吳偉章，朱夫海，王 勇，王姍姍

(中國人民解放軍空軍總醫(yī)院腫瘤放療科，北京100142)

螺旋斷層放療(Helical Tomotherapy，HT，TOMO)是治療腫瘤的一種新的放射治療技術［1-2］。它是利用安裝在滑環(huán)機架上的小型化直線加速器作360°旋轉，同時治療床可以往機架方向運動而作螺旋斷層照射。HT形成的劑量分布，既有調強放療劑量適形度高的優(yōu)點，同時又具有大量小野聚焦照射形成靶區(qū)外劑量下降快的特點，其質量保證(QA)工作尤為重要。目前TOMO所提供的解決方案是專用圓柱形模體(Cheese phantom)中采用膠片相對劑量和電離室同時測量點絕對劑量予以實現(xiàn)［3-5］。該方案需要使用膠片，測量的是某一冠狀面的劑量分布，不管是沖洗膠片還是免沖洗膠片，劑量測量都會受到一些外來因素的影響，而且使用上都很不方便。ArcCHECK是一種專為旋轉照射劑量測量而設計的4D探測器矩陣，具有1386個半導體探測器分布在圓柱型模體面上，可以測量該圓柱面上劑量分布。該模體擺位時直接用激光燈對模體上標記的十字線即可，方便快捷。數(shù)據(jù)的采集和分析由隨機標配的軟件“Patients”自動完成。本文選取36例患者的TOMO計劃用ArcCHECK進行劑量驗證，對測量的劑量分布進行γ分析，探討該模體能否滿足TOMO劑量驗證的要求。

1 材料與方法

1．1 儀 器

ArcCHECK模體，結構見圖1。在模體21 cm長的圓柱面上分布有1386個0．8 mm×0．8 mm半導體探測器，探測器間距為10 mm，探測器物理深度為29 mm，等效固體水深度為33 mm。

2 方法

在TOMO上進行絕對劑量刻度，刻度的擺位條件見圖2。射野大小5 cm×10 cm，機架角度0度，出束時間15～20秒，機器跳數(shù)200 MU左右。隨儀器帶的SNC Patient軟件內建有ArcCHECK絕對劑量刻度的標準程序，按照程序指導完成刻度。具體做法是在等效深度固體水下用電離室測量規(guī)定出束條件下的絕對劑量，在相同的出束條件下照射Arc-CHECK模體后，將電離室測量的絕對劑量輸入到程序中，完成劑量刻度。用TOMO的MVCT掃描Arc-CHECK模體，獲取模體MVCT圖像，傳輸?shù)絋OMO DQA Station軟件，生成DQA數(shù)字模體。在DQA Station中調用該DQA數(shù)字模體，將患者的TOMO計劃移植到模體上，用紅激光燈定位模體，再經(jīng)過計算得到可供執(zhí)行的DQA數(shù)字計劃。將DQA計劃的RT-PLAN和RT-DOSE兩個文件用DICOM傳輸工具導入到SNC Patient軟件中。

劑量驗證:連接 SNC Patient工作站和 Arc-CHECK模體，選取SNC Patient軟件中待驗證計劃劑量分布的計算結果，在TOMO治療機操作臺調用已完成的患者DQA計劃，按照紅激光燈擺位模體。出束照射，用SNC Patient收集測量的數(shù)據(jù)，生成劑量分布的測量結果。在Patients軟件中設置γ分析通過標準(3mm/3%)，對劑量分布的計算結果和測量結果進行對比分析，獲得γ分析的通過率。

3 結果

對36例患者DQA計劃測量結果進行γ分析，采用3mm/3%的Gamma分析標準，計算γ≤1像素點通過率，結果見表1。36例病人計劃劑量驗證的γ通過率平均值為99．7% ±0．6%，而且全部大于95%的接受標準。圖3是其中一位患者劑量驗證的γ分析圖。

圖1 ArcCheck模體結構圖

圖2 ArcCHECK絕對劑量刻度擺位條件

圖3 36例患者中其中1例ArcCHECK測量結果γ分析圖，最上面左邊為測量結果，右邊為計算結果

圖4 在ArcCHECK模體上進行DQA計劃設計時靶區(qū)在模體中位置的確定

表1 36例病人Tomotherapy治療計劃劑量驗證的通過率

3 討論

ArcCHECK是一種專門為旋轉照射劑量驗證而設計的圓柱體半導體4D探測器矩陣。從原理上講，它適用于Tomotherapy、RapidArc和 VMAT等旋轉調強治療技術的劑量驗證。由于探測器呈圓柱面排列，因此沒有角度效應，特別適合測量旋轉治療的劑量分布。通過對36例Tomotherapy治療計劃劑量驗證的結果分析表明ArcCHECK作為一種新型的劑量測量工具，測量通過率高，結果穩(wěn)定，可用于HT治療計劃的劑量驗證。它還具有驗證計劃設計簡便，驗證擺位方便，測量結果顯示實時和數(shù)據(jù)采集自動化程度高的特點。

