MV级成像与kV级成像对患者吸收剂量的影响

曾 彪，吴智理

(湖南省肿瘤医院/中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院 放疗综合科，湖南长沙410013)

MV级成像与kV级成像对患者吸收剂量的影响

曾 彪，吴智理

(湖南省肿瘤医院/中南大学湘雅医学院附属肿瘤医院 放疗综合科，湖南长沙410013)

目的:测量MV级成像和kV级成像这两种不同图像引导方式下患者受到的吸收剂量。方法:采用kV级的CBCT 获取三维图像，测量模体中不同点的吸收剂量；分别使用MV 和kV 级X 线获取二维图像，测量模体中不同点的吸收剂量。结果:三维kV级CBCT 成像，吸收剂量在中心为0.422cGy。二维 kV成像，中心吸收剂量为0.071cGy；二维MV成像，模体中心为9.141 cGy。结论:kV级XVI系统比EPID 系统成像剂量更低，图像质量更好。kV级CBCT 在图像引导的摆位验证是可行的，患者的不必要受照剂量低。治疗过程中应选择合适的图像引导方式和扫描参数，确保患者在IGRT的过程中受到不必要的辐射剂量。

CBCT；吸收剂量；EPID

0 前言

近年来，随着放射治疗的发展，为了解决靶区位置不确定等问题， 将直线加速器与影像设备相结合，借助CT或者超声等影像技术，每次治疗前或治疗中采集相关的影像学信息来确定治疗靶区和重要器官的结构、位置是否与治疗前计划信息一致,测量各种误差并对其进行纠正， 从而引导放射治疗，这就是图像引导的放射治疗(IGRT)。我院引进了瑞典Elekta公司生产的配备有图像引导功能的Synergy 直线加速器治疗系统，由数字化加速器和放射治疗头以及具有完整图像功能的XVI系统、EPID系统组成。XVI系统由kV级的锥形束CT(Cone-beam CT，CBCT)，非晶硅数字化X射线探测板和计算机工作站及图像处理软件组成，具有摄片、透视和容积成像三种功能。EPID是由非晶硅平板构成，具有MV级拍片功能。IGRT系统在做位置验证的同时，也会施加给患者额外的照射剂量。在患者整个放疗过程中，每周会有2次左右的位置验证，必要时甚至要求每次治疗前都进行图像引导，对此需要我们对IGRT 的成像剂量加以研究。测量仿真人体模形中心点的成像剂量大小及区别，为患者的受照剂量提供良好的数据依据，为图像引导的开展提供剂量学支持。

1 材料与方法

1.1 设备和仪器

测量采用德国PTW 公司生产的与30013 型电离室和UNIDOS剂量仪。模体选用成都产仿真人体模。本研究在Elekta Synergy直线加速器上进行。kV 级二维图像和三维图像的获取采用该加速器的XVI系统，XVI系统是直接整合到加速器上与加速器机头成90°的kV 级X 射线源和数字化X 射线探测板。MV 级二维图像的获取采用Elekta Synergy 6 MV 治疗用X 射线和EPID非晶硅平板。测量点为模体的中心点。具体测量过程如图1所示。

图1 kV级成像剂量的测量过程

1.2 kV级CBCT 三维图像的获取与成像剂量测量

CBCT 是利用kV 级X 射线源旋转一周获取仿真人体模中一定体积的CT 图像并重建出三维模型。获取模体的CBCT扫描的成像剂量测量过程如下： 利用激光灯，将仿真人体模中心置于加速器的等中心处， 连接好电离室。展开XVI 系统，选用全扇形扫描模式，选择合适的滤线器，以2.5 mm的层厚重建图像。机架以逆时针旋转360°扫描，电离室测量出模体中的成像剂量。三维成像图像如图2所示。

图2 kV级CBCT三维成像图

1.3 二维图像的获取与成像剂量测量

利用Elekta Synergy直线加速器影像系统实时摄取一对MV级、kV级的正交二维图像，用来与计划系统生成的DRR 图像进行比较。本研究中两个正交的射野均采用0°和90°野，从前后方向和左右方向拍摄。测量过程如下：将仿真人体模摆好位，连接好电离室。MV级图像是使用EPID 采集的，加速器照射野为20×20 cm，机架角0°，6 MV 高能X 线5MU 照射。kV级图像是使用XVI采集的，展开XVI系统， 选择曝光条件120kV 、80mA、80ms， 拍片模式下，准直器、滤线器选择M20、F1，在0°和90°分别获取一幅kV 图像，同时测量中心点的吸收剂量。

2 结果

在测量过程中，有一点要特别注意，就是剂量仪量程的选择，kV 图像宜选择低量程，而MV 图像宜选择中高量程。这样能保证测量结果的精确度。表1 给出了仿真模体中kV级和MV成像下剂量的测量结果。测量结果显示，MV级 成像模式下，中心吸收剂量为9.141 cGy；kV级成像模式下，中心吸收剂量为0.071cGy。此两种二维图像引导方式的成像剂量差异相当显著， 后者不及前者的1%。对于三维kV级CBCT 图像，其成像剂量的测量结果是， 模体中心的吸收剂量为0.422cGy。

3 讨论

MV级的EPID 系统利用加速器的治疗射线来验证射野的大小并指导摆位， 它作为一种简单实用的IGRT 方式得到广泛的应用。但是他的缺点是图像对比度低，分辨不清；另外，他的成像剂量太高，患者受到不必要的照射太多。XVI系统的kV 级X 射线具有较高的空间和密度分辨率，图像质量好，软组织成像清晰，图像质量好；而且能够实时进行XVI图像与治疗计划系统的DRR 图像以及CT模拟 图像的3D 配准，大大提高了在线校正，离线校正的精度。虽然MV级EPID 成像剂量远远高于XVI的成像剂量，但是采用治疗射束采集的EPID 图像所带来的额外照射剂量可以包含到患者的治疗计划中，如果使用者能根据测量出的剂量，有效的利用到患者的治疗计划中，就能够保证患者的治疗安全。与之不一样的是，kV 级的X线的生物效应与治疗用的MV级X 线不同， 所以不能把成像剂量直接把他包含到患者的治疗计划中。不过kV 级X 线成像剂量低的优势是很明显的。但是由于CBCT 使用次数多,由于在进行CBCT 扫描的过程中扫描的范围比较大，一些重要的器官也都包含在里面，整个治疗期间的累加剂量不能忽视。

表1 IGRT成像剂量结果

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2014-06-11

TH774

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1002-2376(2014)08-0021-02