孔旭東，孔棟

江南大學(xué)附屬醫(yī)院 放療科，江蘇 無(wú)錫 214000

引言

放射治療作為腫瘤治療的三大主要手段之一，尤其在個(gè)性化、精準(zhǔn)化、分子生物水平及誘導(dǎo)免疫治療的新階段，愈發(fā)體現(xiàn)出重要的價(jià)值。為了保證精確、安全和有效地完成放射治療，必須對(duì)整個(gè)治療過(guò)程實(shí)施質(zhì)量保證（Quality Assurance，QA）[1]。目前市面常見(jiàn)的二維電離室矩陣如IBA MatriXX有良好的劑量線性、重復(fù)性，無(wú)劑量率依賴(lài)性；多野光柵射野較大時(shí)，計(jì)算和測(cè)量的劑量分布一致性較好，能用于調(diào)強(qiáng)放療的劑量驗(yàn)證[2]。每個(gè)單位的放療部門(mén)在國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的指導(dǎo)下建立起符合本單位實(shí)際的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)[3]。一旦超出此標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)異常情況，就要認(rèn)真分析評(píng)價(jià)、結(jié)合其他質(zhì)控手段迅速找出原因，及時(shí)調(diào)整解決問(wèn)題，保證患者治療的精準(zhǔn)和安全[4-5]。本文回顧分析了我科在2020年5月發(fā)生的一起用MatriXX矩陣對(duì)30例在Elekta Synergy加速器上的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃進(jìn)行治療前劑量驗(yàn)證時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中有12例Gamma通過(guò)率異常降低，由此展開(kāi)仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題到完全解決問(wèn)題的過(guò)程，從中體現(xiàn)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃驗(yàn)證異常結(jié)果及日常質(zhì)控異常綜合分析在放療QA和質(zhì)量控制（Quality Control，QC）中起著非常重要的作用。

1 材料與方法

1.1 材料

選取2020年5月11日至15日江南大學(xué)附屬醫(yī)院放療中心物理室完成的所有放療醫(yī)生已確認(rèn)但未實(shí)施放療的30例計(jì)劃進(jìn)行治療前計(jì)劃驗(yàn)證，其中包括5例頭頸部腫瘤、3例乳腺癌、2例肺癌、4例食管癌、12例婦科腫瘤、2例腦轉(zhuǎn)移及2例骨轉(zhuǎn)移計(jì)劃；男性17例，女性13例；年齡19～69歲，中位年齡48歲。

1.2 方法

1.2.1 治療計(jì)劃

所有病例使用醫(yī)科達(dá)公司XIO 4.8治療計(jì)劃系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)，其中除了2例腦轉(zhuǎn)移及2例骨轉(zhuǎn)移病例使用三維適形計(jì)劃，其他病例全部使用IMRT調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，婦科腫瘤全部使用10 MV X線，其他部位腫瘤使用6 MV X線。計(jì)劃野數(shù)從5～9野不等，使用子野優(yōu)化保證子野最小跳數(shù)大于4 MU，子野最小面積大于3 cm2，總子野數(shù)從60～150不等；使用治療設(shè)備為醫(yī)科達(dá)公司的Synergy加速器，配備80葉等中心處寬度為1 cm的多葉光柵（Multi-Leave Collimators，MLC）及XVI kV級(jí)錐形束CT。

1.2.2 計(jì)劃驗(yàn)證

我科制定的IMRT驗(yàn)證計(jì)劃通過(guò)與否的標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)大量實(shí)踐分析，將3 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)下的Gamma通過(guò)率低于93%作為計(jì)劃驗(yàn)證通過(guò)與否的標(biāo)準(zhǔn)，目前已經(jīng)使用IBA MatriXX劑量矩陣做了3200多例驗(yàn)證計(jì)劃，總體通過(guò)比例為97.7%，通過(guò)計(jì)劃的Gamma通過(guò)率為96.7±0.8。

