床面傾斜對Mapcheck 2調強劑量驗證通過率的影響

李歡，王繼平（通信作者）

1 黃岡市團風縣人民醫院放療科 （湖北黃岡 438000）；2 黃岡市中心醫院放療科 （湖北黃岡 438000）

放射治療技術的迅速發展，使得調強放射治療（intensity modulated radiation therapy, IMRT）在各大醫院放射治療中心成為主流治療手段。相比于三維適形放射治療，IMRT精確度更高，技術也更為復雜，為確保計劃的安全實施，對治療計劃系統生成的治療計劃劑量分布和加速器實際照射分布的劑量驗證尤為重要[1]。目前的技術條件下，治療計劃驗證通過率越高是治療的準確性越高的必要條件[2]。三維適形放射治療計劃設計時采用正向優化算法，而IMRT技術采用逆向優化算法，其隨機性和穩定性難以控制，故需要對計劃的劑量分布進行驗證以確保患者計劃能夠安全無誤的實施。而對劑量分布進行驗證時，多數放射治療中心是采用Mapcheck劑量測量系統測量調強驗證計劃的Gamma通過率來判斷調強計劃是否合格[3-4]。在臨床中，定位CT和加速器治療床面都可能出現傾斜，如CT附加定位平板傾斜、患者長期習慣性一側上床造成左右方向傾斜、床前側負重造成頭足方向傾斜等[5]。由于床左右方向傾斜已有研究，本研究通過使用Mapcheck 2在加速器治療床上用不同厚度的固體水制造坡度值差模擬床面傾斜程度，研究床面頭-足（即加速器G-T方向）傾斜對Mapcheck 2劑量驗證通過率的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機選取2018年2-5月在我科瓦里安加速器上進行的10例放射治療驗證計劃，其中，頭頸部腫瘤驗證計劃6例，胸部腫瘤驗證計劃2例，腹部腫瘤驗證計劃1例，盆腔腫瘤驗證計劃1例。

1.2 方法

1.2.1 IMRT驗證計劃設計

（1）建立QA模型：將Mapcheck 2二維半導體矩陣在CT平板床上擺好位置后，加3 cm厚的固體水，在CT模擬機下掃描，圖像傳到我科Pinnacle 9.10治療計劃系統上進行影像重建，勾畫模體外輪廓，確定坐標原點，并設為QAISO，此模體作為所有治療計劃進行平面劑量驗證的驗證模體。（2）創建QA驗證計劃：IMRT計劃設計好經醫師確認后，在Pinnacle 9.10治療計劃上通過QA Tools界面做QA驗證計劃；將治療計劃移植在QA模體上，治療計劃每個射野的機架角度、準直器角度和治療床角度都設為0°，然后將此計劃移植到驗證模體上；按Pinnacle 9.10計劃系統要求，有步驟地完成每一步操作，然后計算所有射野的劑量分布，將生成后的文件導出并保存，QA驗證計劃建立完畢。

1.2.2 床面傾斜模擬

加速器等中心質量保證后，水平木板置于加速器治療床面上，調節水平并保持固定。M apcheck 2置于水平木板上，利用其底部3個旋鈕調節至水平位置，以保證Mapcheck 2探測器平面垂直于射線束。模擬床面傾斜時，使用固體水1、2、5、10 mm組合墊放在Mapcheck 2一端，合成幅度為1、2、3、5、7、9、11 mm床面傾斜。本研究模擬患者G-T方向的傾斜情況。

1.2.3 Mapcheck 2二維矩陣

本研究采用Mapcheck 2二維探測矩陣，有效測量射野面積為32 cm×26 cm，SunPointTM 半導體探測器數量為1 527個，10 cm×10 cm面積內探頭數量為221個，探頭厚度為0.03 mm，面積為0.64 mm2，探頭體積為0.000019 cc。Mapcheck 2作為最新進的調強驗證半導體二維矩陣，具有高度的靈敏度和精確度。

1.2.4 Mapcheck 2校準

（1）矩陣校準。Setup ＞ Calibrate Array ＞ Array Calibration窗口打開，Gan = 0 ,Col = 0 ，將 Mapcheck 2 按水平擺放在治療床上，野面積37 cm×37 cm，光野十字線與Mapcheck 2 的 C點十字線對準重合，SSD 為100 cm。Step A ：野面積 X = 27 cm ，Y = 33 cm，點擊 Start ，出束 200 MU （劑量率與實際治療劑量率一致）后 Stop ＞ Next。Step B ：將 Mapcheck 2 順時針方向旋轉 90 °，光野十字線與 Mapcheck 2 的 C 點十字線對準重合，點擊 Start ，出束 200 MU （劑量率與實際治療劑量率一致）后 Stop ＞ Next。Step C ：將 Mapcheck 2 再次順時針方向旋轉 90 °，光野十字線與 Mapcheck 2 的 C點十字線對準重合，點擊 Start ，出束 200 MU （劑量率與實際治療劑量率一致）后 Stop ＞ Next。Step D ：移動 Mapcheck 2，使得光野十字線與 Mapcheck 2 的 D 點十字線對準重合，點擊 Start ，出束 200 MU （劑量率與實際治療劑量率一致）后 Stop ＞ Next。Step E：移動Mapcheck 2，使得光野十字線與 Mapcheck 2的 E 點十字線對準重合，點擊 Start ，出束200 MU（劑量率與實際治療劑量率一致）后 Stop ＞ Finish。半導體探測器敏感性修正完成后，可查看修正結果曲線。確認曲線無誤后 Apply ＞ Save。（2）絕對劑量校準。Gan= 0，Col= 0，將Mapcheck 2擺好位置，光野十字與Mapcheck 2的C點十字線重合，源到Mapcheck 2設備表面的SSD=98.8 cm，再加3 cm固體水。軟件 Setup＞Calibrate Dose＞ 野面積10 cmx10 cm＞Start ＞出束100 MU（劑量率與實際治療劑量率一致）＞Stop。Dose輸入相應能量在相同擺位與出束條件下，深度5 cm時電離室測量的絕對劑量值。Energy輸入射線能量，Comment輸入日期與加速器型號，最后Add Dose Calibration。

