不規則射野的百分深度劑量計算

徐宜武，林益匡

寧德市醫院 放射治療科，福建 寧德352100

不規則射野的百分深度劑量計算

徐宜武，林益匡

寧德市醫院 放射治療科，福建 寧德352100

目的探討一種快捷、準確地計算不規則野的百分深度劑量的方法。方法分別采用A、B、C、D 4種方法計算不規則射野特定深度的百分深度劑量，由此得到的處方劑量與實測劑量進行比較。結果A方法平均誤差為3.67%，B方法平均誤差為0.47%，C方法對規則擋塊射野平均誤差為0.24%，對不規則擋塊射野的平均誤差為0.69%，D方法平均誤差為0.28%。結論B方法在不規則照射野的百分深度劑量計算中，誤差平均為0.47%，誤差范圍在±1%以內，精確程度符合要求，便于標準化操作。

直線加速器；不規則照射野；百分深度劑量；放射治療

臨床上根據病變部位的形狀或保護重要器官等治療的需要，實施精確放療，即在機器規則野中加入射野擋塊形成不規則野進行放射治療。這時臨床處方劑量計算精度的關鍵在于不規則野中心軸上的百分深度劑量(PDD)的計算。不規則射野的百分深度劑量計算的最通用、準確的方法是采用原、散射線的計算方法[1-2]，出于簡化問題的考慮，可以認為體模中任意一點的劑量為原射線和散射線劑量貢獻之和[3-4]。散射劑量的計算比較復雜，比較經典的計算方法是Clarkson扇形積分法[5]，但是它牽涉到很多參數的計算，使用很復雜，不適合日常手工計算。臨床上計算方法通常有直接查表法、有效面積周長比法、Day氏法和矩形法。為提高臨床處方劑量的精度，選擇誤差小且使用簡便的方法供臨床應用，我們對上述4種方法分別進行劑量計算，并對結果數據進行比較分析。

1 材料與方法

1.1 樣本選擇方法

實驗用樣本按不規則射野，是將規則擋塊射野和不規則擋塊射野分為兩類，分別用m、n表示；采用方形野，照射面積分別為5cm×5cm、10cm×10cm、15cm×15cm，選擇6個常見的不規則射野。

1.2 計算百分深度劑量的方法

（1）A方法：直接查表法。忽略遮擋因素，直接按方形野查表得PDD。

（2）B方法：有效面積周長比法。把不規則照射野按有效面積周長比換算成等效方形野，再查表得PDD；對圓形野，只要面積與某一方形野的近似相同，就可認為等效[6]。

（3）C方法：Day氏法[7]。在不規則野計算點周圍建立起有效計算矩形或方形野。

（4）D方法：簡稱矩形法。即在不規則野劑量計算點周圍建立近似矩形，包括近點周圍的開放射野和遠離該點的遮擋部分。其矩形盡量使得射野被舍去部分的面積等于擋塊野被包進去部分的面積。當兩部分的面積近似相等時，意味著近似矩形野對計算點的散射貢獻與原射野相同，然后按Day法進行計算。

表1 不規則射野實測劑量與4種由百分深度劑量計算處方劑量結果

表2 不規則射野實測劑量與4種由百分深度劑量計算處方劑量結果

1.3 實驗方法

按實驗樣本要求制作3個規則擋塊的不規則射野和3個不規則擋塊的不規則射野，然后在西門子PRUMIS直線加速器6MV和15MV能量源皮距(SSD=100cm)的照射條件下，用max4000劑量儀、電離室（能量響應0.02）及二維水箱測量不規則射野等中心軸水下5cm處的吸收劑量。用上述4種計算百分深度劑量的方法計算出實驗樣本的PDD，然后計算不規則野處方劑量。

2 結果

不規則射野的實測劑量與用4種百分深度劑量計算的處方劑量結果見表1、表2。我們以實際測量的結果作為標準，其他方法計算所得的結果與之相比，發現A方法的相對誤差為1.26%～6.90%，平均3.67%；B方法的相對誤差為-0.04%～1.06%,平均0.47%；C方法對規則擋塊射野的相對誤差為-0.01%～0.49%,平均0.24%；C方法對不規則擋塊射野的相對誤差為-0.05%～1.05%，平均誤差為0.69%；D方法的相對誤差為-0.11%～0.42%，平均0.28%。

