張曉寧，仇樹(shù)帥，仇海英

調(diào)強(qiáng)放射治療 （intensity modulated radiation therapy，IMRT）是目前腫瘤放射治療的主流技術(shù)，能有效提高腫瘤靶區(qū)劑量，同時(shí)降低周圍正常組織受照劑量，達(dá)到提高治療增益比的目的［1］。各種回顧性研究顯示，當(dāng)有些患者靶區(qū)實(shí)際照射劑量低于計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，腫瘤可能因劑量達(dá)不到要求而局部復(fù)發(fā)［2］；當(dāng)有些患者照射區(qū)域內(nèi)正常組織接受劑量高于計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)，射野內(nèi)正常組織器官受到過(guò)量照射發(fā)生各種放射性不良反應(yīng)概率大大增加［3］；因此除了嚴(yán)格按照日常質(zhì)量控制規(guī)程對(duì)放療整個(gè)過(guò)程進(jìn)行質(zhì)控外， 對(duì)治療計(jì)劃進(jìn)行可靠的劑量驗(yàn)證很有必要。放射治療計(jì)劃進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，除了驗(yàn)證儀器精度的影響，還可能受到放射治療計(jì)劃輸出的空間分辨率等其他因素影響。 該文通過(guò)二維電離室矩陣和EBT2膠片分別對(duì)20 例行IMRT 的鼻咽癌患者進(jìn)行劑量分布測(cè)量，分析測(cè)量的劑量分布曲線與計(jì)劃計(jì)算的劑量曲線的誤差，評(píng)價(jià)這20 例鼻咽癌IMRT 計(jì)劃輸出的空間分辨率對(duì)劑量驗(yàn)證的影響。

1 資料與方法

1.1 材料和設(shè)備 比利時(shí)IBA 公司的二維電離室矩陣Matrixx 及控制軟件OmniPro I'mRT 系統(tǒng)；美國(guó)Sun Nuclear 公司的固體水一套； 德國(guó)西門子公司的CT 模擬機(jī)；美國(guó)Varian 公司的UNIQUE 醫(yī)用直線加速器（配備60 對(duì)多葉光柵），Eclipse 13.5 治療計(jì)劃系統(tǒng)； 美國(guó)產(chǎn)EBT2 膠片，EPSON Express 11000XL 掃描儀。 其中，二維電離室陣列Matrixx 的基本結(jié)構(gòu)是由1020 個(gè)開(kāi)放式電離室探頭組成，有效測(cè)量范圍是244 mm×244 mm；EBT2 膠片標(biāo)稱能量響應(yīng)范圍為0.1～10 GY，免沖洗，對(duì)可見(jiàn)光不敏感；EPSON Express 11000XL 掃描儀具有48 位的彩色信號(hào)輸出，每種顏色有16 位，掃描范圍為31.0 cm×43.5 cm，支持透射掃描和反射掃描。

1.2 創(chuàng)建模體 將Matrixx 放在3 cm 固體水上，并在其上放4.7 cm 固體水， 然后作為一個(gè)整體在CT模擬機(jī)下進(jìn)行層厚2 mm、 層間距2 mm 的螺旋掃描。 然后將CT 圖像重建后作為驗(yàn)證模體QA1。 將EBT2 膠片放在5 cm 固體水上，并在其上放5 cm 固體水， 然后作為一個(gè)整體在CT 模擬機(jī)下進(jìn)行層厚2 mm、層間距2 mm 的螺旋掃描。 然后將CT 圖像重建后作為驗(yàn)證模體QA2。1.3 選取患者并設(shè)計(jì)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃 隨機(jī)選取20 例原發(fā)無(wú)遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移鼻咽癌患者。 男13 例，女7 例；年齡44～78 歲（中位年齡61.5 歲）。 病理分期T2期8 例，T3/T4期12 例。在CT 模擬機(jī)下進(jìn)行層厚3 mm、層間距3 mm 的螺旋掃描， 三維重建后由臨床醫(yī)師勾畫靶區(qū)和正常器官，靶區(qū)范圍包括鼻咽、咽旁間隙、鼻腔及上頜竇腔的后1/3（包括翼腭窩），顱底和頸部淋巴引流區(qū)；物理師設(shè)計(jì)計(jì)劃，采用6MV 的X 線，11 個(gè)射野，機(jī)架角度分別為1800、1480、1160、840、520、200、3400、3080、2760、2440、2120，計(jì)算網(wǎng)格為2.5 mm，運(yùn)用固定鉛門技術(shù)，將X 方向野大小限定在13.9 cm 以內(nèi)； 醫(yī)師和物理師共同確定合適的IMRT 計(jì)劃。

