Oncentra中異質性校正對絕對劑量驗證的影響研究

沈文同　陳　毅　張毅斌　趙勝光

作者單位：200025 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射治療科

Oncentra中異質性校正對絕對劑量驗證的影響研究

沈文同陳毅張毅斌趙勝光

作者單位：200025 上海交通大學醫學院附屬瑞金醫院放射治療科

【摘要】目的分析Oncentra中異質性校正對絕對劑量驗證的影響。方法應用醫科達Oncentra v4.1SP2計劃系統設計36例計劃，其中逆向調強計劃18例，三維適形及簡單調強計劃(總子野數≤10)18例，對應每類計劃，頭頸部、胸部、腹部計劃各6例。將以上計劃移植到固體水上，分別在使用和不使用異質性校正的條件下，計算出電離室體積內的平均劑量，比較兩者與電離室測量所得劑量的差異。結果對于所有病例，不使用均質性校準與同時使用均質校準且將電離室密度指定為水時TPS計算所得結果完全一致。除頭頸部機架歸零時6例調強病例在僅使用非均質較正時所得結果更接近實測結果外，其余病例，均是僅使用非均質校正時，TPS計算所得結果與實測值偏差較大。僅使用非均質校正時與實測值的差異與另外兩種情況下TPS計算值與實測值的差異相比有統計學意義(P<0.05)。結論在利用Precise加速器及Oncentra v4.1SP2 CC算法進行精確放射治療時，點劑量驗證應在機架不歸零的情況下測試，且TPS中計算時可在不使用均質修正或使用非均質修正且將電離室密度指定為水的情況下進行。

【關鍵詞】精確放射治療；絕對劑量驗證；收縮卷筒算法

Research on the Effects of Inhomogeneity Correction on Absolute Dose Verification in Oncentra

SHENWentong，CHENYi，ZHANGYibin，etal.RuijinHospital，ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shanghai，200025

【Abstract】ObjectiveTo analyze the effect of inhomogeneity correction on absolute dose verification in oncentra.MethodsOncentra v4.1SP2 was used to set up 36 plans，18 were reverse intensity-modulated plan，and 18 were three dimensional conformal and simple intensity modulated plan(whose sub-field smaller than 11).There were 6 patients each for head and neck，chest and abdomen in both plans.Transplanting all the plans to the Quality Assurance(QA) phantom and calculate the mean dose of the detector use the inhomogeneity correction or not，and the difference between mean dose and detector measured were compared.ResultsWe obtained the same results for all the cases when we calculate the point dose and set the chamber density to water，whether use inhomogeneity correction or not.For all the dose difference between calculated by TPS and measured by chamber，the bigger difference were found when only use the inhomogeneity correction by TPS，except for 6 cases of head and neck whose gantry angle set to zero when make the dose validate.There were significant differences between the difference obtained when only use inhomogeneity correction and the difference obtained use inhomogeneity correction and set the chamber density to water(P<0.05).ConclusionThe gantry angle must be set to original when we make the absolute dose validation for treatment planning calculated by CC in Oncentra v4.1SP2 and Precise accelerator，at the same time use inhomogeneity correction and set the chamber density to water or not use inhomogeneity correction for the dose calculation.

【Key words】Precise radiotherapy；Absolute dose verification；Collapsed cone algorithm

(ThePracticalJournalofCancer,2015,30:301～303)

絕對劑量驗證是保證患者放射治療得以安全進行的重要步驟，尤其對于精確放射治療，更是如此。作為絕對劑量驗證的參照方，計劃系統計算所得劑量值是否準確，關系到絕對劑量驗證的成敗。而異質性校正的應用與否，對于電離室空腔劑量分布的計算有著重要影響，本文應用Elekta Precise加速器對36例病例進行絕對劑量驗證，探討對于Oncentra v4.1SP2進行絕對劑量驗證時，應用異質性校準與否對于絕對劑量驗證的影響。

1資料與方法

1.1　臨床資料

隨機選取我院2012年9月-2014年5月收治的腫瘤患者36例，其中頭頸部、胸部、腹部各12例，每個部位調強與三維適形各6例。頭頸部病例主要為腦瘤、食管癌、鼻咽癌，胸部病例主要為乳腺癌、肺癌、胸段食管癌及椎體瘤，腹部病例主要為宮頸癌、胰腺癌、腹部淋巴瘤及胃癌。

1.2　計劃設計

所有計劃均采用Oncentra v4.1SP2進行設計，其中對于調強計劃，選取的既有一程計劃又有二程計劃，射野個數為5~9個；適形計劃射野個數一般為2~3個。所有計劃均移植到絕對劑量驗證體模上，該體模分別由13塊1 cm、1塊0.2 cm、1塊2 cm厚的固體水平板組成、其中2cm的一塊中間留有放置電離室的圓孔，固體水選用IBA的SP34 QA Phantom 水模體。對于移植的驗證計劃，首先分為機架及小機頭歸零與不歸零兩種情況。對應于每種情況，又分為使用異質性修正、不使用異質性修正及使用異質性修正且將電離室部分密度指定為水3種情況，所以對應36例病例，共有216個計劃，對這些計劃進行劑量計算，均采用cc算法。對每個計劃的計算結果進行檢查，確保電離室所在區域劑量分布梯度不大。若電離室處于高劑量梯度區域，則調整驗證計劃等中心位置，使得電離室處于劑量平緩的區域。

