孔偉，王永東，楊萬福，丁偉，余文軍，尚鈞(通信作者)

1 寧夏醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院 (寧夏銀川 750001)；2 寧夏衛(wèi)生健康綜合服務(wù)中心 (寧夏銀川 750001)

調(diào)強(qiáng)放射治療和容積旋轉(zhuǎn)弧形調(diào)強(qiáng)放射治療已成為治療各部位腫瘤的主要放射治療方法[1-2]，而腫瘤處方劑量的準(zhǔn)確投照均需借助多葉準(zhǔn)直器精確到位得以實現(xiàn)，因此，多葉準(zhǔn)直器的到位精度將直接影響放射治療實施的精確性。目前，對于多葉準(zhǔn)直器的質(zhì)量控制方法，國內(nèi)外醫(yī)院多單獨利用某種方法完成，關(guān)于多種方法聯(lián)合使用且彼此相互驗證的情況較少[3-4]。基于此，本研究利用多葉準(zhǔn)直器的位置已知的醫(yī)科達(dá)Precise醫(yī)用電子直線加速器系統(tǒng)中內(nèi)置的射野，在同光路條件下對膠片和電子射野影像裝置(electronic portal imaging device，EPID)同時照射，然后使用黑度儀測量膠片影像中多葉準(zhǔn)直器的位置信息，利用AutoCalTM軟件分析EPID影像中多葉準(zhǔn)直器的位置信息，并對兩種方法測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以探討兩種方法聯(lián)合應(yīng)用于多葉準(zhǔn)直器質(zhì)量控制工作的可行性，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度的檢測射野

本研究選擇醫(yī)科達(dá)Precise醫(yī)用電子直線加速器中內(nèi)置的5組已知葉片位置的射野作為多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度的檢測射野，且均在維修模式下打開。由于EPID探測板的源皮距為160 cm，以及1～40對葉片同時打開投影到EPID時的尺寸大于探測板測量范圍，因此需分三部分進(jìn)行：先測量第20對葉片的到位數(shù)據(jù)，再分別測量第1～19對葉片的到位數(shù)據(jù)和第21～40對葉片的到位數(shù)據(jù)。測量第20對葉片所用的5組射野見圖1～5；1～19對葉片位于第20對葉片上方，21～40對葉片位于第20對葉片下方，每組射野中1～40對葉片的位置是相同的，見表1。

圖1 測量第20對葉片使用的第1組射野

圖2 測量第20對葉片使用的第2組射野

圖3 測量第20對葉片使用的第3組射野

圖4 測量第20對葉片使用的第4組射野

圖5 測量第20對葉片使用的第5組射野

表1 5組射野的葉片位置數(shù)據(jù)(mm)

1.2 測量方法

在同光路條件下，在治療床面放置膠片并調(diào)節(jié)床高至源皮距(source to surface distance，SSD)為100 cm，且在膠片上下各放置厚度為1 cm的固體水，并打開EPID影像采集板；模擬各個射野走位，利用燈光野觀察確定各個射野的有效成像面積均在膠片區(qū)域內(nèi)；將EPID采集的圖像傳遞給設(shè)備內(nèi)置軟件AutoCalTM進(jìn)行分析，其中AutoCalTM軟件使用影像灰度比例52%作為邊緣判斷閾值(軟件內(nèi)置設(shè)定比例)，而膠片得到的影像經(jīng)黑度儀分析，經(jīng)本研究反復(fù)測試并參考其他研究者的經(jīng)驗，使用灰度比例52%作為邊緣判斷閾值[4]，測量示意圖見圖6。

注：EPID為膠片和電子射野影像裝置

1.3 射線束能量的選擇和照射劑量的確定

由于6 MV為放射治療中最適合的X線能量，也是目前放射治療使用最多的射線能量，因此，本研究選用6 MV X線，參考AutoCalTM使用說明及以往研究經(jīng)驗，確定每個照射野出束量為70 MU[5-6]。

1.4 實驗方法

首先對第20對葉片的位置數(shù)據(jù)進(jìn)行影像獲取，分別用AutoCalTM軟件分析EPID影像，用黑度儀分析膠片，得到葉片距離輻射中心的兩組位置數(shù)據(jù)，然后同樣分別對第1～19和第21～40對葉片的射野影像進(jìn)行分析得到該葉片距離輻射中心的位置數(shù)據(jù)。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

