基于OCTAVIUS 1500电离室矩阵的近距离放疗相对剂量分布验证

霍晓庆，王颖拓，刘 波，吴 鹏，孙丹丹，路 平，苗战会

(1.新乡医学院第一附属医院放疗中心，河南 卫辉 453100；2.新乡医学院第一附属医院肿瘤内科，河南 卫辉 453100)

高剂量率近距离放疗是放疗的重要组成部分，其在保证靶区接受高剂量照射的同时，周边的正常组织中的剂量跌落更快，使得邻近正常组织的受量较低。因此该放疗方法常作为外照射的一种辅助技术。随着影像技术、放射源的制造技术及三维治疗计划系统的进一步发展和完善，基于三维图像引导的高剂量率近距离放疗技术在宫颈癌根治性及姑息性治疗中的作用越来越重要，同时也应用于皮肤癌、前列腺癌、直肠癌、食管癌等[1-2]。由于射线是从体内向体外照射，因而无法直接进行剂量测量，所以近距离放疗计划系统的剂量分布验证在临床治疗上引起越来越多的关注。二维电离室矩阵由于具有良好的能量响应和剂量线性反应的优点，目前已被作为调强放疗计划验证工具[3-4]。有研究[5-8]提出使用IBA Matrix进行高剂量率的剂量分布验证，也有研究[9-10]通过SNC Mapcheck和PTW729进行放射源的剂量分布验证。但是目前许多研究没有进行放射源活度的校准，而放射源的活度是近距离照射剂量学的基础，其决定患者的治疗剂量分布准确性及治疗效果，因此需要定期对放射源活度进行标称[11]。OCTAVIUS 1500电离室矩阵具有较高的分辨率和较好的能量响应[12]，但是现阶段研究没有探讨OCTAVIUS 1500电离室矩阵在高剂量率计划验证中的可行性。因此将该电离室矩阵合理应用于近距离放疗的剂量分布测量有助于提升临床治疗工作的质量保障。

1 资料与方法

1.1 设备与材料用于剂量测量的二维电离室矩阵是德国PTW公司的OCTAVIUS 1500电离室矩阵，该探测器采用电离室探头，有效的避免了半导体探测器易老化的不良影响。矩阵是由1 405个4.4 mm×4.4 mm×3.0 mm通气平行板电离室组成棋盘型矩阵，相邻探头中心距为7.1 mm，RW3固体水下有效测量深度(8.0±0.2)mm，有效照射野为27.0 cm×27.0 cm，探头独特的方形设计可大范围覆盖照射野内高达50%的实际面积。扫描设备采用荷兰PHILIPS公司的Brilliance Big Bore 16排螺旋大孔径计算机断层扫描设备，后装治疗机为山东新华医疗器械有限公司XHDR18高剂量率后装治疗机，放射源是192Ir，固体水等效模体采用的是德国PTW公司RW3固体水，用于活度测量的井型电离室是PTW SOURCHECK 4Pi电离室，井型电离室适用于放射性粒子和腔内近距离放射源的测量和校准，且符合国际上对后装放射源校准标准，标称响应为125 fA/MBq，漏电流小于50 fA，最大响应点约为距电离室顶端95 mm处。

1.2 方法医用192Ir放射源的初始活度一般为10 Ci，半衰期约为74.2 d，衰变过程主要产生γ射线和少量的α及β射线，平均能量为368 KeV。为确保剂量的精确执行，放射源强度的校准是近距离治疗质量保证的重要组成部分。Bondel等[13]研究了基于井型电离室、指形电离室在空气中、指形电离室在水中的测量，并初步得出井型电离室在放射源活度测量的优势，且推荐使用井型电离室测量法[14]。故本研究采用SOURCHECK 4Pi电离室和UNIDOS E剂量仪进行放射源的活度标定。首先通过测量放射源在井型电离室不同位置的响应电流以确定电离室最大响应的位置，然后在该位置连续5次测量60 s的电荷量，计算出其空气比释动能，然后乘以校准转换因子，最终得出放射源的源活度，与其计划系统中的源活度进行对比，检查是否在其误差范围之内。

