固體水上，得到體模雜交計(jì)劃；利用二維電離室矩陣對(duì)雜交計(jì)劃的計(jì)算劑量進(jìn)行驗(yàn)證；參照3%/3 mm標(biāo)準(zhǔn)對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。結(jié)果 所有治療野的絕對(duì)劑量驗(yàn)證結(jié)果通過(guò)率為86.4%～100%；相對(duì)劑量驗(yàn)證結(jié)果通過(guò)率為88.5%～100%。結(jié)論 二維電離室矩陣是一種快速的劑量測(cè)量系統(tǒng)，在IMRT計(jì)劃劑量驗(yàn)證中有重要價(jià)值。

調(diào)強(qiáng)放療；二維電離室矩陣；劑量驗(yàn)證；Gamma通過(guò)率

0 前言

調(diào)強(qiáng)放療（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）采用精確的逆向運(yùn)算，能夠自動(dòng)優(yōu)化配置射野內(nèi)各射線束的權(quán)重，使靶區(qū)內(nèi)劑量分布能夠按預(yù)期值進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到使靶區(qū)的照射劑量最大，靶區(qū)外周圍危及器官的受照劑量最小的目的，從而明顯提高腫瘤的局控率，減少正常組織或器官的放射損傷。多葉準(zhǔn)直器（MLC）動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)利用MLC相對(duì)應(yīng)的一對(duì)葉片的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)射野劑量強(qiáng)度的調(diào)節(jié)。該技術(shù)的特點(diǎn)是葉片運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，射線一直處于出束狀態(tài)。相對(duì)的兩個(gè)葉片中，有一片是引導(dǎo)片，先運(yùn)動(dòng)到一個(gè)位置；另一片為跟隨片，按選定的速度運(yùn)動(dòng)，給出各點(diǎn)所需要的射線強(qiáng)度。每個(gè)IMRT射野通常均由眾多小的、不規(guī)則且離軸的子野組成，使得每個(gè)IMRT計(jì)劃的等中心劑量分布比傳統(tǒng)的治療計(jì)劃更加與靶區(qū)適形[1]。但I(xiàn)MRT的特點(diǎn)也為其質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的實(shí)施提出了更大的挑戰(zhàn)，對(duì)其計(jì)劃進(jìn)行絕對(duì)劑量和相對(duì)劑量的驗(yàn)證是實(shí)施IMRT的必要和可靠保證[2-4]。

二維電離室矩陣測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)是將多個(gè)電離室排成二維矩陣，具有良好的劑量學(xué)特性、幾何分辨率和劑量線性度，再與相應(yīng)的測(cè)量分析軟件相結(jié)合，可降低IMRT質(zhì)量保證和質(zhì)量控制的繁瑣程度。本文利用PTW二維電離室矩陣，對(duì)我院2011年在Varian iX加速器上實(shí)施IMRT的16例病人共100個(gè)射野進(jìn)行臨床驗(yàn)證，分析二維電離室矩陣在IMRT計(jì)劃劑量驗(yàn)證中的應(yīng)用價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

選取我院2011年行MIRT的16例患者，其中食管癌10例，鼻咽癌4例，直腸癌2例，共計(jì)100個(gè)治療野。

1.2 儀器與設(shè)備

（1）瓦里安ix醫(yī)用直線加速器，內(nèi)置60對(duì)多葉光柵。（2）瓦里安Eclipse 8.6調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃系統(tǒng)。

（3）PTW 2D-ARRAY seven 29電離室矩陣，由729個(gè)獨(dú)立的電離室組成，在源皮距（SSD）=100 cm時(shí)可測(cè)量的最大射野為27 cm×27 cm，其線性度≤±0.5%，單個(gè)電離室的平均靈敏度為2.1 nC/Gy，最短時(shí)間分辨率為10 MHz。主要通過(guò)獲取吸收劑量在二維空間的分布，進(jìn)行Gamma通過(guò)率分析，完成IMRT驗(yàn)證。

（4）Verisoft分析軟件。

（5）PTW RW 3等效固體水。

2 驗(yàn)證方法

2.1 驗(yàn)證模體

在二維電離室矩陣的上面和下面分別放置4.2 cm和5.0 cm的等效固體水（此時(shí)模體上表面距電離室有效點(diǎn)的距離為5 cm），貼上標(biāo)記點(diǎn)，進(jìn)行CT掃描，層厚3.0 mm；通過(guò)專用光纖將圖像傳輸?shù)紼clipse 8.6治療計(jì)劃系統(tǒng)，在Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)中把電離室矩陣中央電離室的有效測(cè)量點(diǎn)定義為原點(diǎn)，每次做驗(yàn)證計(jì)劃時(shí)直接調(diào)出掃描圖像即可。

2.2 驗(yàn)證計(jì)劃

當(dāng)一個(gè)患者的IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)完成后，為了確認(rèn)計(jì)劃的可實(shí)施性和劑量準(zhǔn)確度，在Eclipse計(jì)劃系統(tǒng)中，在該計(jì)劃的基礎(chǔ)上原封不動(dòng)地建立驗(yàn)證計(jì)劃，即雜交計(jì)劃。每個(gè)治療野均產(chǎn)生一個(gè)驗(yàn)證計(jì)劃，同時(shí)還產(chǎn)生一個(gè)合成計(jì)劃，即每個(gè)治療野疊加合成的計(jì)劃。每個(gè)計(jì)劃的機(jī)架角全部歸零，其他參數(shù)不變，SSD為95 cm。

