石江偉 金建華 汪德文

【摘要】目的：在固定鉛門射野中平行于MLC葉片的鉛門到位精度會(huì)造成鉛門對(duì)運(yùn)動(dòng)投射葉片遮擋寬度的改變從而影響射線投射造成靶區(qū)劑量變化，本文研究其對(duì)靶區(qū)劑量的影響大小及如何提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門射野鉛門到位誤差的容錯(cuò)即在鉛門到位有誤差的情況下保證靶區(qū)劑量?jī)H有微小變化。方法：①在模體上創(chuàng)建角五等分的六野計(jì)劃，兩個(gè)固定鉛門的00野分別照射靶區(qū)上下部分，照射上半部分的固定鉛門野鉛門Y1坐標(biāo)依次取0.0—0.4，優(yōu)化后計(jì)算劑量;再給各計(jì)劃固定鉛門野的坐標(biāo)±0.1后直接計(jì)算劑量，比較前后PTV中心軸上的劑量最小百分比（Dmin）的變化。②利用靜止閉合葉片遮擋鉛門的方法提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門野鉛門到位誤差容錯(cuò)：改變各個(gè)計(jì)劃固定鉛門射野的坐標(biāo)使得鉛門始終在靜止閉合葉片1mm后，作為新計(jì)劃重新計(jì)算劑量。給這些新計(jì)劃的固定鉛門野的坐標(biāo)±0.1，比較前后靶區(qū)中心軸上的劑量最小百分比Dmin的變化。使用MAPCHECK驗(yàn)證各個(gè)計(jì)劃。結(jié)果：各個(gè)計(jì)劃固定鉛門射野的鉛門坐標(biāo)Y1±0.1cm后，靶區(qū)中心軸上的劑量最小百分比（Dmin）的變化區(qū)間在0.1%—5.5%。利用靜止閉合葉片遮擋鉛門的方法提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門野鉛門到位誤差容錯(cuò)方法設(shè)計(jì)的新計(jì)劃，在給固定鉛門射野的鉛門坐標(biāo)Y1±0.1cm后Dmin變化區(qū)間-0.1%—0.1%。MAPCHECK驗(yàn)證各計(jì)劃中心軸劑量均與計(jì)算結(jié)果相符度高。結(jié)論：利用靜止閉合葉片遮擋鉛門的方法可以顯著降低由于鉛門到位誤差對(duì)靶區(qū)劑量的影響，降低鉛門到位誤差造成劑量投照的不確定性。

【關(guān)鍵詞】固定鉛門，葉片，劑量，誤差，容錯(cuò)

【中圖分類號(hào)】F763 ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? 【文章編號(hào)】2026-5328（2021）06-038-03

引言

近年來隨著放射治療技術(shù)的飛速發(fā)展，調(diào)強(qiáng)治療已經(jīng)越來越多地運(yùn)用于臨床。調(diào)強(qiáng)放療相對(duì)三維適形放療可以產(chǎn)生高度適形的劑量分布并減少靶區(qū)周圍正常組織的劑量，但同時(shí)也會(huì)引起低劑量照射體積的增加[1-2]。近年來低劑量照射越來越受到重視，如一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)V5、V10與放射性肺炎具有更加顯著的相關(guān)性[3]。減少肺的低劑量照射體積具有重要的意義[4]。而固定鉛門 （fixed jaw） 調(diào)強(qiáng)放射治療可以限制照射野的照射區(qū)域， 有效保護(hù)危及器官[5-6]，更加優(yōu)化了調(diào)強(qiáng)計(jì)劃。研究表明在宮頸癌和乳腺癌的調(diào)強(qiáng)放療中，固定射野鉛門技術(shù)有效降低患者正常組織的低劑量照射同時(shí)還能保證治療靶區(qū)的劑量覆蓋[7-8];胸中段食管癌調(diào)強(qiáng)放療，fj-IMRT 能夠顯著降低肺、心臟和全身的低劑量照射[9]。在固定鉛門射野中有一平行于MLC葉片的鉛門邊界在靶區(qū)上方（見圖1 Y1鉛門），此鉛門的到位誤差會(huì)造成鉛門對(duì)投射射線的葉片遮擋寬度的發(fā)生改變，進(jìn)而影響射線投射，造成靶區(qū)出現(xiàn)劑量冷點(diǎn)及低劑量區(qū)域。使得計(jì)劃劑量對(duì)鉛門到位誤差的容錯(cuò)（Tolerant）的降低;這點(diǎn)一直被忽視，還未有相關(guān)研究或文章對(duì)此作出說明。本文通過在計(jì)劃系統(tǒng)中改變鉛門的坐標(biāo)模擬鉛門的到位誤差，比較靶區(qū)中心軸最小劑量百分比Dmin的變化△D的大小，發(fā)現(xiàn)△D與鉛門誤差改變寬度下的葉片對(duì)射線投射的多少成正相性。要提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門射野鉛門到位誤差容錯(cuò)，只要想方設(shè)法使得在鉛門到位誤差區(qū)間下的葉片始終靜止閉合即可。我們的做法是手動(dòng)人為改變各個(gè)計(jì)劃固定鉛門射野的坐標(biāo)使得鉛門始終在靜止閉合葉片1mm后，作為新計(jì)劃。臨床實(shí)踐中我們建議優(yōu)化計(jì)劃時(shí)使得固定鉛門射野邊界在MLC兩片葉片間隙處，這樣優(yōu)化后被鉛門遮擋的葉片靜止閉合，計(jì)劃完成后，手動(dòng)給固定鉛門射野的鉛門坐標(biāo)加0.1/0.2，從而實(shí)現(xiàn)靜止閉合葉片遮擋鉛門。

