多叶准直器位置误差对静态野调强放疗计划验证通过率影响的研究

王猛

上海同济医院 放疗科，上海 200065

多叶准直器位置误差对静态野调强放疗计划验证通过率影响的研究

王猛

上海同济医院 放疗科，上海 200065

目的 通过实验分析多叶准直器（Multi-leaf Collimator，MLC）位置误差对静态野调强放疗（IMRT）计划验证通过率的影响。方法 选取8例鼻咽癌IMRT计划，通过计划系统设置为每个病例计划的MLC叶片末端位置分别带入±0.5 mm、±1 mm、±2 mm的误差，分别命名为Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2。利用Octavius 4D剂量验证系统对每个计划进行测量，得到所有计划的三维剂量分布。采用γ分析方法，得到所有计划的剂量验证通过率。结果 当评价指标为2%/2 mm时，8例原计划的平均通过率为76.3%。Trail-1、Trail-2、Trail+2的通过率均小于原计划的通过率，但是只有Trail+2的平均通过率与原计划相比具有统计学意义（P＜0.05）。当评价指标为3%/3 mm时，8例原计划的平均通过率为91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通过率小于原计划的通过率，只有Trail+2的平均通过率与原计划的通过率相比具有统计学意义（P＜0.05）。结论 针对MLC的位置误差需要进行独立质控以保证放疗计划的准确实施。

多叶准直器；位置误差；静态野调强；通过率；鼻咽癌

调强放疗技术（Intensity-Modulated Radiation Therapy，IMRT）可以在靶区的内部形成均匀的高剂量区，而同时保证附近的危及器官只受到低剂量照射，因此被各个放疗单位广泛应用[1]。多叶准直器（Multi-leaf Collimator，MLC）的位置误差会直接影响IMRT计划的剂量分布，有研究显示MLC叶片外扩与内收的位置误差对放疗剂量的影响不可忽略[2-4]。本研究主要通过为IMRT计划带入MLC误差，分析其对计划验证通过率的影响。

1 仪器与方法

1.1 仪器

本研究采用德国PTW公司的Octavius 4D剂量验证设备及其配套的VeriSoft 5.1分析软件，瑞典Elekta公司的Synergy直线加速器，美国Philips公司的MX-16slice CT和Pinnacle 3放疗计划系统。Octavius 4D验证设备包括：① Octavius 4D圆柱型等效固体水旋转模体；② Octavius Detector 729二维矩阵。Synergy直线加速器的MLC由40对叶片组成。

1.2 方法

（1）抽取本院放疗科8例鼻咽癌IMRT放疗计划。射野数为9个，机架角度360°范围内均匀分布，子野数在72～108之间，跳数在881～1023之间。

（2）MLC位置误差模拟。在Pinnacle 3放疗计划系统9.8版本中，将原鼻咽癌放疗计划命名为Trail，复制6个同样的计划，并分别命名为Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2，并为每个计划的每个子野分别带入计划名称中相应的误差值。方法如下，首先在Trail-0.5计划中的“MLC OPTION”窗口里找到MLC叶片移动距离选项，输入-0.5，单位为mm，点击“shift left leaves”和“shift right leaves”按钮，所有MLC按钮向射野中心轴方向内收0.5 mm，然后将所有射野的全部子野依次处理，最后重新计算剂量分布。其余计划也按照该方法重新设置并传输到加速器的Mosaiq工作站执行。

（3）剂量验证及评价指标。用Octavius 4D进行测量，得到所有计划的剂量分布，然后同Pinnacle 3放疗计划系统输出的剂量分布做对比。采用γ分析方法，去除剂量值小于最大剂量点5%的值，选取3%/3 mm和2%/2 mm两个评价标准，得到每个计划的通过率。采用SPSS 19.0进行数据统计，所有病例原计划通过率和引入误差计划的通过率进行Wilcoxon秩和检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

在3%/3 mm和2%/2 mm两种评价标准下，引入不同误差后的平均通过率统计，见图1。当评价指标为2%/2mm时，8例原计划的平均通过率为76.3%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通过率小于原计划的通过率，只有Trail+2的平均通过率与原计划的通过率相比具有统计学意义（P＜0.05）。当评价指标为3%/3mm时，8例原计划的平均通过率为91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通过率小于原计划的通过率，只有Trail+2的平均通过率与原计划的通过率相比具有统计学意义（P＜0.05）。

MLC叶片±1 mm和±2 mm的位置误差能降低IMRT计划的通过率，而±0.5 mm的位置误差并不能显著影响其通过率，甚至出现比原计划还要高的通过率。2%/2 mm的评价指标比3%/3 mm的评价指标对这种误差更敏感，但差异并不显著。

图1 引入不同误差后的平均通过率

3 讨论

Mu等[4]的研究表明MLC叶片的随机误差对鼻咽癌放疗计划的影响不显著，因此，本研究忽略了该种误差对计划通过率的影响。在此次研究中，3%/3 mm的平均通过率低于91.7%。低于之前的一些平面验证通过率报道，可能与验证方式有关，Octavius 4D的验证通过率包含了机架误差，床板因子等在内误差。根据美国医学物理学家协会（AAPM）的建议，IMRT计划中MLC叶片的位置误差应小于±1 mm。通过本研究发现计划通过率并不能很好反映MLC叶片±1 mm及±0.5 mm误差。王清鑫等[5]的研究同样显示MLC叶片±1 mm及±0.5 mm误差对容积调强旋转放疗计划的通过率影响较小，无法检测。因此，应该通过对MLC进行独立的质控以保证放疗计划的准确实施[6-8]。

本研究利用了Pinnacle计划系统自带的功能设置MLC位置误差以检测其对通过率的影响，方法简便易行、易于推广，也可以由此判断验证系统对静态野调强MLC误差的灵敏度。

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Study on the Inf uence of Multi-leaf Collimator Position Error on the Verif cation Pass Rate of the Static IMRT Plan

WANG Meng
Department of Radiotherapy, Shanghai Tongji Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200127, China

Objective To analyze the influence of MLC (Multi-Leaf Collimator) position error on the verif cation pass rate of IMRT (Intensity-Modulated Radiation Therapy) plan through experiments. Methods Altogether 8 cases of nasopharyngeal carcinoma IMRT plans were selected. And then, for each case, the errors of ±0.5 mm, ±1 mm and ±2 mm in MLC leaf terminal positions were set respectively through the program system, which was named as Trail-0.5, Trail+0.5, Trail-1, Trail+1, Trail-2 and Trail+2 respectively. Each program was measured by using Octavius 4D dose verif cation system to obtain all the three dimensional dose distribution of each plan. And the dose verif cation pass rate of all the plans was acquired by using the gamma analysis method. Results When the evaluation index was 2%/2 mm, the average pass rate of 8 cases was 76.3%. The pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 were less than that of the original plan. But only the average pass rate of Trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. When the evaluation index was 3%/3 mm, the average pass rate of 8 cases was 91.7%. Similar to 2%/2 mm, the pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 was less than that of the original plan; only the average pass rate of trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. Conclusion The location precision of MLC need independent quality control to ensure the accurate implementation of radiotherapy.

multileaf collimator; position error; intensity-modulated radiation therapy; pass rate; nasopharyngeal carcionoma

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.10.033

1674-1633(2016)10-0106-02

2015-12-09 修改日期：2 015-12-15

作者邮箱：1986wangmeng@163.com