蔡春雅 戴振暉 王學濤 廣州中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院放射治療區(qū) （廣東 廣州 510006）

內(nèi)容提要： 目的：評估ArcCHECK和Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)在容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強劑量驗證中對六維擺位誤差的靈敏度。方法：選擇11例VMAT計劃，分別使用ArcCHECK和Delta4三維劑量系統(tǒng)進行劑量驗證。分別在RL，SI和AP方向上引入±1，±2和±3mm的平移擺位誤差；在pitch，rol和yaw方向上引入±1°和±2°的旋轉(zhuǎn)設(shè)置擺位誤差。比較兩個系統(tǒng)的劑量分布，分別使用3%/3mm、3%/2mm和2%/2mm的γ標準進行分析，以評估計劃值和測量值之間的差異。結(jié)果：對于所有VMAT計劃，3%/3mm標準下兩個系統(tǒng)測量結(jié)果γ通過率均超過95%；擺位誤差分別為3mm和2°時，3%/3mm標準下使用ArcCHECK的γ通過率最大減少了13.2%和13.4%，使用Delta4的γ通過率最大減少了14.9%和4.8%，兩個系統(tǒng)都對擺位誤差表現(xiàn)出高靈敏度，擺位誤差對劑量分布的影響在很大程度上取決于患者特定的計劃。ArcCHECK對旋轉(zhuǎn)誤差的靈敏度高于Delta4。結(jié)論：為了實現(xiàn)VMAT QA平均γ通過率在97%以上（3%/3mm標準），ArcCHECK和Delta4系統(tǒng)的擺位精度應(yīng)分別為2mm/1°和2mm/2°。使用ArcCHECK系統(tǒng)進行鼻咽癌容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強時擺位應(yīng)更準確。

如今，容積調(diào)強放射治療（Volumetric Modulated Arc Therapy，VMAT）技術(shù)在放射治療領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛。VMAT技術(shù)能有效提高照射效率，但其復雜的多參數(shù)動態(tài)變化使得放療執(zhí)行過程中的不確定性增多，因此其質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA）非常關(guān)鍵[1]。相比于點劑量和二維平面劑量驗證的方式，使用三維劑量驗證進行VMAT質(zhì)量保證是更優(yōu)的選擇[2,3]。Delta4（ScandiDos，Sweden）和ArcCHECK（SunNuclear，USA）三維劑量驗證系統(tǒng)均能適用于VMAT的劑量驗證，在實際應(yīng)用中激光線的配準誤差（2mm）及直線加速器等中心偏差會影響模體擺位精度，進而影響到劑量驗證的精度，且系統(tǒng)軟件無法修正擺位誤差，因此，確定三維探測陣列對擺位誤差的靈敏度對于VMAT的QA至關(guān)重要[4,5]。在本研究中，筆者利用Delta4和ArcCHECK三維劑量驗證系統(tǒng)對11例患者的VMAT計劃進行劑量驗證，評估這兩種三維劑量驗證系統(tǒng)在VMAT QA中對六維擺位誤差靈敏度及六維擺位誤差對劑量分布的影響。

1.材料與方法

1.1 一般材料

瓦里安Edge直線加速器；飛利浦Pinnacle3 Version 9.8 TPS；IBA DOSE-1劑量儀和FC65-G 0.65 cc電離室；Sun Nuclear公司ArcCHECK三維劑量驗證系統(tǒng)（包含SNC Patient軟件）；ScandiDos公司Delta4三維劑量驗證系統(tǒng)（包含ScandiDos軟件）；PerfectPitch 6維治療床。

表1. 不同分析標準下平移和旋轉(zhuǎn)擺位誤差對γ通過率的影響(±s)

表1. 不同分析標準下平移和旋轉(zhuǎn)擺位誤差對γ通過率的影響(±s)

ArcCHECK Delta4 Setup Error 3%/3mm 3%/2mm 2%/2mm 3%/3mm 3%/2mm 2%/2mm Translation 1mm 0.5±1.2 1.5±1.3 2.1±1.2 0.7±0.5 1.5±1.1 2.5±2.0 2mm 2.4±1.3 4.7±2.3 7.2±1.5 3.3±1.1 6.1±2.3 8.1±2.1 3mm 7.1±2.5 9.7±5.9 12.1%±3.5 6.2±1.9 10.8±5.6 13.8%±5.4 Rotation 1°1.6±1.2 4.2±2.2 5.2±3.2 0.6±0.2 1.5±1.9 2.6±3.1 2°9.1±3.2 11.5±5.1 12.3%±3.9 2.1±2.3 5.0±2.3 7.1%±3.5

