楊秀美，段繼梅，岳麒，王志偉，谷丹

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 腫瘤放療科，云南 昆明 650032

引言

Tomotherapy HT是一種可以對(duì)腫瘤進(jìn)行高度適形照射并同時(shí)最大可能地對(duì)周圍正常組織進(jìn)行保護(hù)的調(diào)強(qiáng)放療設(shè)備。廣泛應(yīng)用于各種腫瘤的放射治療，尤其適用于各種復(fù)雜腫瘤的治療，如鼻咽癌[1]、非小細(xì)胞肺癌大分割放療[2]、全身放療[3-4]、全中樞放療[5]等。Tomotherapy HT的放射源是安裝在類似于CT的滑環(huán)機(jī)架上的一個(gè)直線加速器。由于采用動(dòng)態(tài)的螺旋照射方式，照射野的微小改變都可以導(dǎo)致動(dòng)態(tài)劑量分布的變化。Tomotherapy HT用64片二元多葉光柵調(diào)制照射野，源軸距為85 cm。射線束形狀為窄扇形，射野最大寬度（X方向）40 cm，射野最大開(kāi)度（Y方向）為5 cm，其最大治療范圍60 cm×160 cm[6]。由于該系統(tǒng)功能復(fù)雜，且具有高度集成和自動(dòng)化特性，監(jiān)測(cè)其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性并不斷給予完善成為HT系統(tǒng)質(zhì)量保證的重要組成部分[7]。在長(zhǎng)期使用過(guò)程中，HT系統(tǒng)的部件會(huì)老化和損壞，需要更換新部件。比如更換靶，磁控管，加速管等，Shimizu等[8]認(rèn)為監(jiān)測(cè)能量與輸出劑量可以探測(cè)由磁控管和靶引起的輸出變化。還有系統(tǒng)的升級(jí)如加入劑量伺服系統(tǒng)（Dose Servo System，DCS）等。每一次部件更換和系統(tǒng)升級(jí)后都需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行物理測(cè)試，以保證物理參數(shù)的準(zhǔn)確[9]。我單位TomoTherapy HT系統(tǒng)使用6年以來(lái)更換靶6次（其中2014年7月將原旋轉(zhuǎn)靶更換成固定靶）。更換磁控管5次，更換加速管5次，另2015年7月系統(tǒng)升級(jí)了劑量伺服系統(tǒng)。經(jīng)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)結(jié)果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)更換加速管和磁控管對(duì)劑量和能量幾乎無(wú)影響。本文主要研究更換固定靶和升級(jí)DCS系統(tǒng)對(duì)劑量和能量的影響。

1 材料與方法

1.1 輸出劑量

AAPM TG148[10]報(bào)告推薦：射線輸出的穩(wěn)定性需日檢。使用靜態(tài)或旋轉(zhuǎn)程序監(jiān)測(cè)輸出劑量。每日輸出劑量應(yīng)該保持在±3%范圍內(nèi)連續(xù)穩(wěn)定。校準(zhǔn)的電離室用于測(cè)量輸出劑量。每月輸出劑量應(yīng)保持在±2%范圍內(nèi)。測(cè)量方法：把Tomo平板固體水模體（0.5 cm厚+帶電離室孔5 cm厚）放到治療床上，按綠激光燈，SSD=85 cm和d=1.5 cm擺位。執(zhí)行靜態(tài)輸出劑量測(cè)量程序（Field Width=5 cm），利用TomoElectronmeter 采集電荷，然后轉(zhuǎn)化成輸出劑量。輸出劑量與參考值比較并計(jì)算出偏差。

1.2 能量穩(wěn)定性

AAPM TG148報(bào)告[10]推薦：射線能量穩(wěn)定性可通過(guò)在等效水模體中測(cè)量TMR（組織最大比）曲線或同時(shí)測(cè)量在兩個(gè)深度處的劑量率比值來(lái)決定。根據(jù)Tomotherapy《PHYSICS GUIDE》中的指導(dǎo)，采用多塊平板固體水模體組合擺位。同樣采用SSD=85 cm和d=1.5 cm擺位，電離室孔分別位于10 cm和20 cm深度，分別插入電離室進(jìn)行測(cè)量（Field Width=5 cm）。計(jì)算出Ratio_P20/P10的值。參考值0.527，Ratio_P20/P10與參考值比較并計(jì)算出偏差[11]。

Binny D[12]認(rèn)為電離室測(cè)量能量和輸出的變化是可靠的。此外還有其他工具和方法可測(cè)量能量和輸出劑量，如：ArcCheck 模體[13]、TomoCheck 軟件[14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

收集整理2011年3月至2017年3月以來(lái)所有日檢能量輸出及靜態(tài)模式下束流能量測(cè)量數(shù)據(jù)。用Excel及SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及分析。分析方法主要采用比較均值及獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 輸出劑量結(jié)果

