Delta4 混合分辨率對劑量驗證結(jié)果的影響

胡勝文，郭瑞鋒，李伶

廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院放療機房 （廣東湛江 524001）

放射治療是腫瘤治療的三大手段之一。劑量驗證是調(diào)強放射治療[1]（intensity-modulated radiotheraoy，IMRT）和容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強放射治療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）[2-3]必須執(zhí)行的步驟，其目的是保證醫(yī)用直線加速器輸出劑量的準確性，實現(xiàn)精確放療，保證腫瘤患者的治療效果，同時盡可能地減少危及器官受到不必要的損傷。影響驗證結(jié)果的因素主要來自加速器、驗證設(shè)備和放療計劃系統(tǒng)三方面[4]。驗證設(shè)備影響驗證結(jié)果的主要原因為，不同廠家驗證設(shè)備的設(shè)計原理和分辨率均有所不同[5-9]，而不同的分辨率最終會導(dǎo)致不同的驗證結(jié)果[10-11]。本研究探討Delta4的混合分辨率設(shè)計對劑量驗證結(jié)果的影響，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

隨機選取2021年7月于廣東醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院腫瘤中心完成VMAT 計劃劑量驗證的20例患者，均采用飛利浦公司的Pinnacle39.8放療計劃系統(tǒng)進行雙弧計劃設(shè)計（共40個?。?，醫(yī)科達公司的Synergy 醫(yī)用直線加速器進行治療。20例患者中，宮頸癌2例，肺癌2例，鼻咽癌5例，肺癌腦轉(zhuǎn)移瘤5例，乳腺癌6例。

1.2 方法

1.2.1 驗證設(shè)備

Delta4是ScandiDose 公司（Uppsala，Sweden）設(shè)計的三維劑量驗證設(shè)備。該設(shè)備采用聚甲基丙烯酸甲酯（polymethyl methacrylate, PMMA）材料作為模體，在模體中的垂直（一個主單元）和水平（兩個翼單元）方向插入兩個正交的探測平面，1 069個p-Si 探頭按照中心區(qū)域（6 cm×6 cm）間距5 mm、外圍區(qū)域（最大達到20 cm×20 cm）間距10 mm 的規(guī)則分布在兩個探測板上。由于兩個探測板的中心（間距5 mm）和外圍（間距10 mm）探頭的分辨率不一致，本研究稱其為混合分辨率。

1.2.2 數(shù)據(jù)獲取及處理方法

在Delta4上按照劑量驗證流程完成40個弧的劑量驗證。在3 mm/3%的條件下，將探頭矩陣數(shù)據(jù)的顯示模式設(shè)置為“Gamma Index”，然后將包含有γ 通過率的矩陣數(shù)據(jù)保存為文本文件，＜1表示該點通過劑量驗證，≥1表示該點未通過劑量驗證[12]。最后對這些數(shù)據(jù)做如下處理：（1）計算原矩陣的γ 通過率（矩陣數(shù)據(jù)中＜1的點的數(shù)量÷點的數(shù)量），得到混合分辨率下的γ 通過率，即Delta4測得的γ 通過率；（2）刪除處于半整數(shù)厘米處的探頭數(shù)據(jù)，即刪除X 和Y 坐標軸上刻度為0.5、1.5、2.5 cm 處的數(shù)據(jù)，得到一個新的γ 通過率的矩陣數(shù)據(jù)；（3）同理計算新矩陣的γ 通過率，得到均勻分辨率下的γ 通過率。

1.3 觀察指標

比較兩種分辨率下的γ 通過率。

1.4 統(tǒng)計方法

采用SPSS 25統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析，首先對數(shù)據(jù)進行正態(tài)檢驗，若數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布則采用配對t檢驗，若不服從正態(tài)分布則采用Wilcoxon配對秩和檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

正態(tài)檢驗結(jié)果顯示，40對數(shù)據(jù)均不符合正態(tài)分布（P＜0.05）。Wilcoxon配對秩和檢驗結(jié)果顯示，均勻分辨率下的γ 通過率為（0.9711±0.0223），高于混合分辨率下的（0.9657±0.0258），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。兩種分辨率下的γ 通過率的分布情況見圖1，γ 通過率的偏差分布情況見圖2。

圖1 兩種分辨率下的γ 通過率的分布情況

圖2 γ 通過率的偏差分布情況

3 討論

γ 通過率反映的是在測量平面上測量的劑量與放療計劃劑量的吻合程度[12]，γ 通過率越接近于100%，代表測量劑量與計劃劑量的吻合程度越高，一般認為γ 通過率＞90%[4]的放療計劃方可進行臨床應(yīng)用。

劑量驗證的原理是使用一定數(shù)量的探頭在射線照射空間中進行采樣，采樣的間距越小，分辨率越高，測量結(jié)果越接近真實的劑量分布，這也是用戶所期盼的；但是對生產(chǎn)廠家而言，分辨率越高，需要的探頭也越多，制造成本也會隨之增加，而低分辨率設(shè)備所需要的探頭較少，成本也隨之降低，但得到的測量數(shù)據(jù)較為粗糙。ScandiDose 公司在設(shè)計Delta4 時，可能考慮在中心區(qū)域的小范圍內(nèi)提供較高分辨率以提高數(shù)據(jù)的準確性，同時考慮到成本因素，在外圍區(qū)域采用較低的分辨率。

本研究通過刪除在Delta4探測平面坐標軸上半整數(shù)厘米刻度處的γ 通過率的方法，將混合分辨率下的γ 通過率修正為均勻分辨率下的γ 通過率，發(fā)現(xiàn)兩種分辨率下的γ 通過率的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），即均勻分辨率下的γ 通過率及標準偏差均優(yōu)于混合分辨率下的結(jié)果，因此，我們不建議廠家設(shè)計混合分辨率的劑量驗證設(shè)備，采用均勻分辨率的探測平面設(shè)計將能更準確地反映劑量驗證的結(jié)果，同時均勻的高分辨率下的驗證結(jié)果更接近真實情況。其他研究也討論了不同分辨率的設(shè)備對劑量驗證通過率的影響[10-11]，但均是基于不同分辨率的不同設(shè)備進行的，與本研究的方法存在差異，不具有可比性。

綜上所述，Delta4在出廠時采用混合分辨率的設(shè)計，本研究通過對比發(fā)現(xiàn)，均勻分辨率下的γ通過率優(yōu)于混合分辨率下的結(jié)果，因此，建議廠家采用均勻的劑量探測板設(shè)計，并盡可能采用高分辨率，為用戶提供更準確的數(shù)據(jù)。