彭 倩 吳 凡 許敬輝 唐 斌 康盛偉*

隨著計算機和醫(yī)療影像等技術(shù)的進步，近20年來，放射治療技術(shù)從二維常規(guī)治療發(fā)展到了圖像引導(dǎo)精確放射治療[1]。如何保證患者放射治療方案安全可靠地執(zhí)行，已成為腫瘤放射治療物理師和腫瘤放射治療醫(yī)師關(guān)心的問題。在標(biāo)準(zhǔn)的放射治療流程中，在患者首次治療之前，需要采用模體和相應(yīng)的測量設(shè)備對設(shè)計好的放射治療計劃進行劑量檢測，劑量偏差在規(guī)定的范圍內(nèi)才能執(zhí)行。劑量驗證從最初的點劑量驗證，發(fā)展到以膠片為主的面劑量驗證。由于前面兩種方法存在一定的局限，在調(diào)強放射治療(intensity modulated radiation therapy，IMRT)為代表的精確放射治療出現(xiàn)后，采用二維探測器陣列的測量設(shè)備成為檢測主流。

近年來，隨著容積調(diào)強放射治療(volumetric modulated arc therapy，VMAT)技術(shù)的普及開展，采用三維模體探測器陣列檢測照射劑量成為最新的技術(shù)手段，即三維劑量驗證。為此，本研究選取234例宮頸癌IMRT治療計劃，使用Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)進行劑量驗證，并對驗證結(jié)果分類整理分析，為放射治療計劃的設(shè)計和劑量驗證方法提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016年3月至2017年5月四川省人民醫(yī)院234例宮頸癌患者固定射野調(diào)強放射治療計劃，使用Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)進行劑量驗證。

1.2 計劃參數(shù)

整理獲得的病例治療計劃均由Oncentra 4.3計劃系統(tǒng)制作完成，采用Elekta Synergy加速器，多葉準(zhǔn)直器(multi-leaf collimator，MLC)為40對Elekta?MLCi2葉片，單個葉片寬度1 cm，調(diào)強方式為固定射野調(diào)強。宮頸癌病例根據(jù)病例情況設(shè)計7野計劃。所有計劃單個射野平均子野數(shù)≤10個，最小子野面積均為2 cm2，最小子野跳數(shù)為4 MU。

1.3 三維劑量驗證方式

采用Delta4三維矩陣探測器，每次測量前進行溫度校準(zhǔn)，以及10 cm×10 cm標(biāo)準(zhǔn)射野劑量修正，應(yīng)用修正因子后再次進行標(biāo)準(zhǔn)射野劑量驗證。對每個病例按照實際照射角度執(zhí)行一次治療計劃，采集分析每個射野的驗證結(jié)果和整個計劃的驗證結(jié)果。

1.4 驗證結(jié)果分析

對計劃驗證結(jié)果做γ分析，γ通過率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置為劑量偏差≤3%，位置偏差≤3 mm，閾值取10%[2-5]。統(tǒng)計每個病例治療計劃的整體γ通過率和每個射野的γ通過率。

2 結(jié)果

2.1 通過率分布

在統(tǒng)計的234例宮頸癌病例中，治療計劃整體γ通過率＞95%的病例數(shù)為109例，其余125例γ通過率為90%～95%；按照不同射野角度的γ射線分析，射野總數(shù)1638個，單個射野γ通過率＞95%的為1577個，單個射野γ通過率＜95%的為61個，宮頸癌治療計劃γ通過率如圖1所示。