1.2 方法

選取經(jīng)主任醫(yī)師確認的VMAT容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強計劃11例，其中鼻咽癌3例，宮頸癌1例，直腸癌3例，食管癌3例，前列腺癌1例。將11例VMAT計劃分別移植到ArcCHECK和Delta4模體，重新計算劑量分布。ArcCHECK和Delta4模體置于PerfectPitch六維治療床上，利用激光線與模體表面標記線進行擺位。將模體分別在三個平移方向：左-右（RL），前-后（SI）和上-下（AP）方向上平移±1，±2和±3mm；三個旋轉(zhuǎn)方向：pitch，roll和yaw方向上旋轉(zhuǎn)±1°和±2°。對每個計劃進行31次測量，獲取實測劑量分布并與計劃劑量分布進行對比，分別以3%/3mm、3%/2mm、2%/2mm γ標準判斷該面劑量是否通過。采用SPSSl3.0統(tǒng)計軟件包進行統(tǒng)計學分析，應(yīng)用配對t檢驗比較各項指標，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2.結(jié)果

表1顯示了不同分析標準下平移和旋轉(zhuǎn)擺位誤差對γ通過率的影響。對于兩個系統(tǒng)，3%/3mm標準下γ通過率均高于95%。Delta4的平均γ通過率高于ArcCHECK。除NPC外，3%/2mm和2%/2mm標準下的γ通過率分別高于95%和90%。與其他癌癥相比，鼻咽癌VMAT計劃的γ通過率較低是由于鼻咽解剖復雜性以及ArcCHECK和Delta4探測陣列幾何位置的差異（圖1）。

兩個系統(tǒng)在RL和SI平移方向上γ通過率有顯著性差異（分別為P=0.012和P＜0.001），ArcCHECK系統(tǒng)對這兩個方向的平移誤差靈敏度更高；在三個旋轉(zhuǎn)方向上均有顯著性差異（pitch：P=0.001；roll：P＜0.001；yaw：P＜0.001），ArcCHECK系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)擺位誤差的靈敏度更高。鼻咽癌和食管癌受RL和AP方向擺位誤差的影響最大，前列腺癌僅受SI方向的擺位誤差影響；鼻咽癌受旋轉(zhuǎn)擺位誤差的影響最大。且盡管病種相同，擺位誤差對劑量分布的影響程度與特定計劃相關(guān)。

圖1. ArcCHECK和Delta4探測陣列幾何位置

3.討論

精準的QA是實現(xiàn)VMAT精準放療的重要保障。在本研究中，擺位誤差模擬測試結(jié)果表明兩個3D劑量驗證系統(tǒng)對各個方向的平移和旋轉(zhuǎn)擺位誤差均有高靈敏度，同時表現(xiàn)出對特定計劃的強烈依賴性。雖然兩個系統(tǒng)均對平移擺位誤差表現(xiàn)出相似的靈敏度，但在3%/3mmγ分析標準下ArcCHECK比Delta4稍靈敏，這可能是由于ArcCHECK測量劑量分布截面包含劑量梯度更大。ArcCHECK比Delta4對旋轉(zhuǎn)擺位誤差更敏感，這可能是由于兩個系統(tǒng)3D探測陣列的空間位置不同，對于相同的旋轉(zhuǎn)擺位誤差，ArcCHECK系統(tǒng)的陣列偏移的距離大于Delta4。這也導致了ArcCHECK系統(tǒng)的累加效應(yīng)比Delta4系統(tǒng)更明顯，特別是在使用ArcCHECK進行鼻咽癌計劃測量時。因此，鼻咽癌VMAT放療的擺位應(yīng)更準確。本研究結(jié)果表明，由于兩個系統(tǒng)對擺位誤差靈敏度的差異，擺位精度要求不同。為了實現(xiàn)VMAT計劃平均γ通過率高于97%（3%/3mm），ArcCHECK擺位精度需要達到2mm/1°，Delta4擺位精度需達到2mm/2°。