1.4 劑量刻度 用指型電離室和PTW 的劑量?jī)x對(duì)加速器進(jìn)行絕對(duì)劑量進(jìn)行標(biāo)定， 標(biāo)定條件為：6MV的X 線，射野10×10 cm2，機(jī)器跳數(shù)200 MU，深度d=1.5 cm；標(biāo)定為200 MU=200 cGY。 將模體QA1 在深度為5 cm 處進(jìn)行Matrixx 的絕對(duì)劑量標(biāo)定。 取同一批次慢感光免洗膠片中一張， 將EBT2 膠片置于模體QA2 中放于加速器下等中心位置。 在6MVX線，射野10 cm×10 cm，劑量率400 MU/Min 條件下，對(duì)9 個(gè)不同區(qū)域分別照射0、50、100、150、200、250、300、350、400 MU。將照射區(qū)域按MU 遞增順序依次用掃描儀掃描后輸入OmniPro 系統(tǒng)，應(yīng)用劑量等比法進(jìn)行膠片劑量的校準(zhǔn)和刻度并得出此批次膠片的劑量與OD 響應(yīng)曲線關(guān)系。

1.5 模擬照射 在驗(yàn)證模體QA1 和QA2 中分別建驗(yàn)證計(jì)劃， 將鼻咽癌IMRT 計(jì)劃的每個(gè)射野分別移植到模體上，機(jī)架、準(zhǔn)直器、治療床的角度全部歸零，其他參數(shù)不變，放射源距離Matrixx 探頭中心層面和膠片的距離均為100 cm，分別計(jì)算出各個(gè)射野的劑量分布；將驗(yàn)證計(jì)劃按照空間分辨率為0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、1.0 mm、2.0 mm、3.0 mm、4.0 mm、5.0 mm、6.0 mm、7.0 mm、10.0 mm 輸出并發(fā)送到加速器上。模體QA1和QA2 源軸距SAD 均為100 cm。 燈光野中心與Matrixx 中心重合，將Matrixx 通電后，預(yù)熱10～15min，然后，用能量為6 MV 的X 線，按照射野20×20 cm2，機(jī)器跳數(shù)100 MU 的條件預(yù)照射幾次， 直至多次測(cè)量的數(shù)值比較一致為止。 按照加速器劑量標(biāo)定條件對(duì)Matrixx 進(jìn)行絕對(duì)劑量標(biāo)定。 將Matrixx 和膠片分別按照驗(yàn)證計(jì)劃進(jìn)行照射并保存測(cè)得的等中心層面劑量分布以備分析。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 利用OmniPro 軟件， 將Matrixx測(cè)量得到的劑量分布的分辨率轉(zhuǎn)換成1 mm。 對(duì)移植到QA1 模體上的計(jì)劃輸出劑量分布的分辨率先轉(zhuǎn)換成7.62 mm，再轉(zhuǎn)換成1 mm。 采用γ 法對(duì)兩者在分辨率為1 mm 下進(jìn)行比較分析，獲取γ 通過(guò)率；將膠片測(cè)量得到的劑量分布的分辨率轉(zhuǎn)化成計(jì)劃輸出的分辨率，再將膠片測(cè)量劑量分布和計(jì)劃輸出的分辨率均轉(zhuǎn)換成1 mm。 采用γ 檢測(cè)法對(duì)兩者在分辨率為1 mm 下進(jìn)行比較分析， 獲取Gamma（γ）通過(guò)率。 用SPSS 19.0 軟件對(duì)兩種測(cè)量條件下的γ通過(guò)率進(jìn)行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

在2%&2mm、劑量閾值為10%的條件下，計(jì)劃輸出的空間分辨率在0.3～2.0 mm 之間利用Matrixx測(cè)量得到的γ 通過(guò)率明顯高于利用EBT2 測(cè)量得到的γ 通過(guò)率，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；計(jì)劃系統(tǒng)輸出的等中心面劑量分布分辨率在3.0～10.0 mm之間時(shí)，2 種測(cè)量方法所得的γ 通過(guò)率間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。 見(jiàn)表1、2。