1 材料與方法

1.1 加速器和計(jì)劃系統(tǒng)

Eclipse8.6計(jì)劃系統(tǒng)，瓦里安23EX直線加速器，MAPCHECK2.0。

1.2 模體

模體為直徑16cm、高16cm的柱狀模體（即Body），CT值設(shè)為0 HU，PTV為一個(gè)直徑8cm高12cm的與Body同軸的柱狀靶區(qū)，User Origin設(shè)在柱體中心軸上。

1.3 計(jì)劃設(shè)計(jì)與驗(yàn)證

創(chuàng)建角度為5等分角的6野計(jì)劃;計(jì)劃優(yōu)化時(shí)固定兩個(gè)0°的射野F1、F2的鉛門。F1野的鉛門坐標(biāo)Y2取恒值6.8（為PTV上界外），Y1分別取0、0.1、0.2、0.3、0.4（Y1取0時(shí)葉片對(duì)B30、B31所在的位置如圖1所示）;F2野的鉛門Y2取0，Y1取恒值8.3（PTV下界外）。相同優(yōu)化參數(shù)優(yōu)化后計(jì)算劑量，復(fù)制這五個(gè)計(jì)劃給射野F1的鉛門坐標(biāo)Y1±0.1cm，直接計(jì)算各個(gè)計(jì)劃的劑量。使用MAPCHECK驗(yàn)證各個(gè)計(jì)劃（對(duì)比參數(shù)設(shè)為3、0.01）。我們重點(diǎn)對(duì)比的是固定鉛門射野的鉛門坐標(biāo)Y1±0.1cm前后中心軸劑量的變化，鑒于MAPCHECK分辨率測(cè)量中適當(dāng)調(diào)整其位置使得探頭位置在劑量變化處。

2 結(jié)果與分析

2.1數(shù)據(jù)獲取

利用Dose Profile工具，獲取PTV中心軸上以User Origin點(diǎn)為原點(diǎn)上不超過4 cm的劑量百分比圖找出最小劑量百分比值Dmin。結(jié)果如下表

由表可以看出射野F1鉛門Y1分別為0、0.1、0.2、0.3、0.4時(shí)，鉛門到位若出±1mm的誤差時(shí);△D（Dmin-0.1-Dmin、Dmin+0.1-Dmin）分別為（-5.5%與0.1%）、（-0.1%與0）、 （-0.4%與0.2%） （-0.2%與0.2%） （-2.0%與3.8%）。

由圖2可以直觀看出Y1=0時(shí)靶區(qū)中心軸劑量與給Y1±0.1后重新計(jì)算的差異，圖3的實(shí)際測(cè)量結(jié)果佐證了計(jì)算結(jié)果。給Y1±0.1重新計(jì)算得△D =5.6%，實(shí)測(cè)△D=5.4%。

2.2原因分析

觀察射野F1的葉片對(duì)B31對(duì)射線的投射，發(fā)現(xiàn)當(dāng)Y1為0、0.1時(shí)葉片對(duì)B31靜止閉合，射線全被阻擋;當(dāng)Y1為0.2、0.3時(shí)，B31葉片對(duì)小間隙快速運(yùn)動(dòng)，大量射線被遮擋住;Y1為0.4時(shí)，B31與緊鄰的B30運(yùn)動(dòng)基本一致少量射線被遮擋?？梢糟U門到位誤差導(dǎo)致靶區(qū)中心軸上的劑量最小百分比Dmin的變化△D與鉛門誤差改變寬度下的葉片對(duì)射線投射的多少成正相性關(guān)系。

