伍然，趙紅光，魏環(huán)海，鄭子龍，蘇斌

200433 上海，同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院 放療科

體部立體定向放射治療(stereotactic body radiotherapy，SBRT)已廣泛應(yīng)用于早期肺癌患者的治療當中[1]，雖然目前還存有爭議，但是SBRT技術(shù)在早期肺癌治療中的臨床應(yīng)用，已經(jīng)開始顯現(xiàn)出取代手術(shù)治療的趨勢[2]。SBRT技術(shù)由于其高精度、高分次劑量、高治療增益比及靶區(qū)周圍劑量低的特點[3-4]，越來越受到臨床醫(yī)生的青睞。但是SBRT技術(shù)在采用更高的單次劑量治療腫瘤的同時，也存在比普通調(diào)強放射治療更大的風險，因此患者治療前需要劑量驗證來確保其受到準確的劑量照射[5-6]。Gamma分析法是普遍應(yīng)用于放射治療計劃驗證的方法，其包含百分劑量差異、一致性距離以及Gamma通過率3個參數(shù)[7]。本研究選取了13例肺部SBRT病例，按照分組原則選擇對應(yīng)的等中心位置，分別設(shè)計放療計劃并通過MapCheck軟件對劑量驗證結(jié)果進行分析統(tǒng)計，探討等中心位置的選擇對劑量驗證結(jié)果的影響。

1 資料與方法

1.1 患者體位固定與CT掃描

本研究選取2018年11月至2019年3月間在上海市肺科醫(yī)院接受SBRT治療的13例肺癌患者，采用仰臥位雙臂上舉并使用真空負壓袋固定體位，平靜呼吸狀態(tài)下螺旋CT模擬機(GE Lightspeed RT)行4D平掃或增強掃描，掃描范圍包括第4頸椎上緣到第2腰椎下緣，層厚2.5 mm。掃描圖像通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至rtStation醫(yī)生工作站，進行靶區(qū)和危及器官，包括脊髓、兩側(cè)肺、氣管、胸壁、臂叢神經(jīng)、心臟和食管等的勾畫。醫(yī)生勾畫完成之后再通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至Pinnacle 9.10計劃系統(tǒng)中。

1.2 患者的計劃設(shè)計

對每例患者分別以兩個不同的等中心位置進行SBRT計劃設(shè)計，計劃設(shè)計采用Step & Shoot MLC靜態(tài)調(diào)強模式，同一患者的兩個SBRT計劃，采用完全相同的射野角度及相關(guān)參數(shù)。其中等中心選在計劃靶區(qū)(planning target volume,PTV)中心的13例計劃分入A組，等中心選在CT模擬定位中心的13例計劃分入B組。PTV處方劑量為50 Gy，照射次數(shù)為5次，生物等效劑量為100 Gy，雙肺V20<10%，氣管和支氣管Dmax<40 Gy；脊髓Dmax<28 Gy，食管Dmax<35 Gy，心臟Dmax<38 Gy，臂叢神經(jīng)Dmax<32 Gy，胸壁V50<2 cm3，計算網(wǎng)格邊長為2 mm。

1.3 驗證計劃設(shè)計及劑量測量

使用Pinnacle 9.10計劃系統(tǒng)創(chuàng)建平面劑量驗證計劃，將A組及B組共26個SBRT計劃的射野機架角度、準直器角度和治療床角度都設(shè)置為0度，然后移植到驗證模體上，完成各射野的劑量計算，并導(dǎo)出所有射野在MapCheck2二維半導(dǎo)體矩陣測量中心層面的劑量分布文件。通過PTW公司的QUICKCHECK webline晨檢儀對加速器進行檢測，出束100 MU，射野大小10 cm×10 cm，測量等中心絕對劑量，射野平坦度和對稱性以及射線能量，確認晨檢儀讀數(shù)符合臨床要求后，將MapCheck2及固體水模體在加速器治療床上進行擺位，測量中心與加速器等中心重合，機架角設(shè)置為0度。進行儀器預(yù)熱歸零消除本底，然后加速器出束并進行劑量測量。

1.4 驗證結(jié)果分析

通過MapCheck分析軟件，按照Gamma分析法將導(dǎo)出的平面劑量分布與實際測量的劑量分布進行比較。首先采用國際上最新的Gamma通過率推薦標準3%/2 mm[8]，分別對A組13例驗證計劃和B組13例驗證計劃的實際測量值與計劃系統(tǒng)導(dǎo)出值進行比較，記錄此時的 A組的Gamma通過率值為γA，B組的Gamma通過率值為γB。然后改為采用2%/2 mm的通過標準，重復(fù)以上步驟，分別記錄A、B兩組驗證計劃的Gamma通過率γA與γB。

1.5 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理。分別計算采用3%/2 mm和2%/2 mm的通過標準時，A組驗證計劃的Gamma通過率γA的平均值和B組驗證計劃的Gamma通過率γB的平均值。采用t檢驗分析A組的Gamma通過率值γA與B組的Gamma通過率值γB的差異，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