表1 輸出分辨率為0.3~2.0 mm 膠片和Matrixx γ 通過(guò)率（±s）、t 值和P 值

表1 輸出分辨率為0.3~2.0 mm 膠片和Matrixx γ 通過(guò)率（±s）、t 值和P 值

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表2 輸出分辨率為3.0~10.0 mm 膠片和Matrixx γ 通過(guò)率（±s）、t 值和P 值

表2 輸出分辨率為3.0~10.0 mm 膠片和Matrixx γ 通過(guò)率（±s）、t 值和P 值

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3 討 論

調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃能否用于臨床治療，其計(jì)劃設(shè)計(jì)的劑量分布和實(shí)際的誤差必須控制在一定的范圍內(nèi)。 目前劑量驗(yàn)證常用的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)是Van Dyke 標(biāo)準(zhǔn)3%&3mm［4］，即測(cè)量點(diǎn)與參考點(diǎn)之間劑量相差在3%之內(nèi)且空間位置相差在3 mm 之內(nèi)可以認(rèn)為測(cè)量點(diǎn)與參考點(diǎn)的劑量是一致的［5］。 隨著計(jì)劃輸出分辨率的減少，二維電離室矩陣自身分辨率對(duì)劑量驗(yàn)證結(jié)果的影響將增大。 該研究在更嚴(yán)格的條件下探討膠片和二維電離室矩陣測(cè)量調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的劑量驗(yàn)證能否符合要求。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在2%&2mm、劑量閾值為10%的評(píng)估條件下， 計(jì)劃輸出的空間分辨率在3.0～10.0 mm 之間時(shí)，2 種測(cè)量方法所得的γ 通過(guò)率間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），這一結(jié)果與上述報(bào)道類似。計(jì)劃輸出的空間分辨率在0.3～2.0 mm 之間時(shí)，2 種測(cè)量方法所得的γ 通過(guò)率間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P<0.05）。 這一結(jié)果與仇海英等研究3%&3mm、劑量閾值為10%的條件下得到的結(jié)果相同［6］。

EBT2 膠片避免了顯影液、 定影液的配比及溫度等問(wèn)題的影響，具有很高空間分辨率，低劑量時(shí)有很好的信噪比，經(jīng)過(guò)絕對(duì)劑量標(biāo)定后可以作為劑量驗(yàn)證的參考標(biāo)準(zhǔn)。 二維電離室陣列Matrixx 采用連續(xù)讀取的數(shù)據(jù)采集模式，具有良好的劑量響應(yīng)特性和劑量線性，可應(yīng)用于調(diào)強(qiáng)放射療治療的二維劑量學(xué)驗(yàn)證。但是，Matrixx 也存在不足之處：其電離室有較大的有效測(cè)量體積且相鄰電離室中心間距為7.62 mm， 這些自身的物理結(jié)構(gòu)確定了其有效測(cè)量空間的分辨率較低。 如劑量分布模擬圖圖1 所示，調(diào)強(qiáng)的劑量學(xué)特點(diǎn)是劑量梯度變化復(fù)雜［7］，Matrixx測(cè)量得到的劑量分布是一定體積內(nèi)的劑量均值，不同劑量點(diǎn)測(cè)量得到的劑量數(shù)值可能會(huì)高于 （或低于）相同劑量點(diǎn)實(shí)際劑量值。 而膠片因?yàn)槠淇臻g分辨率高、在測(cè)量中對(duì)實(shí)際劑量分布影響較小，更接近實(shí)際劑量分布；所以在劑量變化較大的區(qū)域（或低劑量區(qū)）應(yīng)該使用膠片對(duì)二維電離室矩陣進(jìn)行復(fù)核［8］。

圖1 見(jiàn)封三。

下圖1：張曉寧，仇樹(shù)帥，仇海英. 鼻咽癌調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃輸出的空間分辨率對(duì)劑量驗(yàn)證的影響（正文432～434 頁(yè)）

圖1 劑量分布模擬圖

對(duì)于同一種驗(yàn)證方法，無(wú)論是膠片還是Matrixx均有隨計(jì)劃輸出分辨率數(shù)值增大而γ 通過(guò)率逐漸減少的趨勢(shì)。 因?yàn)樵撗芯坎±龜?shù)量較少，該趨勢(shì)尚須進(jìn)一步研究。

綜上所述，調(diào)強(qiáng)計(jì)劃輸出的空間分辨率對(duì)二維電離室矩陣絕對(duì)劑量測(cè)量結(jié)果有影響，2%&2mm、劑量閾值為10%的條件下，計(jì)劃輸出的空間分辨率應(yīng)選擇在3.0～10.0 mm 之間。