不规则射野的百分深度剂量计算

徐宜武，林益匡

宁德市医院 放射治疗科，福建 宁德352100

不规则射野的百分深度剂量计算

徐宜武，林益匡

宁德市医院 放射治疗科，福建 宁德352100

目的探讨一种快捷、准确地计算不规则野的百分深度剂量的方法。方法分别采用A、B、C、D 4种方法计算不规则射野特定深度的百分深度剂量，由此得到的处方剂量与实测剂量进行比较。结果A方法平均误差为3.67%，B方法平均误差为0.47%，C方法对规则挡块射野平均误差为0.24%，对不规则挡块射野的平均误差为0.69%，D方法平均误差为0.28%。结论B方法在不规则照射野的百分深度剂量计算中，误差平均为0.47%，误差范围在±1%以内，精确程度符合要求，便于标准化操作。

直线加速器；不规则照射野；百分深度剂量；放射治疗

临床上根据病变部位的形状或保护重要器官等治疗的需要，实施精确放疗，即在机器规则野中加入射野挡块形成不规则野进行放射治疗。这时临床处方剂量计算精度的关键在于不规则野中心轴上的百分深度剂量(PDD)的计算。不规则射野的百分深度剂量计算的最通用、准确的方法是采用原、散射线的计算方法[1-2]，出于简化问题的考虑，可以认为体模中任意一点的剂量为原射线和散射线剂量贡献之和[3-4]。散射剂量的计算比较复杂，比较经典的计算方法是Clarkson扇形积分法[5]，但是它牵涉到很多参数的计算，使用很复杂，不适合日常手工计算。临床上计算方法通常有直接查表法、有效面积周长比法、Day氏法和矩形法。为提高临床处方剂量的精度，选择误差小且使用简便的方法供临床应用，我们对上述4种方法分别进行剂量计算，并对结果数据进行比较分析。

1 材料与方法

1.1 样本选择方法

实验用样本按不规则射野，是将规则挡块射野和不规则挡块射野分为两类，分别用m、n表示；采用方形野，照射面积分别为5cm×5cm、10cm×10cm、15cm×15cm，选择6个常见的不规则射野。

1.2 计算百分深度剂量的方法

（1）A方法：直接查表法。忽略遮挡因素，直接按方形野查表得PDD。

（2）B方法：有效面积周长比法。把不规则照射野按有效面积周长比换算成等效方形野，再查表得PDD；对圆形野，只要面积与某一方形野的近似相同，就可认为等效[6]。

（3）C方法：Day氏法[7]。在不规则野计算点周围建立起有效计算矩形或方形野。

（4）D方法：简称矩形法。即在不规则野剂量计算点周围建立近似矩形，包括近点周围的开放射野和远离该点的遮挡部分。其矩形尽量使得射野被舍去部分的面积等于挡块野被包进去部分的面积。当两部分的面积近似相等时，意味着近似矩形野对计算点的散射贡献与原射野相同，然后按Day法进行计算。

表1 不规则射野实测剂量与4种由百分深度剂量计算处方剂量结果

表2 不规则射野实测剂量与4种由百分深度剂量计算处方剂量结果

1.3 实验方法

按实验样本要求制作3个规则挡块的不规则射野和3个不规则挡块的不规则射野，然后在西门子PRUMIS直线加速器6MV和15MV能量源皮距(SSD=100cm)的照射条件下，用max4000剂量仪、电离室（能量响应0.02）及二维水箱测量不规则射野等中心轴水下5cm处的吸收剂量。用上述4种计算百分深度剂量的方法计算出实验样本的PDD，然后计算不规则野处方剂量。

2 结果

不规则射野的实测剂量与用4种百分深度剂量计算的处方剂量结果见表1、表2。我们以实际测量的结果作为标准，其他方法计算所得的结果与之相比，发现A方法的相对误差为1.26%～6.90%，平均3.67%；B方法的相对误差为-0.04%～1.06%,平均0.47%；C方法对规则挡块射野的相对误差为-0.01%～0.49%,平均0.24%；C方法对不规则挡块射野的相对误差为-0.05%～1.05%，平均误差为0.69%；D方法的相对误差为-0.11%～0.42%，平均0.28%。