圖1 宮頸癌治療計劃γ通過率散點圖

2.2 特定角度通過率分布

γ通過率＜95%的射野集中在120°～140°和220°～240°兩個角度范圍，這些射野造成了所屬計劃整體通過率偏低，如圖2所示。

圖2 特定角度通過率分布散點圖

2.3 MLC到位精度分析

選取臨床病例分析MLC到位精度。宮頸癌病例的角度為129°射野的葉片和一個231°射野葉片到位情況，可以看出，此射野的第26對葉片和第15對葉片到位精度差，使整個射野的通過率降至84.6%和89.2%，進而影響到整個計劃的通過率，造成此病例其他射野通過率均為97%以上的情況下，計劃整體通過率僅為90.4%。此前，陳誠等[6]和王矯健等[7]采用修改MLC文件的方法也證實了MLC到位精度對放療劑量分布確有影響。此外，使用Delta4每次驗證前，必須對10 cm×10 cm標(biāo)準(zhǔn)射野進行劑量校準(zhǔn)，盡可能減小加速器和驗證設(shè)備帶來的系統(tǒng)誤差。在臨床應(yīng)用中，是否對標(biāo)準(zhǔn)射野進行劑量校準(zhǔn)確實也會影響到最終驗證結(jié)果(如圖3所示)。

圖3 宮頸癌患者129°射野第26對葉片和231°射野第15對葉片到位精度示圖

3 討論

腫瘤放射治療進入調(diào)強放射治療技術(shù)以來，對劑量驗證的要求越來越高，驗證的方式也經(jīng)歷了相應(yīng)的發(fā)展過程，即由最初的點劑量驗證，到二維平面劑量驗證，再到三維劑量驗證技術(shù)。如今調(diào)強放射治療計劃驗證中使用較為廣泛的設(shè)備主要是二維探測器陣列和三維探測器陣列。本研究所使用的Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)是一種全新的驗證設(shè)備，不僅能夠測量劑量，還可以監(jiān)測射野、子野、葉片運動等信息，并與計劃中的參數(shù)進行實時比對[8]。Uehara等[9]采用獨立的技術(shù)，如膠片和電離室，對Delta4測量精度進行了研究，發(fā)現(xiàn)在使用IMRT、VMAT及SBRT這些精確放射治療技術(shù)的情況下，由于使用相對較多的小子野，計劃通過率較低。

目前，國內(nèi)已有一些應(yīng)用三維探測器陣列進行調(diào)強放射治療計劃驗證的研究，如譚麗娜等[10]、劉磊等[11]以及陸佳揚等[12]分別應(yīng)用Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)對容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強計劃驗證結(jié)果進行了研究；張富利等[13]比較了采用EBT3免沖洗膠片、PTWseven29二維探測器陣列和Delta4三維探測器陣列3種驗證手段時螺旋斷層調(diào)強計劃驗證的差異，研究中發(fā)現(xiàn)膠片驗證空間分辨率最高，但二維和三維探測器陣列也能滿足臨床驗證精度要求；孔偉等[14]使用Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)，采用射野歸零驗證比，采用實際射野角度驗證時通過率明顯提高，發(fā)現(xiàn)采用實際射野角度進行驗證能夠得到更真實的驗證結(jié)果。

不同于以往調(diào)強放射治療計劃驗證研究，多使用二維劑量驗證系統(tǒng)，本研究應(yīng)用Scandidos公司三維劑量驗證系統(tǒng)Delta4對234例宮頸癌固定射野調(diào)強放射治療計劃進行實際射野角度照射，采用γ通過率指標(biāo)對結(jié)果進行分析。驗證分析結(jié)果顯示，120°～140°和220°～240°范圍的射野通過率較低。對計劃設(shè)計和計劃執(zhí)行進一步分析發(fā)現(xiàn)，這是由于參加測試的234例宮頸癌計劃均由Oncentra 4.3制作治療計劃，但此系統(tǒng)在計劃制作過程中無法添加治療床。但在計劃實際執(zhí)行時，盡管加速器使用的是碳纖維床板，但在120°～140°和220°～240°角度的射野仍然穿過了較厚的治療床，影響最終驗證結(jié)果。為進一步確定治療床對三維劑量驗證結(jié)果的影響，本研究將低通過率射野歸零，使用Delta4對其再次進行驗證，結(jié)果所有歸零射野γ通過率均在95%以上。至此，基本可以確定治療床對射線的衰減影響造成這些射野在實際角度執(zhí)行時通過率低，付慶國等[15]的研究得出了類似結(jié)論。正如圖2所示的射野角度在120°～140°和220°～240°范圍的驗證通過率，以及其余角度射野的γ通過率，除了治療床的影響，在長時間的三維劑量計劃驗證實踐中發(fā)現(xiàn)，MLC到位精度情況也會影響放射治療計劃驗證通過率。