2 結(jié)果

兩種方法測量的1～40對葉片位置均在誤差允許范圍內(nèi)；兩種方法第5組射野的Y1方向和Y2方向、第4組射野的Y1方向的1～40對葉片的位置數(shù)據(jù)比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；兩種方法得到的其他數(shù)據(jù)比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2～3。

表2 1～40對葉片5組射野的位置數(shù)據(jù)統(tǒng)計

表3 1～40對葉片5組射野的位置數(shù)據(jù)差異性統(tǒng)計學(xué)分析

3 討論

多葉準(zhǔn)直器是調(diào)強(qiáng)放射治療實施過程中最為復(fù)雜的部件，且可直接影響投照劑量的準(zhǔn)確性，其中準(zhǔn)直器葉片到位精度受到了諸多因素的影響[7-10]。Mu等[11]和李成強(qiáng)等[12]的研究表明，葉片隨機(jī)誤差對劑量分布的影響較小，葉片整體性的外擴(kuò)和內(nèi)收誤差對劑量分布的影響較大；且在放射治療過程中，葉片整體性的誤差時有發(fā)生。醫(yī)科達(dá)醫(yī)用電子直線加速器多葉準(zhǔn)直器的結(jié)構(gòu)特殊，其由虛源到等中心方向分別為多葉、后備型薄片準(zhǔn)直器(X方向)、下葉準(zhǔn)直器(Y方向)[13]，由于葉片遠(yuǎn)離等中心，對運動位置的控制需要更加嚴(yán)格，因此，應(yīng)對多葉準(zhǔn)直器的葉片到位精度進(jìn)行必要的質(zhì)量控制。目前，國內(nèi)外醫(yī)院測量多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度的方法主要有膠片法、電離室法、電子射野影像系統(tǒng)法和平面探測器矩陣法等，以上均可滿足多葉準(zhǔn)直器的質(zhì)量控制要求[14-19]。

本研究所使用的醫(yī)用電子直線加速器實施調(diào)強(qiáng)放射治療的主要方式為靜態(tài)調(diào)強(qiáng)，在整個治療范圍和過程中，兩側(cè)葉片邊界需要移動多個不同的位置，因此葉片的位置必須準(zhǔn)確，如此才能保證計劃劑量的準(zhǔn)確投照。我們通過兩種方法測得的40對葉片到位誤差均等于或小于美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會第142號報告(TG-142)推薦值±1 mm，兩種方法測量的葉片偏差一致性也相同；通過對兩種驗證方法的運用和對比說明，其對于校準(zhǔn)多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度均是可行的。

本研究使用已知多葉位置的射野，在同光路條件下對EPID和膠片同時照射，獲取多葉準(zhǔn)直器各個葉片的位置影像，采用相同的影像灰度閾值得到兩種方法下各個葉片的位置數(shù)據(jù)并比較兩者的差異，且通過數(shù)據(jù)分析軟件SPSS 16.0分析比較兩種方法的數(shù)據(jù)差異性，結(jié)果顯示，EPID影像和軟件聯(lián)合應(yīng)用以及膠片和黑度儀組合使用的方法均可作為多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度檢測的質(zhì)量控制方法。實踐中，我們認(rèn)為膠片法利于質(zhì)量控制文件留檔和作為設(shè)備維保循證依據(jù)且易于執(zhí)行，難度較小；EPID與軟件結(jié)合的方法獲得的量化數(shù)據(jù)精度更高，且更便于將數(shù)據(jù)分析結(jié)果直接導(dǎo)入加速器進(jìn)行多葉準(zhǔn)直器葉片位置校準(zhǔn)，目前的應(yīng)用甚至可達(dá)到直接“一鍵式”校準(zhǔn)多個葉片數(shù)據(jù)。

總之，兩種方法的結(jié)合使用更利于保障多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度檢測工作的可靠性，兩者的互驗過程更有助于發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的隱性問題，因此，對于多葉準(zhǔn)直器質(zhì)量控制和質(zhì)量保證工作，建議制定合理且合適的質(zhì)量控制方案，定期采用多于1種的檢測方法是非常有意義的嘗試和實踐。