自制一楔合成計算軟件在二維放療中的應用探討*

梁鴻鵠， 齊 曼， 王立志， 鄭艷杰， 宋 冀＊＊， 左彥珍， 孫大永

(1河北省承德市中心醫院， 河北 承德 067000 2.承德醫學院， 河北 承德 067000)

放射治療時，為滿足劑量學分布的需求，常會使用楔形板，以往的幾個固定角度楔形板(15度、30度、45度、60度)不能完全滿足現代放療的需求［1］。以醫科達Precise treatment system為代表的直線加速器采用一楔合成技術，實現任意角度的楔形野，臨床上稱為一楔多用或一楔合成［2］，能較好地滿足臨床需要。在三維治療時，通過計算機三維放射治療計劃系統(TPS)即可方便實現，但在二維放療時采用手工計算，則繁瑣且極易出錯［3］。我院自行設計一套計算軟件，很好的解決了這一問題。

1 材料與方法

1.1 材料:研究對象是瑞典醫科達雙光子高能醫用電子直線加速器及TPS;指型電離室;靜電計;二維矩陣;固體水模體;VC++6.0編程軟件;計算器。

1.2方 法

1.2.1 原理:當二個照射野成交角照射時，一定角度的楔形板可使二交角照射野的劑量分布更均勻。所謂一楔合成，就是將一個楔形角較大(楔形角為60度)的楔形板作為主楔形板，按一定的劑量比例，使60度楔形照射野與平野輪流照射，合成0～60度間任意楔形角度的楔形野，從而最大限度地滿足了治療劑量分布需要。這在三維放療時，通過TPS方便實現。但在二維放療時欲使用任意角度楔型野，其計算很復雜。

當二個交角照射野的中心軸相交角度為θ時，二個照射野需加α度楔形板使劑量分布趨于均勻，可以根據選楔形角公式得出近似值或使用TPS做出更精確的計算。幾個固定角度楔形板，可通過事先計算好的數據表查表實現，但如需其他任意角度的楔形板時，就要進行復雜的計算。

1.2.2 計算過程:在使用一楔合成技術時需要進行如下計算［4］:設:主楔形板的角度為α主，在醫科達加速器上α主=60度;合成后的楔形野的楔形角為α;則兩者的關系為:tgα=k×tgα主，其中，k為平野和 α 主=60度的主楔形野的腫瘤劑量比，即，公式中:Dα主為60度主楔形野給予腫瘤靶區的劑量;D開為開野即無楔形板照射野給予腫瘤靶區的劑量。設60度主楔形野的楔形因子為FW60(該值由實際測量得到)，那么合成后的楔形角為α的楔形野的楔形因子為FWα，根據楔形因子的定義得到，如此得出合成為α角度的楔形照射野的60度楔形野與開野的DT量(靶區或腫瘤劑量)分配比，從而得出楔形角為α的楔形野的開、楔野DT劑量，然后再根據處方劑量計算公式分別計算60度主楔形野和開野的DM量及機器MU數。

圖1

1.2.3 軟件設計:如上述，一楔合成技術的應用要進行的計算量大，易出錯。為解決這一問題，筆者應用VC++編程，來實現任意角度楔形野的開、楔野配比計算，并直接得出開、楔野的DT劑量，簡化了二維放療中應用一楔合成時的計算過程，提高了工作效率。

下面為軟件的介紹:

圖2

A為應用的楔形板角度，取值為0～60度之間任意的整數角度;B為當前照射野給予腫瘤靶區的總DT;C為計算后得到的60度主楔形野所占份額的DT;D為計算后得到的開野所占份額的DT;E為計算按鈕;F為清空按鈕;G為關于按鈕;H為退出按鈕

通過上述軟件計算后得到的任意角度楔形野的開、楔野DT劑量，再應用處方劑量計算公式分別計算開、楔野的處方劑量即可。

1.2.4 驗 算

1.2.4.1 與手工計算結果對比:見表 1。

表1 與手工計算結果對比

表1為6MV X線DT劑量開、楔野分配比的手工計算與軟件計算的數值比較(角度取值為每5度)。

1.2.4.2 與TPS計算結果對比:用 TPS對上述驗算進行在檢驗，結果一致。

1.2.5 實 測

1.2.5.1 加速器實測:在加速器上實測，結果一致。

1.2.5.2 計算機實測:在 WindowsXP 和 Windows8 系統測試通過。

2 結果

自行設計的計算軟件，用于二維放療中應用一楔合成技術實現任意角度楔型野時的計算，同時使用手工計算及TPS對不同角度情況進行驗算，結果準確。在加速器上實測，完全一致，臨床使用安全可靠。在WindowsXP和Windows8系統運行測試通過。

3 討論

腫瘤放射治療雖然已經進入三維適形放射治療時代，但是傳統的二維放射治療在臨床的應用中仍有一席之地，對于常用的骨轉移癌除痛治療、位置比較表淺的腫瘤等，仍然可以應用二維放射治療技術，不僅達到了治療目的還降低了治療費用。在臨床治療中對于上述技術的應用，經常使用的是二照射野交角給野方式，為了使照射區域的劑量分布趨向于均勻，就要對照射野進行修正，修正的主要方法就是應用楔形板。

［1］ 胡逸民.腫瘤放射物理學［M］.北京:原子能出版社，1999.427～429.

［2］ 殷蔚伯，余子豪，徐國鎮等.腫瘤放射治療學［M］.第4版.北京:中國協和醫科大學出版社，2008.42～43.

［3］ 原著:Faiz M.Khan主譯:劉宜敏，石俊田.放療物理學［M］.第 4 版.北京:人民衛生出版社，2011.147～148.

［4］ Peter Metcalfe，等.The Physics of Radiotherapy X-rays and Electrons［M］.Madison，Wisconsin:Medical Physics Publishing，2007.42.