如何提高容积调强放疗剂量验证通过率

戴堂知，郑旭海



如何提高容积调强放疗剂量验证通过率

戴堂知，郑旭海

（四川省绵阳市中心医院，四川 绵阳 621000）

探讨了如何提高容积调强放射治疗计划剂量验证通过率及降低点绝对剂量误差，总结了科室近5年来在剂量验证质控方面取得的一系列经验。容积调强在普通调强的基础上发展而来，在治疗效率、精准性、病人舒适性取得了长足的进展，但其质量难以控制，尤其是剂量验证比常规调强放疗难度更大，要用好这一技术造福广大肿瘤患者，作为基层医院的物理医师更应该有责任、有义务做好设备质控，提高放疗计划剂量验证通过率，确保放疗剂量的精准度。

容积调强；剂量验证；质量控制；MLC

容积调强（Volumetric Intensity Modulated Arc Therapy，简称VMAT）作为目前国际最先进的放射治疗技术，该技术把普通调强放疗与弧形治疗有机结合起来，同时，拥有调强治疗剂量分布的“优”和弧形治疗的“快”的特点，使肿瘤靶区剂量发布更加优化和合理，病人每次放疗时间大大缩短，降低了病人在治疗过程中的不自主运动概率，舒适性提升，误差也进一步缩小，提高了治疗精度。

我院2013年引进ELEKTA公司SYNERGY VMAT加速器开展临床放疗，该系统治疗过程中机架动态运转、剂量率动态变化、多叶光栅（MLC）动态运行3者相互关联，而做好VMAT临床剂量学验证是保证VMAT放疗精准进行的必要保障。

1 材料与实验方法

我院采用Sunnucler公司的Arccheck 进行360°面剂量验证，采用IBA DOSE1 0.13 CC电离室进行绝对点剂量的验证，采用MONACO计划系统用蒙卡算法0.3 cm网格进行计算，利用MONACO计划系统创建验证计划的功能，调用待验证的VMAT治疗计划，并将该计划包括的MLC位置文件、机架参数、剂量等所有治疗数据拷贝到Arccheck模体影像上，等中心点采用模体的测量中心，重新计算模体的剂量分布及等中心点电离室的Dmean值。

2 实验结果

将测定的面剂量与TPS计算所得的剂量通量比对进行γ分析，通过率在95%（3 mm/3%）以上方可认为通过，同时，将测量得到的等中心点剂量与TPS计算值相比较：百分相对误差=（实测剂量－TPS计算平均值）/ TPS计算平均值，所得百分相对误差在±3%以内，则认为病人的治疗计划可以通过；否则，需要分析误差过大的原因，解决问题后重新测量验证，直至验证计划通过方可用于临床治疗。

3 总结及经验交流

我院用该方法进行临床病例的剂量学验证近5年，使用过程中发现了不少问题，通过摸索不断改进γ分析通过率，使其长期稳定在95%（3 mm/3%）以上，点剂量误差小于3%.经验总结如下：①0.13 CC电离室的刻度。我院的剂量仪（IBA DOSE1）和0.6CC电离室经中测院校准，作为工作级参考剂量仪，刻度加速器前需预热30 min。刻度条件为10 cm×10 cm野，标准源皮距SSD=100 cm，水下5 cm、每次预置200MU，进行温度、气压及CF因子校正，连续测量3次取平均值刻度加速器。相同条件下比对0.13 CC电离室，求出其刻度因子。②Arccheck CT扫描及剂量验证时放置位置的前后左右必须水平，左右两侧及中心十字标线必须与激光线重合。③带中心模体适配器、0.13电离室及其适配器用本院的定位CT扫描，扫描条件与病人扫描条件一致，将图像导入计划系统TPS QA 库，逐层认真勾画外轮廓及电离室的轮廓，模体的电子密度首次强制设定为厂家默认值1.18，通过0°、90°、270°的10 cm×10 cm野，每野100MU用TPS计算值与实测值进行比对，逐步修正模体电子密度值，我院得出结果为1.10.④模体电子密度校正方面，通过图1所示等中心点ISO Dmean剂量计算值与实测值比对，反复调整电子密度值，直至计算值与实测值接近。TPS计算值和剂量仪实测值如表1所示。⑤编写验证计划时必须导入加速器床板，并正确输入床板的电子密度，床板碳纤维电子密度为0.3，中间填充层为0.02，并让床板参与剂量计算，这一项会降低约1%左右的绝对剂量误差，同时γ分析通过率也略有上升。表2为随机抽取的8例病例测试比对结果。⑥Arccheck虽然是半导体探测器，但测试病例前最好预热15 min，待其稳定后开始测量。⑦每次测量前必须用工作剂量仪刻度好加速器，最好让加速器正常出束1 h后刻度机器。⑧在TPS中勾画0.13 CC电离室，设定为器官，采用其mean dose与剂量仪实测值进行比对。⑨Monaco治疗计划系统中Sm、MMS和MDR这3个参数会引起剂量分布、控制点数、机器跳数及照射时间的变化，对VMAT计划质量及剂量验证通过率有较大影响，设置合适的Sm、MMS和MDR值对提高计划质量非常重要，应对不同病种反复摸索总结。⑩MLC到位精度对VMAT计划剂量验证通过率的影响。VMAT验证通过率对多叶光栅位置误差非常敏感，通常采用人工引入误差的方法，模拟放疗过程中可能出现的误差，采用AAPM TG-119报告为评价标准，以原始计划剂量分布为基础，分别得到每个带有误差计划的通过率，与原始计划的通过率进行比较，分析通过率的变化。所涉及的误差主要包括以下误差来源，即执行过程中MLC可能出现的系统误差，包括MLC射野宽度误差、MLC整体偏向一侧的误差，其中，MLC射野宽度误差包括使MLC射野宽度变大或变小的误差；TPS中的误差，主要是TPS建模中的微小误差，包括 leaf-end modeling、tongue-and-groove effiects偏差、profile输入的偏差、TPS计算的不准确性等。⑪如果某一段时间出现剂量验证通过率普遍偏低或不达标，则应检查检测仪器Arccheck是否正常，有必要重新做半导体阵列校正及绝对剂量刻度，查看软件参数设置是否改变；如果正常，则需要对MLC的到位精度、重复性、机架角度、剂量率、加速器物理参数（比如PDD曲线、Profile曲线、MLC漏射、TPS模型、模体摆放、机器等中心精度、激光定位灯位置）等方面逐一排查，直到查找到原因为止，有必要时寻求厂方物理学专家的技术支持。⑫国内对于VAMT新型治疗模式尚没有统一的规范要求，各应用单位报道的检测方式均是按照AAPM TG-142报告的标准进行加速器的QA和QC，我院目前也是参照该标准检测加速器，按规范认真做好加速器的日检、周检、月检、年检等相关检查项目，因为MLC的到位精度对剂量验证通过率的影响最大，应定期应用厂家配置的专用检测软件AUTOCAL检测MLC的到位精度，维保单位应做好MLC的保养，重点在驱动丝杠、驱动马达的保养及MLC反光点的清洁。另外，对TPS的剂量学模型也仅停留在均质模体，尚未有非均匀模体的测试标准。