4 結(jié)論

本研究使用Delta4進行放射治療計劃驗證以來，結(jié)合自身體會和發(fā)現(xiàn)的問題，采取相應(yīng)的改進方案，對于現(xiàn)有部分治療計劃系統(tǒng)不能添加治療床的情況，對其特定角度射野驗證結(jié)果具體情況具體分析，使用標(biāo)準(zhǔn)水模體和電離室對治療床對劑量的影響進行測定，便于綜合評估。在放射治療計劃設(shè)計階段，結(jié)合所使用加速器和放射治療計劃系統(tǒng)功能參數(shù)，避免設(shè)置影響較大角度射野。對于葉片到位精度引起的驗證結(jié)果較差情況，須提前發(fā)現(xiàn)并更換葉片，避免對患者接受劑量造成影響。Delta4的測量模體需要使用加速器機房激光燈進行擺位，及時對激光燈進行校準(zhǔn)，調(diào)整偏差也會對三維劑量驗證結(jié)果帶來一定影響，故要求完善設(shè)備質(zhì)量控制制度，做好設(shè)備定期檢測。

三維放射治療計劃劑量驗證結(jié)果如何，與放射治療使用到的硬件、軟件設(shè)備的質(zhì)量控制保養(yǎng)狀況有關(guān)，并且是一項綜合保障工程。

[1]郎錦義，王培，吳大可，等.2015年中國大陸放療基本情況調(diào)查研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2016，25(6)：541-545.

[2]Low DA，Harms WB，Mutic S，et al.A technique for the quantitative evaluation of dose distributions[J].Med Phy，1998，25(5)：656-661.

[3]張建英，江濤.Pinnacle計劃系統(tǒng)調(diào)強放療驗證Gamma通過率的研究[J].中國醫(yī)療器械雜志，2011，35(6)：422-424.

[4]戴建榮，胡逸民，張紅志，等.針對患者調(diào)強放射治療計劃的劑量學(xué)驗證[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2004，13(3)：229-233.

[5]張玉海，高楊.調(diào)強放射治療計劃的劑量學(xué)驗證[J].中國醫(yī)療器械雜志，2010，34(3)：218-220，223.

[6]陳誠，周曉藝，韓光，等.靜態(tài)調(diào)強計劃中多葉準(zhǔn)直器葉片到位誤差的檢測及其對劑量分布的影響[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志，2015，35(3)：210-213.

[7]王矯健，徐利明，全紅，等.多葉準(zhǔn)直器葉片到位偏差對調(diào)強放射治療劑量的影響[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2013，30(3)：4121-4124.

[8]Nilsson G.Delta4.A New IMRT QA Device[J].Medical Physics，2007，34(6)：2432.

[9]Uehara R，Tachibana H，Ohyoshi H，et al.Accuracy of Absolute Three-Dimensional Dose Distribution Measurement Using the Delta4[J].Medical Physics，2015，42(6)：3351.

[10]譚麗娜，孫曉歡，馬奎，等.三維劑量驗證系統(tǒng)Delta4在容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強計劃劑量驗證中的應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2013，30(6)：4497-4499.

[11]劉磊，吳愛東，閆冰.Delta4在容積弧形調(diào)強放療驗證中的應(yīng)用[J].科技視界，2014(23)：61.

[12]陸佳揚，林珠，陳志堅.基于Delta4對Truebeam容積調(diào)強放療(VMAT)計劃的驗證評估[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2013，30(3)：4118-4147.

[13]張富利，蔣華勇，王雅棣，等.應(yīng)用一維、二維、三維探測器陣列進行螺旋斷層調(diào)強放療計劃劑量驗證[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2014，31(6)：5230-5233.

[14]孔偉，丁莉，葉紅強，等.調(diào)強放療計劃中射野角度歸零與實際角度的劑量驗證比較[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2015，32(6)：892-896.

[15]付慶國，朱小東，楊海明，等.加速器碳素纖維床對三維治療計劃劑量分布的影響[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志，2014，23(6)：505-508.