EDOSE進行調強劑量驗證結果的評估

【作者】王小深，鞠忠建，徐偉，鞏漢順，蔣中凱，叢小虎中國人民解放軍總醫院 放療科，北京市，100853

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EDOSE進行調強劑量驗證結果的評估

【作者】王小深，鞠忠建，徐偉，鞏漢順，蔣中凱，叢小虎
中國人民解放軍總醫院 放療科，北京市，100853

【摘要】目的 使用EDOSE劑量驗證系統基于加速器電子射野影像系統（EPID）對靜態調強放療(IMRT)計劃劑量驗證結果的評估。方法 分析不同射野下EDOSE對EPID成像板劑量響應均勻性的修正；不同大小射野gamma通過率；比較EDOSE反推計算的相關參數與計劃系統的差異。結果 修正后EPID不同射野均勻區域圖像灰度值的均勻性較好；γ(3mm/3%)分析不同射野的通過率均在理想范圍。計劃系統和EDOSE劑量驗證系統分別計算危及器官的體積并比較，僅右肺存在統計學差異；計劃系統和EDOSE劑量驗證系統反推計算DVH比較，部分結果存在統計學差異。結論 EDOSE與計劃系統具有契合度較高的計算和分析結果。

【關 鍵 詞】EDOSE；EPID；劑量驗證

0　引言

放療技術發展迅速，調強放療逐漸成為主流放射治療模式，能夠更好的減少病人的副反應并提高療效[1-3]。隨著調強放療治療比例不斷增加的同時也增加了物理師進行調強計劃劑量驗證的工作強度。常規的劑量驗證方式主要為使用膠片或者不同類型的電離室矩陣進行驗證。現階段電離室矩陣為主流劑量驗證方式，但是其特性存在某些方面的不足：例如矩陣中電離室數量有限及間距較大，空間分辨率較差；多數較為笨重使用不夠方便；不能進行病人治療過程中的劑量驗證等。EPID成像具有較高空間分辨率并使用方便，現多用于病人擺位位置信息驗證[4-6]，同時多數學者通過不同的方法對使用EPID進行劑量驗證進行了探索[7-11]。EDOSE劑量驗證軟件基于加速器EPID進行病人劑量驗證，使用方便，可以進行病人治療前和治療過程中的劑量驗證。本文主要探討靜態調強計劃治療之前使用EDOSE進行劑量驗證結果的評估。

1　設備和方法

進行劑量驗證所使用的設備主要有：醫科達（Elekta）Snergy-s治療系統和電子射野影像系統（EPID），RAYDOSE?公司EDOSE劑量驗證軟件，Pinnacle 8.0計劃系統，ImageJ圖像分析軟件，SPSS 19.0。

首先，將加速器EPID移到合適位置并將治療床移出照射野范圍。然后，分別在機架和機頭都為0度時，使用EDOSE劑量驗證系統分別采集束流200 MU時不同照射野5.2 cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm的EPID信息并保存。最后，將不同大小射野的經過EDOSE修正的dicom格式圖像導出，再用ImageJ讀取圖像像素值并使用SPSS 19.0分析其均勻性，使用變異系數(C.V)表示。

在Pinnacle計劃系統中針對上述射野及參數使用均勻水模體模擬計算并將數據導入EDOSE劑量驗證系統。將不同大小的射野數據使用EDOSE劑量驗證系統反推到均勻水模體中計算，并與計劃系統所得結果進行比較得到γ(3 mm/3%)通過率。

選取8例Pinnacle8.0計劃系統單側肺癌的靜態調強放療計劃，并分別傳輸到Synergy-S加速器治療系統和EDOSE劑量驗證系統。在病人QA模式下分別使用EDOSE劑量驗證系統采集8例單側肺癌病人束流信息并保存。分別使用EDOSE劑量驗證系統對采集的8例單側肺癌數據進行反推計算，將所得結果與計劃系統導出結果進行比較。分別比較兩者計算出的危機器官的體積和DVH，使用SPSS19.0分別進行配對樣本t檢驗，并記錄γ（3 mm/3%）通過率。