3 讨论

在临床上,对肿瘤患者进行放射治疗时,为尽可能使肿瘤组织受到高剂量射线的照射,同时要尽可能地保护重要器官和正常组织,我们经常需应用铅挡块来保护照射野内的正常组织和重要器官。这样在规则照射野中加入铅挡块,从而形成不规则照射野。挡块不仅改变了射线的输出量，也改变了体模中各个计算点的散射体积。射线输出量的改变可以用穿射因子来校正，这样影响PDD的主要因素就取决于散射体积。体模中任意一点的剂量由原射线(放射源的原始光子和一级准直器、挡块的散射光子)和体模的散射光子两部分剂量组成。不规则野的原、散射线计算方法是计算不规则射野剂量分布的通用方法，涉及到多参数的计算，手算不方便。除斗篷、倒Y形射野和少数较复杂的射野的剂量计算用此法外，较常用的是D方法。

Day氏法本质上也是将射线分成原射线和散射线分别计算，在不规则照射野剂量计算中，关键在于有效计算野的确定。我们研究的边角挡块，有形状规则和不规则挡块，规则挡块射野用Day氏法[8]能够建立两个有效计算野，剂量计算时包括原射线和大部分散射线，计算精度与D法基本相同。但是对不规则挡块射野，剂量计算不仅困难，且误差大，限制了Day氏法的临床应用范围。

直接查表法是按照规则照射野的数据直接查表得PDD,使用很方便，但是它没有考虑增加挡块后散射体积的减少,结果造成查表所得PDD值比不规则照射野实际值偏高，而且误差随挡块体积增大而增大，从数学原理上也不成立,我们认为不宜使用。

有效面积周长比法考虑了增加挡块后造成的散射体积减少，把实际的不规则照射野换算成等效方形野，计算精度与实际测量结果相比，误差控制在1%以内。它适用于任何形状的不规则照射野,计算有效面积与周长的比值,得到等效方形野的边长,工作量D法相比很小，与Day氏法相比等效方形野可以很快计算得出，不存在因为挡块不规则而不适计算的问题。因此,有效面积周长比法既保证了计算精度，又方便实用，且便于标准化操作，我们认为它是日常临床处方剂量中计算百分深度剂量的最佳方法。

[1]Yi-min Hu,Hong-zhi Zhang,Jian-rong Dai,Radiation Oncology Physics[M].Beijing:Atomic Energy Press,1999:180-187.

[2]张绍刚.放射治疗中常规剂量的测算(之二)—临床处方剂量的计算[J].医疗装备,2009,(5):1-10.

[3]MeredithWJ, Neary GJ.The production of isodose curves and calculation of energy absorption from standard depth dose data[J].Br J Radiol,1944,17(1):75-126.

[4]Cunningham JR.Scatter-air ratios[J].PhysMed Biol,1972,17(1):42-51.

[5]CLARKSON JR. A note on depth doses in fields of irregular shape[J].Br J Radiol,1941,14:265.

[6]BRJ. Central axis depth dose data for use in radiotherapy[J]. Br J Radiol Suppl,1983,(17):199-205.

[7]DAY M J. A note on the calculation of dose on X-ray field[J].Br J Radiol,1950,23:270.

[8]沈国辉,等.电子线靶区剂量计算软件的设计和实现[J].中国医疗设备,2008,(7):16-18.

[9]金浩宇,吕庆文,等.一种计算不规则野的散射剂量的方法研究[J].实用放射学杂志,2005,(7):750-752.

Calculation of the Percentage Depth Dose for Irregular Beam Fields

XU Yi-wu, LIN Yi-kuang
Radiation Oncology Department, Ningde Hospital, Ningde Fujian 352100,China

R815

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.011

1674-1633(2011)02-0039-03

2010-09-14

2010-09-26

作者邮箱：zrxyw@yahoo.com.cn

Abstract:ObjectiveTo explore a rapid method of calculating an percentage depth dose for irregular beam fields.MethodsWorked out the percentage depth dose of irregular fields by means of A、B、C、D.Then compared the prescription doses and those measured.ResultsThe average error of the method A is 3.67%,the average error of the method B is 0.47%.For the method C,the average error of rules block radiation beam fields is 0.24%, the average error of irregular block radiation beam fields is 0.69%.The average error of the method D is 0.28%.ConclusionIn calculation of the percentage depth dose of iregular beam fields,the average error of the method B is 0.47%,it is less than ±1%.The method B is convenient for standardized operations and meets the accuracy demand.

Key words:linear accelerator; irregular field; percentage depth dose(PDD); radiotherapy