床面倾斜对Mapcheck 2调强剂量验证通过率的影响

李欢，王继平（通信作者）

1 黄冈市团风县人民医院放疗科 （湖北黄冈 438000）；2 黄冈市中心医院放疗科 （湖北黄冈 438000）

放射治疗技术的迅速发展，使得调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy, IMRT）在各大医院放射治疗中心成为主流治疗手段。相比于三维适形放射治疗，IMRT精确度更高，技术也更为复杂，为确保计划的安全实施，对治疗计划系统生成的治疗计划剂量分布和加速器实际照射分布的剂量验证尤为重要[1]。目前的技术条件下，治疗计划验证通过率越高是治疗的准确性越高的必要条件[2]。三维适形放射治疗计划设计时采用正向优化算法，而IMRT技术采用逆向优化算法，其随机性和稳定性难以控制，故需要对计划的剂量分布进行验证以确保患者计划能够安全无误的实施。而对剂量分布进行验证时，多数放射治疗中心是采用Mapcheck剂量测量系统测量调强验证计划的Gamma通过率来判断调强计划是否合格[3-4]。在临床中，定位CT和加速器治疗床面都可能出现倾斜，如CT附加定位平板倾斜、患者长期习惯性一侧上床造成左右方向倾斜、床前侧负重造成头足方向倾斜等[5]。由于床左右方向倾斜已有研究，本研究通过使用Mapcheck 2在加速器治疗床上用不同厚度的固体水制造坡度值差模拟床面倾斜程度，研究床面头-足（即加速器G-T方向）倾斜对Mapcheck 2剂量验证通过率的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取2018年2-5月在我科瓦里安加速器上进行的10例放射治疗验证计划，其中，头颈部肿瘤验证计划6例，胸部肿瘤验证计划2例，腹部肿瘤验证计划1例，盆腔肿瘤验证计划1例。

1.2 方法

1.2.1 IMRT验证计划设计

（1）建立QA模型：将Mapcheck 2二维半导体矩阵在CT平板床上摆好位置后，加3 cm厚的固体水，在CT模拟机下扫描，图像传到我科Pinnacle 9.10治疗计划系统上进行影像重建，勾画模体外轮廓，确定坐标原点，并设为QAISO，此模体作为所有治疗计划进行平面剂量验证的验证模体。（2）创建QA验证计划：IMRT计划设计好经医师确认后，在Pinnacle 9.10治疗计划上通过QA Tools界面做QA验证计划；将治疗计划移植在QA模体上，治疗计划每个射野的机架角度、准直器角度和治疗床角度都设为0°，然后将此计划移植到验证模体上；按Pinnacle 9.10计划系统要求，有步骤地完成每一步操作，然后计算所有射野的剂量分布，将生成后的文件导出并保存，QA验证计划建立完毕。

1.2.2 床面倾斜模拟

加速器等中心质量保证后，水平木板置于加速器治疗床面上，调节水平并保持固定。M apcheck 2置于水平木板上，利用其底部3个旋钮调节至水平位置，以保证Mapcheck 2探测器平面垂直于射线束。模拟床面倾斜时，使用固体水1、2、5、10 mm组合垫放在Mapcheck 2一端，合成幅度为1、2、3、5、7、9、11 mm床面倾斜。本研究模拟患者G-T方向的倾斜情况。

1.2.3 Mapcheck 2二维矩阵

本研究采用Mapcheck 2二维探测矩阵，有效测量射野面积为32 cm×26 cm，SunPointTM 半导体探测器数量为1 527个，10 cm×10 cm面积内探头数量为221个，探头厚度为0.03 mm，面积为0.64 mm2，探头体积为0.000019 cc。Mapcheck 2作为最新进的调强验证半导体二维矩阵，具有高度的灵敏度和精确度。

1.2.4 Mapcheck 2校准

（1）矩阵校准。Setup ＞ Calibrate Array ＞ Array Calibration窗口打开，Gan = 0 ,Col = 0 ，将 Mapcheck 2 按水平摆放在治疗床上，野面积37 cm×37 cm，光野十字线与Mapcheck 2 的 C点十字线对准重合，SSD 为100 cm。Step A ：野面积 X = 27 cm ，Y = 33 cm，点击 Start ，出束 200 MU （剂量率与实际治疗剂量率一致）后 Stop ＞ Next。Step B ：将 Mapcheck 2 顺时针方向旋转 90 °，光野十字线与 Mapcheck 2 的 C 点十字线对准重合，点击 Start ，出束 200 MU （剂量率与实际治疗剂量率一致）后 Stop ＞ Next。Step C ：将 Mapcheck 2 再次顺时针方向旋转 90 °，光野十字线与 Mapcheck 2 的 C点十字线对准重合，点击 Start ，出束 200 MU （剂量率与实际治疗剂量率一致）后 Stop ＞ Next。Step D ：移动 Mapcheck 2，使得光野十字线与 Mapcheck 2 的 D 点十字线对准重合，点击 Start ，出束 200 MU （剂量率与实际治疗剂量率一致）后 Stop ＞ Next。Step E：移动Mapcheck 2，使得光野十字线与 Mapcheck 2的 E 点十字线对准重合，点击 Start ，出束200 MU（剂量率与实际治疗剂量率一致）后 Stop ＞ Finish。半导体探测器敏感性修正完成后，可查看修正结果曲线。确认曲线无误后 Apply ＞ Save。（2）绝对剂量校准。Gan= 0，Col= 0，将Mapcheck 2摆好位置，光野十字与Mapcheck 2的C点十字线重合，源到Mapcheck 2设备表面的SSD=98.8 cm，再加3 cm固体水。软件 Setup＞Calibrate Dose＞ 野面积10 cmx10 cm＞Start ＞出束100 MU（剂量率与实际治疗剂量率一致）＞Stop。Dose输入相应能量在相同摆位与出束条件下，深度5 cm时电离室测量的绝对剂量值。Energy输入射线能量，Comment输入日期与加速器型号，最后Add Dose Calibration。

