Oncentra中异质性校正对绝对剂量验证的影响研究

沈文同　陈　毅　张毅斌　赵胜光

作者单位：200025 上海交通大学医学院附属瑞金医院放射治疗科

Oncentra中异质性校正对绝对剂量验证的影响研究

沈文同陈毅张毅斌赵胜光

作者单位：200025 上海交通大学医学院附属瑞金医院放射治疗科

【摘要】目的分析Oncentra中异质性校正对绝对剂量验证的影响。方法应用医科达Oncentra v4.1SP2计划系统设计36例计划，其中逆向调强计划18例，三维适形及简单调强计划(总子野数≤10)18例，对应每类计划，头颈部、胸部、腹部计划各6例。将以上计划移植到固体水上，分别在使用和不使用异质性校正的条件下，计算出电离室体积内的平均剂量，比较两者与电离室测量所得剂量的差异。结果对于所有病例，不使用均质性校准与同时使用均质校准且将电离室密度指定为水时TPS计算所得结果完全一致。除头颈部机架归零时6例调强病例在仅使用非均质较正时所得结果更接近实测结果外，其余病例，均是仅使用非均质校正时，TPS计算所得结果与实测值偏差较大。仅使用非均质校正时与实测值的差异与另外两种情况下TPS计算值与实测值的差异相比有统计学意义(P<0.05)。结论在利用Precise加速器及Oncentra v4.1SP2 CC算法进行精确放射治疗时，点剂量验证应在机架不归零的情况下测试，且TPS中计算时可在不使用均质修正或使用非均质修正且将电离室密度指定为水的情况下进行。

【关键词】精确放射治疗；绝对剂量验证；收缩卷筒算法

Research on the Effects of Inhomogeneity Correction on Absolute Dose Verification in Oncentra

SHENWentong，CHENYi，ZHANGYibin，etal.RuijinHospital，ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shanghai，200025

【Abstract】ObjectiveTo analyze the effect of inhomogeneity correction on absolute dose verification in oncentra.MethodsOncentra v4.1SP2 was used to set up 36 plans，18 were reverse intensity-modulated plan，and 18 were three dimensional conformal and simple intensity modulated plan(whose sub-field smaller than 11).There were 6 patients each for head and neck，chest and abdomen in both plans.Transplanting all the plans to the Quality Assurance(QA) phantom and calculate the mean dose of the detector use the inhomogeneity correction or not，and the difference between mean dose and detector measured were compared.ResultsWe obtained the same results for all the cases when we calculate the point dose and set the chamber density to water，whether use inhomogeneity correction or not.For all the dose difference between calculated by TPS and measured by chamber，the bigger difference were found when only use the inhomogeneity correction by TPS，except for 6 cases of head and neck whose gantry angle set to zero when make the dose validate.There were significant differences between the difference obtained when only use inhomogeneity correction and the difference obtained use inhomogeneity correction and set the chamber density to water(P<0.05).ConclusionThe gantry angle must be set to original when we make the absolute dose validation for treatment planning calculated by CC in Oncentra v4.1SP2 and Precise accelerator，at the same time use inhomogeneity correction and set the chamber density to water or not use inhomogeneity correction for the dose calculation.

【Key words】Precise radiotherapy；Absolute dose verification；Collapsed cone algorithm

(ThePracticalJournalofCancer,2015,30:301～303)

绝对剂量验证是保证患者放射治疗得以安全进行的重要步骤，尤其对于精确放射治疗，更是如此。作为绝对剂量验证的参照方，计划系统计算所得剂量值是否准确，关系到绝对剂量验证的成败。而异质性校正的应用与否，对于电离室空腔剂量分布的计算有着重要影响，本文应用Elekta Precise加速器对36例病例进行绝对剂量验证，探讨对于Oncentra v4.1SP2进行绝对剂量验证时，应用异质性校准与否对于绝对剂量验证的影响。

1资料与方法

1.1　临床资料

随机选取我院2012年9月-2014年5月收治的肿瘤患者36例，其中头颈部、胸部、腹部各12例，每个部位调强与三维适形各6例。头颈部病例主要为脑瘤、食管癌、鼻咽癌，胸部病例主要为乳腺癌、肺癌、胸段食管癌及椎体瘤，腹部病例主要为宫颈癌、胰腺癌、腹部淋巴瘤及胃癌。

1.2　计划设计

所有计划均采用Oncentra v4.1SP2进行设计，其中对于调强计划，选取的既有一程计划又有二程计划，射野个数为5~9个；适形计划射野个数一般为2~3个。所有计划均移植到绝对剂量验证体模上，该体模分别由13块1 cm、1块0.2 cm、1块2 cm厚的固体水平板组成、其中2cm的一块中间留有放置电离室的圆孔，固体水选用IBA的SP34 QA Phantom 水模体。对于移植的验证计划，首先分为机架及小机头归零与不归零两种情况。对应于每种情况，又分为使用异质性修正、不使用异质性修正及使用异质性修正且将电离室部分密度指定为水3种情况，所以对应36例病例，共有216个计划，对这些计划进行剂量计算，均采用cc算法。对每个计划的计算结果进行检查，确保电离室所在区域剂量分布梯度不大。若电离室处于高剂量梯度区域，则调整验证计划等中心位置，使得电离室处于剂量平缓的区域。