1.3　絕對劑量測量

在進行絕對劑量測量前，利用IBA的FC65-P電離室(經國家劑量院刻度)及其配套靜電計、一維水箱對加速器絕對劑量進行標定，確保加速器在SSD=100 cm、射野大小為10 cm×10 cm時，射野中心軸上水下最大劑量點處滿足1 MU=1 cGy。測量絕對劑量時，將驗證模體按照計劃系統中的幾何位置進行擺放：對于射野中心未移動的計劃，利用激光燈和“十”子線投影，使探頭中心與加速器等中心重合，源到探頭距離為100 cm，源皮距為94.8 cm，探頭位于皮下5.2 cm處；對于射野中心有調整的計劃，按照計劃系統中調整后的條件進行擺位。所有病例均對機架及小機頭歸零與不歸零兩種情況進行測量。

1.4　絕對劑量驗證

因本研究中僅用FC65-P電離室進行點劑量測量，而電離室具有一定的體積大小，所測劑量為電離室腔體部分的平均劑量，故本研究以TPS計算所得電離室體積所對應的平均劑量，即為電離室實際應測得的劑量。將兩者進行比較，確定出TPS計算所得點劑量與實際劑量的差異。

1.5　評估方法

將所有結果按部位、照射技術、機架及小機頭是否歸零進行分組，分別比較對應組別中TPS計算所得電離室平均劑量與電離室實測劑量的差異，按以下公式計算出差異百分比：

Dif=(Champer_Tp-Champer_Ts)/Champer_Ts×100%，其中Dif為計算劑量與實測劑量差異的百分比，Champer_Tp為TPS計算所得電離室平均劑量，Champer_Ts為電離室實際測量所得劑量。

1.6　統計學方法

所有數據應用SPSS 19.0 軟件進行分析。差異百分比采用配對t檢驗，以P<0.05 為差異有統計學意義。

2結果

對于所有病例，無論是機架歸零度，還是未歸零度，未使用非均質校正計算所得的電離室平均劑量、最大劑量、最小劑量與使用均質校正同時將電離室密度指定為水時計算所得的電離室平均劑量、最大劑量、最小劑量均相同。在機架歸零情況下，對于頭頸部所有調強病例，僅使用均質校正時計算所得電離室平均劑量與實測劑量更接近，頭頸部適形病例及所有胸腹部病例，僅使用均質校正時計算所得電離平均劑量與實測劑量差異較大；對于機架不歸零的情況，所有病例在未使用均質較正時計算所得劑量與實測值更接近，見表1～表3。

對于CC算法，不使用均質校準與使用均質校準且將電離室指定為水兩者無統計學差異，兩者較僅使用均質校正更接近實測劑量，差異P值分別為0.044、0.042、0.003、0.021、0.037、0.041，具有統計學意義；對于前者，機架不歸零時所測劑量更接近實測劑量，差異同樣具有統計學意義。此外，從表中可以看出，頭頸部適形病例中第2例，當機架歸零的情況下進行絕對劑量驗證時，未使用校正和電離室密度指定為水且校正時，差異值為-2.01%均<3%，而使用校正時的差異也僅為-3.34%。而當機架不歸零進行絕對劑量驗證時，上述3種情況差異分別為3.67%、3.67%、3.69%，差異值明顯大于機架歸零時的值。

3討論

點劑量驗證是三維精確放射治療中保證患者準確、安全治療的重要一環。普遍接受的點劑量誤差范圍為3%，因此在進行點劑量驗證時，劑量計算條件的選擇對最終的結果影響巨大[1-4]。部分學者認為既然劑量算法考慮了非均質修正，那么在對點劑量進行計算時就無須考慮電離室空腔問題，只需直接計算；部分學者認為電離室是根據布拉格空腔理論制作的，因此實際計算時，電離室應與周圍物質電子密度相同，因此主張將電離室密度指定為水進行計算，更有人提出無須指定，而是直接不使用非均質修正進行計算[5-8]。三種方法均有其理論依據，但更與測量所用固體水、計劃系統劑量算法有著密切關系。理論上，不使用非均質修正與使用均質修正且將電離室密度指定為水兩者所得結果應一致，本課題組所得結論與此相符，說明CC算法對非均質修正有著充分的精度，且本院所用固體水電子密度與水的差別符合臨床要求。對于頭頸部調強，當機架歸零時，結果中僅使用非均質校準時所得結果更接近實測結果，而當對應病例在機架不歸零時所測結果顯示僅使用非均質修正時所得結果與實測偏差更大。這說明，對于頭頸部復雜計劃，在機架歸零時進行絕對劑量測量，有可能出現假陰性的驗證結果。

表1　頭頸部病例計劃系統計算值與電離室實測值差異

表2　胸部病例計劃系統計算值與電離室實測值差異

表3　腹部病例計劃系統計算值與電離室實測值差異

綜上所述，在利用CC算法設計的治療計劃中，點劑量的驗證應在機架不歸零時，同時用非均質修正且將電離室密度指定為水或不用非均質的情況下進行計算、測量。

參考文獻

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(編輯：吳小紅)

(收稿日期2014-07-28修回日期 2014-09-17)

中圖分類號：R730.55

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5930(2015)02-0301-03

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.02.044

通訊作者：趙勝光