3 討論

在臨床上,對腫瘤患者進行放射治療時,為盡可能使腫瘤組織受到高劑量射線的照射,同時要盡可能地保護重要器官和正常組織,我們經常需應用鉛擋塊來保護照射野內的正常組織和重要器官。這樣在規則照射野中加入鉛擋塊,從而形成不規則照射野。擋塊不僅改變了射線的輸出量，也改變了體模中各個計算點的散射體積。射線輸出量的改變可以用穿射因子來校正，這樣影響PDD的主要因素就取決于散射體積。體模中任意一點的劑量由原射線(放射源的原始光子和一級準直器、擋塊的散射光子)和體模的散射光子兩部分劑量組成。不規則野的原、散射線計算方法是計算不規則射野劑量分布的通用方法，涉及到多參數的計算，手算不方便。除斗篷、倒Y形射野和少數較復雜的射野的劑量計算用此法外，較常用的是D方法。

Day氏法本質上也是將射線分成原射線和散射線分別計算，在不規則照射野劑量計算中，關鍵在于有效計算野的確定。我們研究的邊角擋塊，有形狀規則和不規則擋塊，規則擋塊射野用Day氏法[8]能夠建立兩個有效計算野，劑量計算時包括原射線和大部分散射線，計算精度與D法基本相同。但是對不規則擋塊射野，劑量計算不僅困難，且誤差大，限制了Day氏法的臨床應用范圍。

直接查表法是按照規則照射野的數據直接查表得PDD,使用很方便，但是它沒有考慮增加擋塊后散射體積的減少,結果造成查表所得PDD值比不規則照射野實際值偏高，而且誤差隨擋塊體積增大而增大，從數學原理上也不成立,我們認為不宜使用。

有效面積周長比法考慮了增加擋塊后造成的散射體積減少，把實際的不規則照射野換算成等效方形野，計算精度與實際測量結果相比，誤差控制在1%以內。它適用于任何形狀的不規則照射野,計算有效面積與周長的比值,得到等效方形野的邊長,工作量D法相比很小，與Day氏法相比等效方形野可以很快計算得出，不存在因為擋塊不規則而不適計算的問題。因此,有效面積周長比法既保證了計算精度，又方便實用，且便于標準化操作，我們認為它是日常臨床處方劑量中計算百分深度劑量的最佳方法。

[1]Yi-min Hu,Hong-zhi Zhang,Jian-rong Dai,Radiation Oncology Physics[M].Beijing:Atomic Energy Press,1999:180-187.

[2]張紹剛.放射治療中常規劑量的測算(之二)—臨床處方劑量的計算[J].醫療裝備,2009,(5):1-10.

[3]MeredithWJ, Neary GJ.The production of isodose curves and calculation of energy absorption from standard depth dose data[J].Br J Radiol,1944,17(1):75-126.

[4]Cunningham JR.Scatter-air ratios[J].PhysMed Biol,1972,17(1):42-51.

[5]CLARKSON JR. A note on depth doses in fields of irregular shape[J].Br J Radiol,1941,14:265.

[6]BRJ. Central axis depth dose data for use in radiotherapy[J]. Br J Radiol Suppl,1983,(17):199-205.

[7]DAY M J. A note on the calculation of dose on X-ray field[J].Br J Radiol,1950,23:270.

[8]沈國輝,等.電子線靶區劑量計算軟件的設計和實現[J].中國醫療設備,2008,(7):16-18.

[9]金浩宇,呂慶文,等.一種計算不規則野的散射劑量的方法研究[J].實用放射學雜志,2005,(7):750-752.

Calculation of the Percentage Depth Dose for Irregular Beam Fields

XU Yi-wu, LIN Yi-kuang
Radiation Oncology Department, Ningde Hospital, Ningde Fujian 352100,China

R815

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.011

1674-1633(2011)02-0039-03

2010-09-14

2010-09-26

作者郵箱：zrxyw@yahoo.com.cn

Abstract:ObjectiveTo explore a rapid method of calculating an percentage depth dose for irregular beam fields.MethodsWorked out the percentage depth dose of irregular fields by means of A、B、C、D.Then compared the prescription doses and those measured.ResultsThe average error of the method A is 3.67%,the average error of the method B is 0.47%.For the method C,the average error of rules block radiation beam fields is 0.24%, the average error of irregular block radiation beam fields is 0.69%.The average error of the method D is 0.28%.ConclusionIn calculation of the percentage depth dose of iregular beam fields,the average error of the method B is 0.47%,it is less than ±1%.The method B is convenient for standardized operations and meets the accuracy demand.

Key words:linear accelerator; irregular field; percentage depth dose(PDD); radiotherapy