30例IMRT計(jì)劃在治療前生成機(jī)架角度歸零的MatriXX矩陣模體的驗(yàn)證計(jì)劃，在Elekta Synergy加速器下用MatriXX矩陣進(jìn)行驗(yàn)證，在OmniPro I’mRT軟件中用3 mm/3%的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行Gamma通過(guò)率分析，發(fā)現(xiàn)有一批計(jì)劃通過(guò)率異常降低，總數(shù)12例，Gamma通過(guò)率為63.6%±6.13%。對(duì)于批次結(jié)果異常首先排除了驗(yàn)證人員操作失誤及結(jié)果分析方法錯(cuò)誤，其次并非全部30例結(jié)果異常，所以基本可以排除MatriXX設(shè)備故障或劑量響應(yīng)異常，決定將12例結(jié)果異常計(jì)劃與正常計(jì)劃進(jìn)行多因素比較，找出其中是否存在系統(tǒng)性差異；再?gòu)牟町惾胧峙挪椴町愒搭^，最終考慮用三維水箱對(duì)加速器進(jìn)行相對(duì)劑量的復(fù)核及用校準(zhǔn)電離室進(jìn)行絕對(duì)劑量復(fù)測(cè)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

將12例結(jié)果異常的驗(yàn)證計(jì)劃與結(jié)果正常的計(jì)劃從腫瘤部位、計(jì)劃能量、計(jì)劃野數(shù)、子野數(shù)目等方面進(jìn)行分析，找出兩者之間是否存在系統(tǒng)性差異；然后將驗(yàn)證結(jié)果異常與正常的兩部分計(jì)劃與科室日常驗(yàn)證通過(guò)率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，是否存在顯著性差異。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 IBM SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件處理。計(jì)量資料符合正態(tài)分布，計(jì)量數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，采用樣本均數(shù)與整體均數(shù)t檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果分析

2.1 數(shù)據(jù)分析

發(fā)現(xiàn)這批異常計(jì)劃診斷都是婦科腫瘤（包括宮頸癌及子宮內(nèi)膜癌），計(jì)劃所用能量全是10 MV X線，將Gamma通過(guò)率均值與我科正常Gamma通過(guò)率均值比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；其余18例6 MV驗(yàn)證計(jì)劃結(jié)果正常，Gamma通過(guò)率為96.40%±1.67%，與日常Gamma通過(guò)率比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)果提示Elekta Synergy加速器10 MV X線可能存在異常（表1）。

表1 30例IMRT驗(yàn)證計(jì)劃結(jié)果及Gamma通-過(guò)率與日?？傮wGamma通過(guò)率統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（±s）

表1 30例IMRT驗(yàn)證計(jì)劃結(jié)果及Gamma通-過(guò)率與日?？傮wGamma通過(guò)率統(tǒng)計(jì)學(xué)分析（±s）

能量/MV例數(shù)Gamma通過(guò)率/%我科日常Gamma通過(guò)率/% t值 P值6 18 96.40±1.67 96.70±0.80 -0.89 0.385 10 12 63.60±6.13 96.70±0.80 -18.73 ＜0.001

還原分析該批次驗(yàn)證計(jì)劃生成流程的每一環(huán)節(jié)，發(fā)現(xiàn)該批次計(jì)劃為同一物理師完成，每一步流程都符合操作規(guī)程，未發(fā)現(xiàn)異常情況。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)該批次異常結(jié)果不是整體劑量偏高或偏低，而是在冠狀面的第二象限，即x軸的負(fù)方向及y軸的正方向出現(xiàn)明顯的問(wèn)題。排除絕對(duì)劑量因素，考慮可能是加速器Profile在G-T和A-B兩個(gè)方向都出現(xiàn)了超標(biāo)的異常情況（圖1）。

圖1 MatriXX計(jì)劃驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)第二象限存在明顯劑量差異

2.2 用MatriXX初步驗(yàn)證10 MV方野的平坦度和對(duì)稱(chēng)性

用IBA Matrixx矩陣對(duì)Synergy加速器10 MV X線進(jìn)行STD=100 cm，10 cm×10 cm大小方野進(jìn)行測(cè)定，初步證實(shí)加速器10MV X線A-B向和G-T向平坦度和對(duì)稱(chēng)性超標(biāo)（圖2）。

圖2 IBA MatriXX平板初步測(cè)定Synergy加速器10 MV X線A-B（a）和G-T（b）向平坦度和對(duì)稱(chēng)性超標(biāo)

2.3 三維水箱進(jìn)行相對(duì)劑量測(cè)量及電離室絕對(duì)劑量測(cè)量

大致初步確定原因后物理師決定用三維水箱進(jìn)行百分深度劑量和Profile測(cè)量，并用電離室對(duì)絕對(duì)劑量測(cè)定，來(lái)最終驗(yàn)證我們的推論，找到問(wèn)題所在并糾正。