1.3　绝对剂量测量

在进行绝对剂量测量前，利用IBA的FC65-P电离室(经国家剂量院刻度)及其配套静电计、一维水箱对加速器绝对剂量进行标定，确保加速器在SSD=100 cm、射野大小为10 cm×10 cm时，射野中心轴上水下最大剂量点处满足1 MU=1 cGy。测量绝对剂量时，将验证模体按照计划系统中的几何位置进行摆放：对于射野中心未移动的计划，利用激光灯和“十”子线投影，使探头中心与加速器等中心重合，源到探头距离为100 cm，源皮距为94.8 cm，探头位于皮下5.2 cm处；对于射野中心有调整的计划，按照计划系统中调整后的条件进行摆位。所有病例均对机架及小机头归零与不归零两种情况进行测量。

1.4　绝对剂量验证

因本研究中仅用FC65-P电离室进行点剂量测量，而电离室具有一定的体积大小，所测剂量为电离室腔体部分的平均剂量，故本研究以TPS计算所得电离室体积所对应的平均剂量，即为电离室实际应测得的剂量。将两者进行比较，确定出TPS计算所得点剂量与实际剂量的差异。

1.5　评估方法

将所有结果按部位、照射技术、机架及小机头是否归零进行分组，分别比较对应组别中TPS计算所得电离室平均剂量与电离室实测剂量的差异，按以下公式计算出差异百分比：

Dif=(Champer_Tp-Champer_Ts)/Champer_Ts×100%，其中Dif为计算剂量与实测剂量差异的百分比，Champer_Tp为TPS计算所得电离室平均剂量，Champer_Ts为电离室实际测量所得剂量。

1.6　统计学方法

所有数据应用SPSS 19.0 软件进行分析。差异百分比采用配对t检验，以P<0.05 为差异有统计学意义。

2结果

对于所有病例，无论是机架归零度，还是未归零度，未使用非均质校正计算所得的电离室平均剂量、最大剂量、最小剂量与使用均质校正同时将电离室密度指定为水时计算所得的电离室平均剂量、最大剂量、最小剂量均相同。在机架归零情况下，对于头颈部所有调强病例，仅使用均质校正时计算所得电离室平均剂量与实测剂量更接近，头颈部适形病例及所有胸腹部病例，仅使用均质校正时计算所得电离平均剂量与实测剂量差异较大；对于机架不归零的情况，所有病例在未使用均质较正时计算所得剂量与实测值更接近，见表1～表3。

对于CC算法，不使用均质校准与使用均质校准且将电离室指定为水两者无统计学差异，两者较仅使用均质校正更接近实测剂量，差异P值分别为0.044、0.042、0.003、0.021、0.037、0.041，具有统计学意义；对于前者，机架不归零时所测剂量更接近实测剂量，差异同样具有统计学意义。此外，从表中可以看出，头颈部适形病例中第2例，当机架归零的情况下进行绝对剂量验证时，未使用校正和电离室密度指定为水且校正时，差异值为-2.01%均<3%，而使用校正时的差异也仅为-3.34%。而当机架不归零进行绝对剂量验证时，上述3种情况差异分别为3.67%、3.67%、3.69%，差异值明显大于机架归零时的值。

3讨论

点剂量验证是三维精确放射治疗中保证患者准确、安全治疗的重要一环。普遍接受的点剂量误差范围为3%，因此在进行点剂量验证时，剂量计算条件的选择对最终的结果影响巨大[1-4]。部分学者认为既然剂量算法考虑了非均质修正，那么在对点剂量进行计算时就无须考虑电离室空腔问题，只需直接计算；部分学者认为电离室是根据布拉格空腔理论制作的，因此实际计算时，电离室应与周围物质电子密度相同，因此主张将电离室密度指定为水进行计算，更有人提出无须指定，而是直接不使用非均质修正进行计算[5-8]。三种方法均有其理论依据，但更与测量所用固体水、计划系统剂量算法有着密切关系。理论上，不使用非均质修正与使用均质修正且将电离室密度指定为水两者所得结果应一致，本课题组所得结论与此相符，说明CC算法对非均质修正有着充分的精度，且本院所用固体水电子密度与水的差别符合临床要求。对于头颈部调强，当机架归零时，结果中仅使用非均质校准时所得结果更接近实测结果，而当对应病例在机架不归零时所测结果显示仅使用非均质修正时所得结果与实测偏差更大。这说明，对于头颈部复杂计划，在机架归零时进行绝对剂量测量，有可能出现假阴性的验证结果。

表1　头颈部病例计划系统计算值与电离室实测值差异

表2　胸部病例计划系统计算值与电离室实测值差异

表3　腹部病例计划系统计算值与电离室实测值差异

综上所述，在利用CC算法设计的治疗计划中，点剂量的验证应在机架不归零时，同时用非均质修正且将电离室密度指定为水或不用非均质的情况下进行计算、测量。

参考文献

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(编辑：吴小红)

(收稿日期2014-07-28修回日期 2014-09-17)

中图分类号：R730.55

文献标识码：A

文章编号：1001-5930(2015)02-0301-03

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.02.044

通讯作者：赵胜光