采用Mapcheck分析軟件對測量數(shù)據(jù)進行分析處理，以其中1例患者的驗證計劃為例，處理結(jié)果界面如圖1所示，界面上半部分為等中心選在PTV中心的驗證計劃分析結(jié)果：當采用3%/2 mm的通過標準時，Gamma通過率為100%，當采用2%/2 mm的通過標準時，Gamma通過率為100%；界面下半部分為等中心選在CT模擬定位中心的驗證計劃分析結(jié)果：當采用3%/2 mm的通過標準時，Gamma通過率為97.6%，當采用2%/2 mm的通過標準時，Gamma通過率為90.6%。

圖1 Mapcheck分析軟件中的處理結(jié)果示意圖

采用相同步驟對所有13例患者的驗證計劃分別進行測量分析，記錄Gamma通過率結(jié)果并使用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件對所有數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。通過統(tǒng)計學分析可知，13例SBRT計劃的等中心由PTV中心改為CT模擬定位的中心后，在其它條件相同的情況下，對劑量驗證所得的Gamma通過率結(jié)果有明顯的影響。當采用3%/2 mm的通過標準時，A組Gamma通過率值γA為99.32%±0.68%，B組Gamma通過率值γB為95.07%±2.09%，二者差異具有統(tǒng)計學意義(t=7.128,P<0.001),不同的等中心位置對Gamma通過率均值影響可達4.25%；當采用更為嚴苛的2%/2 mm通過標準時，A組Gamma通過率值γA為97.88%±2.04%，B組Gamma通過率值γB為87.71%±5.47%，二者差異具有統(tǒng)計學意義(t=5.733,P<0.001),不同的等中心位置對Gamma通過率均值影響更加明顯，可達10.17%(表1)。

表1 分別采用不同通過標準時的Gamma通過率(%)

3 討 論

隨著近年來放射治療進入到精確放療時代， Paudel等[9]的研究表明，在Gamma通過率過低的情況下，無法保證放療計劃和加速器出束的劑量一致性，結(jié)合SBRT具有的高分次劑量、高劑量梯度、高劑量率等特點，在對SBRT計劃進行劑量驗證時，對驗證條件和驗證設(shè)備的要求也更高[10]。

與以往電離室結(jié)合膠片進行劑量測量的驗證方法相比，二維電離室矩陣測量更加便捷，同時也是目前臨床常用的劑量驗證方法。以MapCheck2二維電離室矩陣及其相關(guān)分析軟件所組成的劑量測量系統(tǒng)在許多醫(yī)院得到了廣泛的應(yīng)用，其具有能量響應(yīng)度好、靈敏度高的優(yōu)勢，能迅速、準確地測量劑量分布并顯示測量結(jié)果，因而成為了直線加速器放療計劃劑量驗證的常用測量工具之一[11-12]。

在本研究中，等中心位置的不同，直接對SBRT驗證計劃的Gamma通過率產(chǎn)生了影響。當采用3%/2 mm的通過標準時，等中心選在PTV中心的A組Gamma通過率值γA為99.32%±0.68%，等中心選在CT模擬定位中心的B組Gamma通過率值γB為95.07%±2.09%。雖然在Gamma通過率不低于90%的標準下，兩組驗證計劃的Gamma通過率γA與γB均符合臨床要求，但等中心選在PTV中心的A組Gamma通過率整體要明顯高于等中心選在CT模擬定位中心的B組Gamma通過率(t=7.128,P<0.001)。在更嚴格的2%/2mm的通過標準下，等中心選在PTV中心的A組Gamma通過率值γA為97.88%±2.04%，等中心選在CT模擬定位中心的B組Gamma通過率值γB為87.71%±5.47%，A組的Gamma通過率同樣明顯高于B組的Gamma通過率(t=5.733,P<0.001)。

在直線加速器中，受束流偏轉(zhuǎn)的作用，準直器、靶和均整器的位置會直接影響加速器的射野離軸劑量分布(包括射野平坦度和射野對稱性)[13]。分析可能產(chǎn)生劑量驗證誤差的因素，對于日常的劑量驗證工作有著重要的臨床意義[14-20]。本研究中A組與B組計劃的實際靶區(qū)中心分別位于射野中心軸上(A組)以及遠離射野中心軸(B組)，由兩組實驗數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)計學差異可以得出加速器的離軸劑量分布是影響Gamma通過率的一個重要因素。

綜上所述，等中心位置的不同會明顯影響驗證計劃的Gamma通過率。結(jié)合本研究中A組與B組計劃的實際靶區(qū)中心分別位于射野中心軸上(A組)以及遠離射野中心軸(B組)，選擇不同的等中心位置，會直接影響驗證計劃中各個射野的實際出束方向與射野中心軸的相對位置關(guān)系，從而通過直線加速器的實際離軸劑量分布使Mapcheck2設(shè)備中二維半導(dǎo)體矩陣的測量結(jié)果受到影響。這些測量結(jié)果通過Mapcheck分析軟件的處理，最終反映在驗證計劃的Gamma通過率上。

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