日檢劑量輸出散點(diǎn)圖，見(jiàn)圖1，共統(tǒng)計(jì)實(shí)際測(cè)量次數(shù)N=1412次。圖中藍(lán)色參考線是（2014年7月）旋轉(zhuǎn)靶更換成固定靶的時(shí)間。紅色參考線是（2015年7月）系統(tǒng)升級(jí)DCS的時(shí)間。

圖1 日檢輸出散點(diǎn)圖

數(shù)值分析結(jié)果，見(jiàn)表1。六年日檢劑量輸出平均絕對(duì)偏差是1.2%。在±3%范圍內(nèi)通過(guò)率是94.6%。更換固定靶前后偏差值分別是1.30%，1.30%，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)P=0.986，樣本無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。系統(tǒng)安裝DCS前后輸出劑量偏差均值為1.30%、0.96%，P＜0.001，二者有顯著差異。

表1 輸出劑量分析結(jié)果

2.2 能量監(jiān)測(cè)結(jié)果

射線能量穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)結(jié)果折線圖，見(jiàn)圖2。共統(tǒng)計(jì)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)N=58次。圖中藍(lán)色參考線是（2014年7月）旋轉(zhuǎn)靶更換成固定靶的時(shí)間。紅色參考線是（2015年7月）系統(tǒng)升級(jí)DCS的時(shí)間。

圖2 能量監(jiān)測(cè)折線圖（Ratio_P20/P10）

數(shù)據(jù)分析結(jié)果，見(jiàn)表2。六年Ratio_P20/P10平均絕對(duì)誤差是0.82%，±2%范圍內(nèi)的通過(guò)率是98.3%。更換固定靶前后偏差值分別是0.82%，1.11%，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)P=0.248，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。系統(tǒng)安裝DCS前后偏差均值為1.10%、0.64%，P=0.088，二者無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

表2 能量分析結(jié)果

3 討論

TomoTherapy HI-ART系統(tǒng)是一種治療精度高、劑量率高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、集成化程度高的放療設(shè)備。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)都可能會(huì)造成不可挽回的損失，所以HT的QA尤為重要和復(fù)雜。除了輸出劑量和能量?jī)身?xiàng)，還有很多項(xiàng)需要進(jìn)行測(cè)試，如空間/幾何精度測(cè)試、圖像質(zhì)量和配準(zhǔn)精度以及Profile測(cè)定等[15]。我單位都嚴(yán)格按照TG-148和TG-51號(hào)報(bào)告的要求按時(shí)保質(zhì)保量做了HT的各項(xiàng)QA。本文所有數(shù)據(jù)都是在保證其他各項(xiàng)檢測(cè)完成或同步進(jìn)行情況下測(cè)量的。有個(gè)別月份因?yàn)闄C(jī)器換配件、劑量?jī)x送檢等原因未做能量測(cè)試，所以實(shí)際數(shù)據(jù)略少于應(yīng)測(cè)數(shù)據(jù)量。

在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中研究HT系統(tǒng)穩(wěn)定性和質(zhì)控的文章很多，而研究結(jié)合更換系統(tǒng)重要部件的較少。叢小虎等[16]監(jiān)測(cè)HI系統(tǒng)五年輸出劑量平均值偏差是1.032%，能量監(jiān)測(cè)結(jié)果Ratio_P20/P10平均偏差0.8%，這與本文六年監(jiān)測(cè)結(jié)果1.30%、0.82%差異不大。管秋等[17]對(duì)劑量輸出及能量穩(wěn)定性監(jiān)測(cè)結(jié)果分別是為(-0.6±1.1)%、(-0.01±1.26)%，監(jiān)測(cè)結(jié)果都優(yōu)于本文結(jié)果。本文結(jié)論是旋轉(zhuǎn)靶和固定靶劑量輸出和能量穩(wěn)定性均無(wú)差異。DCS的安裝使輸出劑量更穩(wěn)定，而對(duì)能量穩(wěn)定性無(wú)影響。但在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，自從安裝了固定靶和DCS后機(jī)器故障率明顯下降，磁控管和加速管的更換頻率也隨之降低。本單位的Tomotherapy HT系統(tǒng)購(gòu)買時(shí)間較早，機(jī)型較老，后期較新的Tomotherapy HT系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了更多的功能，如動(dòng)態(tài)鉛門、斷層徑照。同時(shí)Tomotherapy正在開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，如：自適應(yīng)放療—用劑量重建和形變技術(shù)考慮解剖變化引起的劑量改變；運(yùn)動(dòng)自適應(yīng)技術(shù)—解決受分次內(nèi)運(yùn)動(dòng)影響的靶區(qū)的照射問(wèn)題[17]。新技術(shù)的發(fā)展使系統(tǒng)變得更加精確和復(fù)雜，機(jī)器的質(zhì)量保證和質(zhì)量控制也將變得更為重要。