不同测量方法对鼻咽癌容积调强弧形治疗验证通过率的影响

洪 君，张 艳，张晓晔，朱志坚，石婷婷，韩济华

0 引 言

鼻咽癌是常见的恶性肿瘤，由于其特殊的解剖结构和对射线的敏感性，放射治疗成为主要的治疗方法[1-3]。近年来，容积调强弧形治疗(volumetric intensity modulated arc therapy，VMAT)作为一种新的调强技术已广泛应用到鼻咽癌治疗中，它以旋转照射为基础，照射过程中机架以非匀速旋转，同时多叶准直器(MLC)和剂量率连续变化，可以大大提高照射效率，更高效地满足靶区剂量要求[4-5]。VMAT的复杂性使得剂量验证工作尤为重要，传统的剂量检测方法已不再适合新技术的检测[6-8]。ArcCheck是由Sun Nuclear公司推出的一款专为VMAT技术测量而设计的三维半导体探阵列，是目前主流的三维剂量验证工具[9-10]。有学者对宫颈癌的两种验证方式做静态调强验证时的γ通过率差异进行研究，得出实际机架角度剂量验证通过率更接近真实情况[11]。笔者使用ArcCheck常用的3种测量方法对鼻咽癌VMAT计划的剂量验证通过率大小进行对比分析，从而指导临床计划验证。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料在我院肿瘤放疗科2018年1月至10月收治的63例鼻咽癌患者中，采用单纯随机抽样方法选取鼻咽癌28例，其中男20例，女8例，年龄33～78岁，中位年龄58岁。根据第8版AJCC鼻咽癌分期标准，其中Ⅱ期2例、Ⅲ期21例、ⅣA期5例。参考ICRU83号报告勾画危及器官，同时勾画原发肿瘤区(GTVnx)、转移淋巴结肿瘤区(GTVnd)、亚临床病灶及高危淋巴引流区(CTV)和颈部预防照射区(CTV1)，根据上述靶区外扩0.3 cm得到相应计划靶区(PGTVnx、PGTVnd、PTV和PTV1)，并分别给予对应靶区66 Gy、66 Gy、60 Gy和54 Gy的处方剂量，分30次完成治疗。本研究经医院伦理委员会批准(批准号：YX-P-2020-003-01)，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器设备瑞典医科达Versa HD型医用直线加速器，用于执行验证计划；医科达Monaco5.11 TPS，用于放疗计划和ArcCHECK验证计划设计；美国SunNuclear公司的ArcCHECK半导体探测器阵列，用于剂量验证，测量时使用配套的圆柱型多功能插件，相应的分析软件为SNC Patient。

1.3 测量方法所选患者的放疗计划均采用Monaco5.11 TPS进行设计。计划参数：射线能量为6 MV，照射技术为WMAT，照射野弧度为360°，最大弧的数量为2，每弧的最大控制点数为200，最小子野宽度为0.5 cm，通量平滑为中等平滑，计算网格为3 mm，不确定度为每个计划1%。

根据国内常规的剂量验证方法，对每例放疗计划按照3种方法分别制作ArcCheck剂量验证计划。参照实际测量中ArcCHECK在治疗床上的摆放位置，在TPS中添加sampleELEKTA治疗床模型进行修正。将放疗计划中机架角度归零，在经治疗床模型修正的ArcCHECK模体图像上进行剂量验证计划设计(方法1)。将放疗计划按照实际机架角度执行，在经治疗床模型修正的ArcCHECK模体图像上做剂量验证计划(方法2)。将放疗计划按照实际机架角度执行，在未修正治疗床模型的ArcCHECK模体图像上做剂量验证计划(方法3)。待验证计划剂量计算完成后，分别从3种方法的验证计划中，导出剂量分布文件，并导入SNC Patient 分析软件中。

测量前对ArcCheck进行剂量和矩阵一致性校准[12]，使用医科达Versa HD型医用直线加速器按上述3种方法执行验证计划。由于方法2和方法3的验证计划中的每个照射野的MU和 MLC走位情况完全一致，因此只需执行方法1和2的验证计划即可。使用ArcCHECK得到验证计划的测量剂量分布，按照国际惯例，使用SNC Patient软件分析TPS计算值与测量值在10%最大剂量点内的γ通过率[13]，标准是3mm/3%，其中通过率用如下3种方式表示：相对剂量(RD)、绝对剂量全局归一(AD)和绝对剂量本地归一(Local)。