在近距离治疗的剂量分布验证方面，国内外许多研究者对其进行了研究，Yewondwossen[5]提出先用X线刻度电离室矩阵，然后测量放射源的绝对剂量分布；于浪等[7]使用EBT胶片获取剂量灰度曲线，然后刻度MatriXX电离室矩阵进行放射源的绝对剂量验证；Cardoso等[6]、刘浩等[8]提出使用二维电离室矩阵MatriXX矩阵系统验证后装治疗计划的相对剂量分布情况；唐涛等[9]初步探讨了使用Mapcheck电离室矩阵对于后装相对剂量分布验证的可行性；赵强等[10]提出使用PTW729电离室矩阵和胶片进行计划验证，并对其进行了偏差测试。

本研究针对OCTAVIUS 1500电离室矩阵所测量的剂量分布曲线与后装治疗计划系统的剂量分布曲线直接进行γ分析[15]。将3根插值针间隔1 cm平行放置在电离室矩阵的表面并进行固定。然后进行CT扫描，扫描层厚为0.25 cm，并将扫描后的图像传至后装治疗计划系统，设置不同的驻留时间，制作10例3根平行管后装治疗计划，最后传至后装治疗机。通过电离室矩阵测量其剂量分布曲线。

2 结果

标定放射源活度时，分别将5次的测量结果与计划系统的活度值进行对比，依据国家相关规范，发现均在误差允许范围之内，放射源活度非常精确，对本实验研究结果无影响。将OCTAVIUS 1500电离室矩阵测量的有效深度层面剂量分布曲线与后装治疗计划系统所得施源器坐标原点层面剂量分布曲线进行相对剂量的γ分析(3 mm/3%),10例3根平行管后装治疗计划的通过率均大于90%。选取其中1例进行研究，观察OCTAVIUS 1500电离室矩阵测量的有效深度层面剂量分布曲线和后装治疗计划系统计算的插值针坐标原点层面的剂量分布曲线，将两者进行相对剂量的γ分析后的对比结果显示，其通过率为98%。

3 讨论

高剂量率近距离治疗具有近源处剂量极高、剂量与距离的平方近似成反比的特点，在保证靶区接受高剂量照射的同时，周边正常组织的受量较低，可以作为外照射的一种辅助技术或单一的治疗技术，能够提高患者的生存期，并降低不良反应的发生率[16]。192Ir放射源形成的辐射场分布为两极稍扁的椭球型，进行测量时需要考虑辐射场各向异性的修正，本研究设计3根平行管后装治疗方式，并设置不同驻位置和驻留时间，避免了近源处由于位置误差导致的剂量误差。胶片作为放疗剂量学一种常规测量工具，已经广泛应用于日常治疗计划剂量分布验证，但是普通胶片冲洗复杂，曝光麻烦，容易受外界干扰，所得结果往往误差较大。免洗胶片很大程度上解决了普通胶片的一些问题，但其缺点也很明显，价格昂贵，且准确度受扫描仪分辨率、环境条件等方面影响较大，使得其未能在基层医院广泛推广使用[17]。由于二维电离室矩阵相对于胶片具有较好的重复性，同时具有良好的分辨力和能量响应，作为外照射计划的剂量验证工具已得到广泛应用[18-19]。在近距离治疗的剂量分布验证方面，一些研究已对其可行性进行了初步研究，并表明可用于临床实践中。同样，OCTAVIUS 1500电离室矩阵具有可重复使用、分辨率高、稳定性好、成本低且快速便捷，作为二维剂量验证工具已被广泛应用于光子线调强治疗中，本研究通过OCTAVIUS 1500电离室矩阵验证后装治疗计划的相对剂量分布情况，并取得了较好的结果，初步验证了其在后装治疗中的可行性。