2.3 驗(yàn)證實(shí)施

用專用可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備將驗(yàn)證數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至Verisoft分析軟件中，在驗(yàn)證前先對(duì)加速器進(jìn)行質(zhì)量保證，以消除機(jī)器的機(jī)械幾何誤差和劑量偏差；用Unidos劑量?jī)x和0.6 cm3電離室對(duì)加速器進(jìn)行輸出劑量校準(zhǔn)（照射野10 cm×10 cm，SSD為100 cm，照射劑量為100 Mu），以消除加速器自身劑量輸出波動(dòng)造成的影響；用水平儀和等中心驗(yàn)證儀確保機(jī)架和機(jī)頭處在零度以及二維電離室矩陣處于水平狀態(tài)；然后在治療床上放置電離室矩陣和固體水，擺放條件和CT掃描一致；用激光對(duì)好等中心，模體上表面SSD為95 cm，確保擺位精度在1 mm之內(nèi)；然后在加速器控制軟件中調(diào)出患者的驗(yàn)證計(jì)劃，采用動(dòng)態(tài)調(diào)強(qiáng)模式出束照射模體。

2.4 驗(yàn)證分析

二維電離室矩陣將測(cè)量的劑量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)Verisoft分析軟件將驗(yàn)證計(jì)劃計(jì)算出來(lái)的劑量分布與實(shí)際測(cè)量的劑量分布進(jìn)行比較，并給出結(jié)果。

3 結(jié)果

采用距離符合度（Distance To Agreement，DTA）分析法，參照AAPM53號(hào)報(bào)告建議的劑量位置誤差限定為3%/3 mm或3%/4 mm的標(biāo)準(zhǔn)[5-8]（本試驗(yàn)采用3%/3 mm標(biāo)準(zhǔn)），統(tǒng)計(jì)IMRT所有治療野在模體中絕對(duì)劑量和相對(duì)劑量的驗(yàn)證統(tǒng)計(jì)結(jié)果。結(jié)果表明，絕對(duì)劑量通過(guò)率為86.4%～100%，相對(duì)劑量通過(guò)率為88.5%～100%。

4 討論

本試驗(yàn)結(jié)果顯示，絕對(duì)劑量通過(guò)率＜90%的僅有1個(gè)治療野，相對(duì)劑量通過(guò)率＜90%的也僅有1個(gè)治療野。試驗(yàn)結(jié)果表明，絕大多數(shù)患者的IMRT計(jì)劃是可以實(shí)施的，其劑量誤差也在臨床可接受的范圍之內(nèi)；IMRT的驗(yàn)證程序和方法是規(guī)范可靠的。

但使用二維電離室矩陣對(duì)IMRT計(jì)劃進(jìn)行質(zhì)量保證和質(zhì)量控制也有其不足之處：① 需將機(jī)架角歸零后進(jìn)行驗(yàn)證，不能實(shí)現(xiàn)實(shí)際角度下的驗(yàn)證，由此可能忽略了重力對(duì)MLC葉片位置精確度的影響；② 治療床對(duì)劑量分布會(huì)有一定影響；③ 二維測(cè)量只能獲取單方向即橫斷面的驗(yàn)證信息，而無(wú)冠狀面、矢狀面數(shù)據(jù)。因此，需采取以下措施來(lái)提高IMRT劑量驗(yàn)證工作的效率和質(zhì)量：① 申請(qǐng)購(gòu)買新的模體和劑量驗(yàn)證設(shè)備，包括可進(jìn)行電離室測(cè)量的仿真模體和三維劑量驗(yàn)證矩陣等；② 除驗(yàn)證每個(gè)患者的IMRT計(jì)劃外，在IMRT技術(shù)投入臨床使用之前，應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格測(cè)試，以驗(yàn)收治療計(jì)劃系統(tǒng)的IMRT計(jì)劃設(shè)計(jì)功能，了解加速器X射線束的啟動(dòng)特性和MLC葉片的運(yùn)動(dòng)速度及定位精確度[9-10]；③ 在IMRT技術(shù)投入臨床使用之后，還需要建立常規(guī)質(zhì)量保證和質(zhì)量控制措施，使IMRT的質(zhì)量得到有效的保證。

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Discussion on Dose Verif i cation of IMRT Plans with 2D Ionization Chamber Array

SHI Yong, ZHANG Fen, ZHANG Kai-xian, LI Cheng-jian, ZHANG Min
Radiotherapy Room, Tengzhou Central People’s Hospital, Tehngzhou Shandong 277500, China

Objective To explore the application value of 2D ionization chamber array in the dose verification of IMRT plans. Methods IMRT plans of 16 patients who would undergo IMRT in our hospital were designed through treatment planning system and then were migrated to solid water to obtain phantom hybrid plans. Then the dose verif i cation of phantom hybrid plans was conducted with 2D ionization chamber array. The verif i cation results were analyzed according to 3%/3 mm criterion. Results The passing rate scope of absolute dose verif i cation results of all radiation fi elds was 86.4%～100% while that of relative dose verif i cation results of all radiation fi elds was 88.5%～100%. Conclusion As a fast dose measurement system, 2D ionization chamber array plays an important role in the dose verif i cation of IMRT plans.

intensity modulated radiation therapy; 2D ionization chamber array; dose verification; Gamma passing rate

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.09.045

1674-1633(2014)09-0120-02

2014-05-15

作者郵箱：bucm3@163.com