2 结 果

2.1 箱线图比较结果28例鼻咽癌VMAT计划共得到84个剂量验证计划，在加速器上实际测量56次，运用SNC Patient 软件分析得到剂量验证通过率结果252个。方法1、方法2、方法3的RD通过率中位值分别为：100.0%、99.55%、99.40%，AD通过率中位值分别为：99.60%、99.10%、96.50%；Local通过率中位值分别为：98.75%、92.30%、85.95%。见图1。

2.2 剂量验证平均通过率结果在相同比对方式下，3种测量方法的剂量验证平均通过率及配对t检验结果见表1。方法1、方法2、方法3在相同对比标准下，平均通过率依次降低，差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 鼻咽癌容积调强弧形治疗不同测量方法γ剂量验证平均通过率比较

3 讨 论

在放疗前或放疗中，物理师使用二维或三维剂量工具来测得放疗计划的剂量通过率，应根据剂量通过率的大小来判断该计划是否能安全应用于临床[14-15]。由于所选病例的放疗计划参数都相同，所以影响鼻咽癌VMAT计划的剂量验证通过率主要因素为加速器执行计划时输出剂量率的稳定性、机架角度旋转时的到位精度、MLC受重力影响的到位精度[16]以及治疗床板的衰减[17]。本研究方法是将上述影响剂量通过率因素通过不同的测量方法分将其离出来，并对不同测量方法得出剂量验证通过率大小作对比分析，得出相应的影响因素所占剂量验证通过率的大小。方法1的优点是影响剂量验证通过率的因素只为剂量率的稳定性，可以得到较高的剂量验证通过率，缺点是未考虑机架角度旋转时的到位精度以及MLC受重力影响的到位精度，不能真实反映计划的剂量验证通过率。方法2的优点是全面考虑了上述所有影响因素，能真实地反映计划的剂量验证通过率，缺点是要根据实际情况对治疗床进行修正，修正过程较为复杂。方法3的优点是避开复杂的治疗床修正过程，并且在方法1的基础上又考虑了机架角度旋转时的到位精度和MLC受重力作用到位精度的影响因素，能较为真实反映计划的剂量验证通过率，缺点是忽略了治疗床对剂量验证通过率的影响。

从图1可以看出3种测量方法得的3mm/3% RD、AD的平均通过率全部大于95%，但从表1中可明显看出，相同比对标准下的剂量验证通过率中位值逐渐降低，且方法3中的部分病例的AD验证通过率低于95%，不能满足临床要求。对于更严格的Local验证通过率来说，下降趋势更为明显。表1中，3种测量方法的平均通过率差异有统计学意义(P<0.05)，在RD通过率之间最大差异只有0.81%，无临床意义，即上述所有影响因素均对RD通过率无影响。方法2与方法1之间的AD通过率大小相差0.78%，无临床意义，说明机架角度到位精度和在重力作用下的MLC到位精度对AD的平均通过率影响很小，亦可忽略不计。方法3与方法1之间的AD通过率大小相差2.37%，说明治疗床对AD的平均通过率影响较大不可忽略。方法2与方法1之间的Local通过率大小相差6.59%，说明在更严格的标准下，机架角度旋转过程中到位精度和受重力作用MLC的到位精度的影响因素突显出来。同时方法3与方法1之间受治疗床的影响因素亦被放大，相差4.88%。方法2的测量方法更符合临床的实际情况且平均的Local通过率大于92%，满足临床要求[18]。

综上所述，与按照实际机架角度且修正治疗床模型的测量方法相比，机架角度归零的测量方法的平均剂量通过率被高估了，而按照实际机架角度且未修正治疗床模型的测量方法的平均剂量通过率则被低估了，如果使用机架角度归零的测量方法和按照实际机架角度且未修正治疗床模型的测量方法进行剂量验证可分别适当提高和降低标准，推荐使用按照实际机架角度且修正治疗床模型的测量方法进行剂量验证。