兩名物理師配合架好IBA BluePhantom2三維水箱進(jìn)行測(cè)量，最終測(cè)量結(jié)果與分析的完全一致，Elekta Synergy加速器10 MV X線10 cm×10 cm水下10 cm處Profile在G-T和A-B向平坦度和對(duì)稱(chēng)性都明顯超標(biāo)（圖3），40 cm×40 cm水下10 cm處Profile在G-T和A-B向平坦度和對(duì)稱(chēng)性也明顯超標(biāo)（表2）。正常范圍平坦度≤106%，對(duì)稱(chēng)性≤103%。

圖3 三維水箱測(cè)量10 MV X線SSD=100 cm水下10 cm處Inline（a）和crossline（b）向平坦度和對(duì)稱(chēng)性明顯超標(biāo)

表2 10 MV X線 40 cm×40 cm水下10 cm處Profile結(jié)果（%）

測(cè)量6 MV X線Profile發(fā)現(xiàn)G-T及A-B向Flatness和Symmetry值都在正常范圍（圖4）。

圖4 三維水箱測(cè)量6 MV X線SSD=100 cm 水下10 cm處Inline（a）和crossline（b）向平坦度和對(duì)稱(chēng)性正常

對(duì)Synergy加速器10MV profile平坦度和對(duì)稱(chēng)性進(jìn)行了調(diào)整，使得結(jié)果調(diào)整至正常水平（圖5），調(diào)整前后三維水箱實(shí)測(cè)profile差異如表3所示。

圖5 調(diào)整后三維水箱測(cè)量10 MV X線10 cm×10 cm射野大小

表3 三維水箱實(shí)測(cè)調(diào)整前后10 MV X線Profile差異（%）

用小水箱加IBA DOSE1劑量?jī)x及FC-65G電離室進(jìn)行6 MV及10 MV X線絕對(duì)劑量測(cè)定，結(jié)果都在正常范圍內(nèi)。將12例未通過(guò)計(jì)劃重新進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果全部通過(guò)。調(diào)整前后12例計(jì)劃驗(yàn)證Gamma值差異如表4所示。

表4 調(diào)整前后12例計(jì)劃驗(yàn)證Gamma通過(guò)率差異比較（%）

3 討論

目前調(diào)強(qiáng)放療是腫瘤放療的主流技術(shù)，與三維適形相對(duì)進(jìn)一步提高腫瘤靶區(qū)的劑量均勻性及適形度，同時(shí)顯著降低危及器官的劑量，提高了放療的治療比[6-7]。調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃劑量驗(yàn)證是QA、QC的重要內(nèi)容和手段[8]，可以通過(guò)Gamma通過(guò)率反映加速器實(shí)際的機(jī)械、劑量與TPS原建模數(shù)據(jù)的差異、MLC到位執(zhí)行精度的誤差以及TPS計(jì)劃設(shè)計(jì)上存在的問(wèn)題，如理想的劑量高梯度實(shí)際執(zhí)行可能達(dá)不到要求等[9]；每個(gè)單位的放療部門(mén)在國(guó)標(biāo)和行標(biāo)的指導(dǎo)下建立起符合本單位實(shí)際的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)[10]。一旦超出此標(biāo)準(zhǔn)，出現(xiàn)異常情況，就要認(rèn)真分析評(píng)價(jià)、結(jié)合其他質(zhì)控手段迅速找出原因，及時(shí)調(diào)整解決問(wèn)題，保證患者治療的精準(zhǔn)和安全。IBA MatriXX二維電離室矩陣具有很好的劑量響應(yīng)特性[11]，可實(shí)現(xiàn)直線加速器調(diào)強(qiáng)放療的劑量驗(yàn)證[12]。我科目前已經(jīng)對(duì)3200多例IMRT計(jì)劃用MatriXX進(jìn)行劑量驗(yàn)證，具有較高的Gamma通過(guò)率， 而且測(cè)量過(guò)程耗時(shí)較短，是目前劑量驗(yàn)證的較為準(zhǔn)確、高效的電離室矩陣QA工具之一[13]。 其電離室矩陣通過(guò)校準(zhǔn)后可以用作計(jì)劃絕對(duì)劑量的驗(yàn)證，還可以分析射野的半影區(qū)、平坦度、對(duì)稱(chēng)性及光學(xué)野和輻射野比較等工作，在滿(mǎn)足Nyist采樣定律前提下，能夠滿(mǎn)足臨床的劑量驗(yàn)證工作[14]。 但同時(shí)由于IBA MatriXX電離室間距為7.6 mm，實(shí)際空間分辨力和膠片相比還存在一定的不足，在測(cè)量SBRT大劑量跌落梯度條件時(shí)通過(guò)率較低，所以計(jì)劃劑量均勻性和Gamma通過(guò)率有顯著的相關(guān)性[15]。