图1 模体电子密度校正图

表1 TPS计算值和剂量仪实测值

090270 TPS计算值电子密度1.1867.267.367.25 电子密度1.1069.769.869.8 剂量仪实测值 69.669.669.7

表2 随机抽取的8例病例测试比对结果

病例1病例2病例3病例4病例5病例6病例7病例8 不加床γ通过率/（%）95.495.796.495.997.295.395.696.3 点剂量误差/（%）2.62.42.62.21.71.61.21.8 加床γ通过率/（%）95.795.996.596.097.295.696.396.4 点剂量误差/（%）2.12.12.01.71.61.40.91.7

4 新剂量验证技术展望

我院目前采用的面剂量加绝对点剂量的方式是VMAT中较为常用的方法，通过近5年的应用也发现它的一些不足之处：①费时费力，只能测量1次，如果治疗过程中加速器参数发生改变，进而导致剂量学的变化并不能发现，最终导致病人的受照剂量出现偏差。②测试仪器Arccheck探测器阵列是半导体材料，随着使用年限的增长，其灵敏度、测量线性度都会发生改变，最终导致测量结果出现偏差。

针对这些不足之处，目前也报道了一些新的测试验证方法：①通过专用软件后台读取加速器的运行日志，这些日志包含加速器机架角度、转速、剂量率、MLC的位置参数，分析比较这些参数查找加速器的运行异常点，且每日都可以在后台进行检测，不占用加速器日常的工作时间，对保障整个VMAT系统的精准运行起到了重要作用。②通过机载的MV级电子影像系统EPID不仅可获取VMAT计划执行过程中MLC的到位信息，还可以通过梯度检测算法获取MLC实际位置，并与VMAT计划中规定的MLC位置进行比较，得到MLC的位置误差，计算计划通过率。EPID获得的剂量通量图与TPS计算所得的通量图进行γ比较分析获得面剂量通过率，且其空间分辨率远高于Arccheck，但需要专业软件系统的支持。临床验证中发现，很多VMAT计划虽然通过了剂量验证，但仍存在不同程度的叶片到位误差，因此，只对VMAT计划进行剂量验证是不够的，对VMAT计划剂量的验证需要对MLC进行专门的质量控制。通过EPID进行MLC到位精度的检测能够提供更加详细、深入的质控信息， 为VMAT技术的开展提供更多的保障。

［1］陈维军，狄小云.调强放疗的剂量学验证研究进展［J］.肿瘤学杂志，2011，17（01）.

［2］陈婷婷，陈丽，花威，等上段食管癌旋转容积调强放射治疗计划的验证［J］.现代肿瘤医学，2015（19）.

［3］孙文钊，王振宇.调强计划验证设备的绝对剂量刻度方法分析［J］.中国辐射卫生，2013，22（06）.

2095－6835（2018）21－0085－02

R144

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.21.085

〔编辑：张思楠〕