1.3 临床评价

（1）验证计划剂量测量：摆位中心定义为Mapcheck 2表面C点，剂量归一点选择QA-ISO为中心点，按要求摆好位后，上方加3 cm厚固体水，机架、准直器、床角度均为0°，然后按QA计划要求加速器出束，最后通过Gamma分析比较测量值和计划值3%，3 mm通过率，并做好相应的记录。（2）模拟床面倾斜剂量测量：Mapcheck 2按验证计划测量时相同要求摆位，然后在其底部一端加1 mm固体水，使前后两端偏差为1 mm，该位置定义为模拟床面倾斜1 mm；同理在其底部一端加2 mm固体水，使前后两端偏差为2 mm，该位置定义为模拟床面倾斜2 mm。其他模拟位置类推，依次得到模拟床面3、5、7、9、11 mm倾斜。按同样要求出束照射，通过Gamma分析比较测量值和计划值3%，3 mm通过率，并做好相应的记录。

1.4 统计学处理

采用Mapcheck 2自带对比分析软件工具分析床面不同倾斜时测量剂量和计划剂量的分布差异，本研究选择Gamma（γ）分析法，（3%，3 mm）绝对剂量分析标准。采用SPSS 20.0 统计软件进行数据分析，计量资料以±s表示，采用t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

在无床面倾斜条件下，10例患者IMRT剂量验证通过率为（94.84±2.29）%。IMRT患者倾斜1、2、3、5、7、9、11 mm的通过率分别为（94.72±2.31）%、（94.47±2.34）%、（94.01±2.42 ）%、（90.84±4.49 ）%、（91.69±2.63 ）%、（89.63±2.94）%、（86.51±2.48）%；与无倾斜对比，倾斜5 mm差异无统计学意义（P＞0.05），其余倾斜幅度差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1，表2。

表1 不同倾斜情况IMRT患者剂量验证Gamma通过率统计结果

表2 0 mm与其他倾斜度Gamma验证通过率配对t检验结果

3 讨论

近年来，随着科学技术的飞速发展，以IMRT为代表的精确放射治疗技术已在各医院肿瘤放射治疗中心迅速开展，调强放射治疗由于治疗精度高、技术难度大，放射治疗质控很关键。患者在开展调强放射治疗前，物理师必须要对计划进行剂量验证，实际治疗前进行剂量分布验证是质量控制的重要一环，能保证设计的治疗计划与实际治疗获得的剂量分布吻合，从而保证治疗效果[6]。而Mapcheck剂量测量系统已经成为直线加速器放射治疗计划剂量验证的常用测量工具之一[7-11]。利用Mapcheck剂量测量系统开展放射治疗计划的验证工作，测量射野剂量分布时，其能响度好、灵敏度高，能快速、精确地显示所测量剂量分布的测量结果[12]。

调强计划验证的通过率受多种因素影响[13]，本研究剂量验证采用Gamma（γ）分析法，通过率标准为3%，3 mm进行验证。Ezzell等[14]选择头部≥88%、非头部≥95%，本研究选择选择头部≥90%、非头部≥95%。因不同地区、不同单位采用标准不同，在区间范围内，进行统计学比较认为P＜0.05，即差异有统计学意义。本研究通过用固体水叠加模拟床面倾斜，探讨床面前后倾斜程度对IMRT剂量验证通过率的影响，进而表达定位CT扫描条件和治疗条件床面前后倾斜时对剂量的偏差。研究模拟头-足不同程度的倾斜对剂量验证结果的影响，研究结果显示，在IMRT患者剂量验证中，床面倾斜为1、2、3 mm时，其验证通过率相对正常水平参照组变化较小，与无倾斜对比，倾斜5 mm差异无统计学意义（P＞0.05），其余倾斜幅度差异有统计学意义（P＜0.05）。分析各组数据，发现第9组5 mm倾斜时剂量通过率与3 mm时剂量通过率和7 mm时剂量通过率相差比较大，具有个体化差异，可能与操作有关，属于个体性事件。当床面倾斜程度为9、11 mm时剂量通过率开始显著降低，明显低于无倾斜时。床面倾斜对Mapcheck 2 IMRT剂量验证通过率有影响，总体呈减小趋势，但随幅度递减没有规律性，倾斜幅度较小时，通过率减小不明显，当倾斜幅度＞9 mm后对剂量验证通过率产生较大影响。

综上所述，在利用Mapcheck 2剂量测量系统进行调强计划验证时，矩阵水平与否直接影响验证计划的Gamma通过率，床面倾斜幅度的增大会导致Mapcheck 2调强验证计划的通过率呈整体下降趋势，从而对三维剂量分布产生重大影响。因此，物理师定期检测床板水平，做好放射治疗质控显得尤为重要。