我科在以往實(shí)際工作中對(duì)IMRT計(jì)劃驗(yàn)證分析常見(jiàn)的Gamma通過(guò)率低原因?yàn)椋孩?物理師人為誤差選錯(cuò)劑量平面；② 電離室矩陣未預(yù)熱；③ 計(jì)劃優(yōu)化程度不夠，有大量小跳數(shù)或小面積子野；④ 計(jì)劃要求非常苛刻，導(dǎo)致子野數(shù)量非常多，危及器官條件太苛刻導(dǎo)致計(jì)劃過(guò)于復(fù)雜，具體執(zhí)行效率明顯下降，MLC葉片移動(dòng)精度具體執(zhí)行存在問(wèn)題[16]；⑤ 計(jì)算網(wǎng)格、統(tǒng)計(jì)不確定性等因素。其中最多見(jiàn)的是第③種情況，所以要求物理師充分優(yōu)化計(jì)劃，在滿(mǎn)足臨床劑量要求的前提下盡可能減少子野數(shù)目[17]，盡量避免出現(xiàn)小跳數(shù)和小面積子野。參考其他文獻(xiàn)還存在其他問(wèn)題，如TPS擬合數(shù)據(jù)失真[18]，由于同臺(tái)加速器長(zhǎng)期的使用和維修造成了加速器機(jī)械和劑量參數(shù)的改變[19]，與當(dāng)初采集擬合的數(shù)據(jù)相比，機(jī)械和劑量學(xué)參數(shù)有了較為明顯的改變。因此調(diào)強(qiáng)計(jì)劃驗(yàn)證在保證計(jì)算劑量分布與受照劑量分布一致性的同時(shí)也在對(duì)加速器進(jìn)行QA和QC。當(dāng)一批次驗(yàn)證結(jié)果出現(xiàn)劑量體積直方圖或Gamma通過(guò)率與加速器裝機(jī)時(shí)的測(cè)量值相比有較大變化時(shí)，就提示物理師需對(duì)加速器機(jī)械及劑量方面進(jìn)行嚴(yán)格的QC措施，保證患者放療的精準(zhǔn)性和安全性。這批次10 MV IMRT計(jì)劃驗(yàn)證未通過(guò)最后發(fā)現(xiàn)是10 MV X線Profile平坦度和對(duì)稱(chēng)性存在明顯的異常，有可能是Synergy加速器偏轉(zhuǎn)線圈伺服系統(tǒng)或開(kāi)放電離室出現(xiàn)問(wèn)題。放療部門(mén)按照質(zhì)控要求需要配備晨檢儀，對(duì)加速器的機(jī)械及劑量參數(shù)進(jìn)行頻度的初步檢測(cè)，保證放療的安全與劑量及位置精準(zhǔn)[20-21]。以后在科室中增加定期用MatriXX做劑量驗(yàn)證時(shí)先對(duì)10 cm×10 cm、20 cm×20 cm射野進(jìn)行測(cè)量，記錄平坦度和對(duì)稱(chēng)性的動(dòng)態(tài)變化，以利于早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。當(dāng)用IBA MatriXX劑量驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行劑量驗(yàn)證時(shí)，出現(xiàn)任何異常結(jié)果時(shí)，我們都要結(jié)合其他質(zhì)控設(shè)備和手段的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，推理和驗(yàn)證，用科學(xué)方法找出原因，及時(shí)糾正，保障患者得到最精準(zhǔn)最安全的精確放療，QA和QC貫穿精確放療的任何一個(gè)環(huán)節(jié)，在每位患者治療前對(duì)其調(diào)強(qiáng)計(jì)劃進(jìn)行驗(yàn)證是保證放射治療精準(zhǔn)安全的重要環(huán)節(jié)，不僅是對(duì)計(jì)劃本身的質(zhì)量保障，更是對(duì)涉及加速器機(jī)械性能、劑量學(xué)參數(shù)、TPS參數(shù)設(shè)置、計(jì)算劑量與受照劑量一致性等多環(huán)節(jié)、多因素的綜合質(zhì)量控制，其中任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，最終都能在計(jì)劃驗(yàn)證結(jié)果里有所反映。