測量結果采用γ分析方法，γ值是測量得到的劑量分布、參考劑量分布(計算得到的劑量分布)和γ通過標準的函數(shù)，在γ＞1的區(qū)域，表明測量結果未達到通過標準，γ≤1的區(qū)域，測量結果符合通過標準［6，7］。本文采用的γ通過標準是目前常用的標準，即van Dyke［8］推薦的3mm/3%標準。從測量結果來看，γ通過率非常高，甚至有很大一部分(52．8%)病例的通過率達到100%，雖然一方面和機器精度高，治療計劃計算結果可靠有關，但也需要分析其他原因。前面介紹，模體探測器陣列的間距是10 mm，因此跟膠片比起來，測量的分辨率就要低得多，如果在探測器之間的區(qū)域存在γ值大于1的地方，用ArcCHECK測量可能就會把這些點漏掉而沒有檢測出來。因為從整體上說來，γ值小于1的點要大大多于大于1的點，因此漏掉少數(shù)大于1的點對結果的影響會更大。因此，很有必要增加探測器的密度以提高測量結果的可靠性。

圖4是用ArcCHECK模體進行Tomotherapy DQA計劃設計的示意圖。雖然該模體用于Tomotherapy劑量驗證使用方便，結果穩(wěn)定可靠，但是就目前使用的版本而言，還有需要改進的地方。在調整靶區(qū)和模體的相對位置以獲得較好的測量結果過程中，如果靶區(qū)位置靠近人體中間，需要對模體進行偏心移動，使得靶區(qū)落在探測陣面上，這是由于模體中心的電離室插孔距離靶區(qū)太遠，基本無法進行靶區(qū)內感興趣點絕對劑量測量，如果靶區(qū)靠近人體外周，雖然不用作偏心擺位，但是又無法測量絕對劑量，而靶區(qū)內感興趣點的絕對劑量驗證是Tomotherapy劑量驗證的金標準，因此需要再進行一次絕對劑量的驗證，這不但增加了物理師的工作量，還增加了機器機時的占用和損耗，在治療病人較多的單位顯得很不經(jīng)濟。從圖3可以看出，劑量測量結果和計算結果進行γ分析時進行整個測量區(qū)域的分析，分析區(qū)域無法選擇和更改，這樣得到的分析結果包含的信息量較小。比如在測量通過率較低的情況下，有可能是靶區(qū)外的低劑量區(qū)結果較差，也有可能是問題出在靶區(qū)區(qū)域，需要分析靶區(qū)區(qū)域的測量結果，只進行全測量區(qū)域分析無法得出這些結果。測量過程中的模體擺位誤差基本可保證在1mm以內。因為使用ArcCHECK模體時治療床板從虛擬等中心到機器等中心處存在垂直下降約2mm的系統(tǒng)誤差，應在擺位時予以修正［3］

［1］ Mackie TR，Holmes T，Swerdloff S，et al．Tomotherapy:A new concept for the delivery of dynamic conformal radiotherapy［J］．Med Phys，1993，20(6):1709-1719．

［2］ Mackie TR，Balog J，Ruchala K，et al．Tomotherapy［J］．Semin Radiat Oncol，1999，9(1):108-117．

［3］ 徐壽平，鄧小武，戴相昆，等．螺旋斷層放療系統(tǒng)調強放射治療驗證［J］．中華放射腫瘤學雜志，2008，17(5):395-397．

［4］ Xu SP，Deng XW，Dai XK，et al．Quality assurance of helical tomotherapy intensity modulated radiation therapy［J］．APCMBE，IFMBE Proceedings，2008，19(5):447-450．

［5］ 徐壽平，解傳濱，鞠忠建，等．用二維電離室陣列針對螺旋斷層調強放療計劃的劑量學驗證［J］．中華放射腫瘤學雜志，2009，18(3):233-236．

［6］ Low DA，Harms WB，Mutic S，et al．A technique for the quantitative evaluation of dose distributions［J］．Med Phys，1998，25(5):656-661．

［7］ Low DA，Dempsey JF．Evaluation of the gamma dose distribution comparison method［J］．Med Phys，2003，30(9):2455-2464．

［8］ Van Dyke J，Bamett RB，Cygler JE，et al．Commissioning and quality assurance of treatment planning computers［J］．Int J Radiat Oncol Phys，1993，26(2):261-273．