1.3 臨床評價

（1）驗證計劃劑量測量：擺位中心定義為Mapcheck 2表面C點，劑量歸一點選擇QA-ISO為中心點，按要求擺好位后，上方加3 cm厚固體水，機架、準直器、床角度均為0°，然后按QA計劃要求加速器出束，最后通過Gamma分析比較測量值和計劃值3%，3 mm通過率，并做好相應的記錄。（2）模擬床面傾斜劑量測量：Mapcheck 2按驗證計劃測量時相同要求擺位，然后在其底部一端加1 mm固體水，使前后兩端偏差為1 mm，該位置定義為模擬床面傾斜1 mm；同理在其底部一端加2 mm固體水，使前后兩端偏差為2 mm，該位置定義為模擬床面傾斜2 mm。其他模擬位置類推，依次得到模擬床面3、5、7、9、11 mm傾斜。按同樣要求出束照射，通過Gamma分析比較測量值和計劃值3%，3 mm通過率，并做好相應的記錄。

1.4 統計學處理

采用Mapcheck 2自帶對比分析軟件工具分析床面不同傾斜時測量劑量和計劃劑量的分布差異，本研究選擇Gamma（γ）分析法，（3%，3 mm）絕對劑量分析標準。采用SPSS 20.0 統計軟件進行數據分析，計量資料以±s表示，采用t檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

在無床面傾斜條件下，10例患者IMRT劑量驗證通過率為（94.84±2.29）%。IMRT患者傾斜1、2、3、5、7、9、11 mm的通過率分別為（94.72±2.31）%、（94.47±2.34）%、（94.01±2.42 ）%、（90.84±4.49 ）%、（91.69±2.63 ）%、（89.63±2.94）%、（86.51±2.48）%；與無傾斜對比，傾斜5 mm差異無統計學意義（P＞0.05），其余傾斜幅度差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1，表2。

表1 不同傾斜情況IMRT患者劑量驗證Gamma通過率統計結果

表2 0 mm與其他傾斜度Gamma驗證通過率配對t檢驗結果

3 討論

近年來，隨著科學技術的飛速發展，以IMRT為代表的精確放射治療技術已在各醫院腫瘤放射治療中心迅速開展，調強放射治療由于治療精度高、技術難度大，放射治療質控很關鍵。患者在開展調強放射治療前，物理師必須要對計劃進行劑量驗證，實際治療前進行劑量分布驗證是質量控制的重要一環，能保證設計的治療計劃與實際治療獲得的劑量分布吻合，從而保證治療效果[6]。而Mapcheck劑量測量系統已經成為直線加速器放射治療計劃劑量驗證的常用測量工具之一[7-11]。利用Mapcheck劑量測量系統開展放射治療計劃的驗證工作，測量射野劑量分布時，其能響度好、靈敏度高，能快速、精確地顯示所測量劑量分布的測量結果[12]。

調強計劃驗證的通過率受多種因素影響[13]，本研究劑量驗證采用Gamma（γ）分析法，通過率標準為3%，3 mm進行驗證。Ezzell等[14]選擇頭部≥88%、非頭部≥95%，本研究選擇選擇頭部≥90%、非頭部≥95%。因不同地區、不同單位采用標準不同，在區間范圍內，進行統計學比較認為P＜0.05，即差異有統計學意義。本研究通過用固體水疊加模擬床面傾斜，探討床面前后傾斜程度對IMRT劑量驗證通過率的影響，進而表達定位CT掃描條件和治療條件床面前后傾斜時對劑量的偏差。研究模擬頭-足不同程度的傾斜對劑量驗證結果的影響，研究結果顯示，在IMRT患者劑量驗證中，床面傾斜為1、2、3 mm時，其驗證通過率相對正常水平參照組變化較小，與無傾斜對比，傾斜5 mm差異無統計學意義（P＞0.05），其余傾斜幅度差異有統計學意義（P＜0.05）。分析各組數據，發現第9組5 mm傾斜時劑量通過率與3 mm時劑量通過率和7 mm時劑量通過率相差比較大，具有個體化差異，可能與操作有關，屬于個體性事件。當床面傾斜程度為9、11 mm時劑量通過率開始顯著降低，明顯低于無傾斜時。床面傾斜對Mapcheck 2 IMRT劑量驗證通過率有影響，總體呈減小趨勢，但隨幅度遞減沒有規律性，傾斜幅度較小時，通過率減小不明顯，當傾斜幅度＞9 mm后對劑量驗證通過率產生較大影響。

綜上所述，在利用Mapcheck 2劑量測量系統進行調強計劃驗證時，矩陣水平與否直接影響驗證計劃的Gamma通過率，床面傾斜幅度的增大會導致Mapcheck 2調強驗證計劃的通過率呈整體下降趨勢，從而對三維劑量分布產生重大影響。因此，物理師定期檢測床板水平，做好放射治療質控顯得尤為重要。