2　結果

5.2cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm大小射野經修正后均勻區域圖像像素值的變異系數分別為0.45%、0.44%、0.46%、0.44%。不同大小的射野在均勻水模體中模擬計算的γ通過率分別為：99.32%、99.58%、98.34%、97.8%。

8例單側肺癌計劃危及器官的體積與計劃系統導出危機器官的體積比較，右肺具有統計學差異。統計結果見表1。

對TPS和EDOSE分別計算所得結果的DVH進行比較：Body的V20、V10、V5，患側肺V20、V10和全肺V20存在統計學差異。統計數據見表2。

8例靜態調強計劃的γ（3 mm/3%）通過率分別為：96.4%，95.24%，94.23%，93.71%，97.33%，97.25%，97.61%，91.73%。

3　討論

多數醫院EPID僅用于病人體位驗證[4-6]，造成一定程度的資源浪費。該文主要針對EDOSE用于治療前的劑量驗證結果的評估。由上述結果可知EDOSE針對加速器EPID平板的劑量響應的均勻性修正相對于常規膠片驗證的膠片劑量響應均勻性[12, 13]具有較好的結果，滿足臨床要求。不同射野在均勻水模體中EDOSE測量反推結果與計劃系統所得結果比較具有較高的γ通過率。該研究基于醫科達（Elekta）Snergy-s治療系統，加速器多葉光柵（MLC）等中心處厚度為0.4 cm，沒有鉛門，無法形成整數大小射野且最大射野為16 cm×21 cm。

表1　計劃系統和EDOSE劑量驗證系統計算區域內的計劃靶區和危機器官的體積Tab.1 The volume of PTV and OAR in calculated region of TPS and EDOSE

使用EDOSE所計算危及器官體積與計劃系統計算結果差異較小可接受。對于不同危及器官的不同劑量的百分體積部分具有統計學差異，究其原因具有多方面因素影響：由于EDOSE本身反推算法與計劃系統之間的差異導致；由于加速器本身多頁光柵的到位精度的差異導致測量結果存在差異，但此因素影響較小，由于測量結果為加速器MLC經過保養和校準之后進行的測量；最后可能由于EDOSE劑量驗證系統數據擬合與計劃系統數據并非完全一致導致。在計算靶區及OAR體積差異較小的情況下，劑量計算部分存在差異由多因素導致，但在差異較小的情況下可以接受。經過三維的γ(3 mm/3%)分析所測調強計劃的通過率分別較高。

4　結論

經過多方面的分析，EDOSE具有良好的數據采集處理能力；使用EDOSE劑量驗證系統基于EPID進行靜態調強計劃的治療前驗證具有正常的γ通過率，對所采集數據進行反推計算具有較科學的結果。

表2　不同劑量對應危機器官的百分體積Tab.2 The dose percentage volume of different OARs

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Evaluation of the EDOSE for IMRT Delivery Quality Assurance

【Writers】WANG Xiaoshen, JU Zhongjian, XU Wei, GONG Hanshun, JIANG Zhongkai, CONG Xiaohu
Department of Radiotherapy, PLA General Hospital, Beijing, 100853

【Abstract】Objective Evaluation of intensity-modulated radiation therapy(IMRT) delivery quality assurance(DQA) using EDOSE software based on accelerator electronic portal imaging device (EPID). Methods Analysed the dose response uniformity correction of EPID imaging plate in different fields and the gamma pass rates about the fields; And compared the calculated parameters of the EDOSE and the Pinnacle planning station. Results The uniformities on the homogeneous region of the fi elds are good after who corrected by EDOSE. The gamma（γ, 3mm/3%) pass rates are in the ideal range. The volume of the organs at risk(OAR) have no statistical signifi cance except the right lung; A part of the parameters have statistical signifi cance. Conclusions The results of the calculation and analysis of EDOSE has a high agreement with the planning system.

【Key words】EDOSE, EPID, delivery quality assurance

【中圖分類號】R730.5

【文獻標志碼】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2016.02.022

文章編號：1671-7104(2016)02-0147-03

收稿日期：2015-12-04

基金項目：中國人民解放軍總醫院轉化醫學基金(105059)

作者簡介：王小深，E-mail: wangxiaoshen0408@126.com

通信作者：鞠忠建，E-mail: 15801234725@163.com