2.3提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門射野鉛門到位誤差容錯(cuò)的方法

△D與鉛門誤差改變寬度下的葉片對(duì)射線投射的多少成正相性。要使△D很小就要使鉛門誤差改變寬度下的葉片對(duì)射線投射要小最好為靜止閉合。利用靜止閉合葉片遮擋鉛門的方法提高計(jì)劃對(duì)固定鉛門野鉛門到位誤差容錯(cuò)：有兩種設(shè)計(jì)策略，一改變?cè)加?jì)劃固定鉛門射野的坐標(biāo)使得鉛門始終在靜止閉合葉片1mm后，作為新計(jì)劃，以新計(jì)劃為治療計(jì)劃;二優(yōu)化計(jì)劃時(shí)使得固定鉛門射野邊界在MLC兩片葉片間隙處，這樣優(yōu)化后能保證被鉛門遮擋的葉片始終靜止閉合，計(jì)劃完成后，手動(dòng)給固定鉛門射野的鉛門坐標(biāo)加0.1/0.2，重新計(jì)算劑量作為治療計(jì)劃。這樣鉛門邊界始終在靜止閉合葉片的上，在鉛門到位精度0.1/0.2誤差下PTV劑量?jī)H有微小變化。使用以上兩種方法設(shè)計(jì)的多個(gè)計(jì)劃給固定射野鉛門坐標(biāo)±0.1后比較中心軸最小劑量百分比得出△D在（-0.1—0.1%）區(qū)間內(nèi)變化。MAPCHECK測(cè)量各個(gè)計(jì)劃比較中心軸劑量，結(jié)果高度相符。

3 討論

鉛門到位誤差造成的劑量變化還未有相關(guān)研究做出說明。如何造提高計(jì)劃劑量對(duì)鉛門到位誤差的容錯(cuò)（Tolerant）這點(diǎn)也未有研究。國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)（ICRU）建議照射劑量的準(zhǔn)確度±5%。表明從模擬到整個(gè)放射治療“鏈”中的不確定度都要小于5%[9]。對(duì)于潛在可能的PTV低劑量冷點(diǎn)及低劑量區(qū)域我們應(yīng)該是避免此不確定性因素的。本文利用改變鉛門坐標(biāo)的方法模擬鉛門到位誤差對(duì)PTV劑量的影響，提供了一種新的研究思路;同時(shí)提出一種提高計(jì)劃靶區(qū)劑量對(duì)固定鉛門野鉛門到位誤差容錯(cuò)的方法（即在鉛門到位有誤差時(shí)還能保證PTV劑量?jī)H有微小變化）。這種方法的運(yùn)用能夠減小由于鉛門到位精度對(duì)劑量的影響，使得計(jì)劃投照更準(zhǔn)確、確定。然而這種方法還是有一定的繁瑣性。能不能直接在計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)中解決這一問題，我們給出的策略：①在計(jì)劃系統(tǒng)中優(yōu)化時(shí)使得固定鉛門射野的鉛門邊界下的葉片始終保持靜止閉合，同時(shí)限制此鉛門的位置坐標(biāo)的可設(shè)置值（這些值下鉛門的邊界遠(yuǎn)離葉片縫隙的距離要大于鉛門到位精度的誤差值）這樣就能從計(jì)劃系統(tǒng)中直接解決此問題。②設(shè)置一固定鉛門射野坐標(biāo)值加值選項(xiàng)，劑量計(jì)算時(shí)自動(dòng)給固定鉛門的鉛門坐標(biāo)加一值，并且限制固定鉛門射野的位置坐標(biāo)的可設(shè)置值只能取鉛門邊界在葉片縫隙的值。

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作者簡(jiǎn)介：石江偉 ?1993.5，本科/初級(jí)工程師。江蘇省、泰州市、靖江市、中州路28號(hào)、靖江市人民醫(yī)院、放療科。郵編214500

通訊作者：金建華 南通市腫瘤醫(yī)院放療科物理技術(shù)組副主任，高級(jí)工程師。江蘇省、南通市、青年西路、南通市腫瘤醫(yī)院放療科。主要從事醫(yī)學(xué)放射物理、放療質(zhì)控研究

1. 靖江市人民醫(yī)院放療科 ?江蘇泰州 ?214500

2.南通大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放療科 ?江蘇南通 ?226361