后装治疗系统中使用环型施源器放射源驻留位置偏差值验证

苏宝锋，张健文，蒋晓芹

1 南方医科大学深圳医院 （广东深圳 518000）；2 香港大学深圳医院（广东深圳 518000）

近距离后装放射治疗是在患者的治疗部位放置施源器，在安全防护条件下于控制室将放射源通过导管送至施源器内，进行内照射治疗的治疗方式[1]。近距离后装放射治疗常用方式包括腔内、管内、组织间插植、术中置管及模型敷贴。本研究讨论的环型施源器应用于腔内妇科肿瘤的后装放射治疗。腔内妇科肿瘤的后装放射治疗常用的施源器包括圆筒型施源器、灵活型施源器及环型施源器（见图1）。由于环型施源器为环式结构，放射源的实际驻留位置与计划驻留位置可能存在一定的偏差（见图2～3），从而影响剂量分布和后装治疗计划的评估，可能给患者带来肿瘤剂量不足、危及器官剂量超阈值等未知风险[2]。针对上述情况，本研究对使用环型施源器产生的位置偏差值进行验证，以消除产生的偏差。

图1 环型施源器

图2 源理论运动轨迹

图3 源现实中运动轨迹

1 材料与方法

1.1 设备材料及仪器

所有设备仪器来自香港大学深圳医院放疗科，后装治疗系统为瓦里安 GammaMed Plus HDR；计划系统为Eclipse；使用放射源为192Ir；瓦里安钛制环型施源器，每套包含30°、45°、60°环型施源器；施源导管；GAFCHROMIC RTQA2 QA+放射自显影胶片；EPSON 胶片扫描仪；环型施源器固定装置（包括压块+主框架+顶板+固定螺钉）。

1.2 方法

1.2.1 施源器放置与固定

用胶带将胶片显影一面固定在施源器固定装置底部，用细针穿刺固定装置中的圆心和挡块位置，在胶片上留下标记点，确定施源器的圆心和顶端位置。将环型施源器依次放入固定装置，使施源器末端顶住固定装置挡块位置，使用固定块、胶带、螺钉等将施源器固定在固定装置内，见图4～8。

图4 固定装置

图5 标记圆心位置

图6 标记施源器末端位

图7 放置施源器

图8 固定施源器

1.2.2 在后装治疗系统创建验证计划并实施

施源导管总长度为1 300 mm，验证计划起始位置为1 295 mm，驻留点间步长为10 mm，结束位置为1 215 mm，共9 个计划驻留点。将固定好的施源器用导管与后装治疗机连接，实施验证计划（见图9）。验证计划实施完成后，得到放射源实际驻留位置显影的胶片（见图10）。使用扫描仪将胶片扫描为TIFF 格式文件，导入Eclipse 计划系统。使用计划系统中的角度测量等工具，测量圆心和施源器顶端的连线与每个驻留点中心形成的夹角α，见图11，测量方法见图12。应用上述材料与方法进行重复测试，使用30°环型施源器得到52 组数据；使用45°环型施源器得到53 组数据；使用60°环型施源器得到52 组数据。

图9 实施验证计划

图10 得到显影胶片

图11 夹角α

图12 测量夹角

1.3 数据处理

根据瓦里安公司的施源器用户指南[3]，位置偏差值可以通过以下公式计算：

其中，Path Length 为源停留点中心到施源器顶点圆弧的弧长，Dwellplan为放射源计划停留位置，Dwellactual为放射源实际停留位置。放射源起点至施源器顶端的总长度为1 300 mm；r 为施源器内半径，本研究使用的施源器内半径为16 mm；α 为圆心和施源器末端的连线与每个驻留点中心形成的夹角；本研究中放射源中心到末端的距离（the source center distance from tip，SCDT）值为3.5 mm；施源器末端的管壁厚度（nominal tip wall thickness，NTWT）为0.4 mm。

1.4 偏差值修正

根据得到的偏差值，设置相应的修正值并应用于计划中[4]，再按照上述实验方法实施计划，计算偏差。临床中使用放射源的到位精度允许误差在1 mm 以内。如应用修正值后偏差仍大于1 mm，则可改变修正值，继续实验，直至偏差值小于1 mm。

2 结果

2.1 不同角度施源器平均偏差值与分布

使用不同角度的环型施源器时，放射源停留位置与计划位置的平均偏差值不一致，见表1。放射源在9 个计划驻留点的偏差值并不一致，不同角度施源器不同停留点的偏差值分布，见图13～15。

表1 平均偏差值

图13 30°环型施源器偏差分布

图14 45°环型施源器偏差分布

2.2 不同角度环型施源器修正后结果

根据表1 结果，30°环型施源器修正+1 mm，45°环型施源器修正+2 mm，60°环型施源器修正+2 mm。应用修正值后，使用30°环型施源器得到54 组数据；使用45°环型施源器得到53 组数据；使用60°环型施源器得到53 组数据，结果平均偏差值均小于1 mm，见表2。

3 讨论

本研究结果表明，在后装治疗中使用环型施源器，放射源实际驻留位置与计划驻留位置会产生超过1 mm 的偏差。《后装治疗机的质量控制和质量保证》指南规定，对所有可调节的驻留位置，后装治疗机定位放射源至驻留位置的误差不应超过1.0 mm[5]。因此，后装计划设计时有必要考虑偏差值并引入适当的修正值。

图15 60°环型施源器偏差分布

表2 应用修正值后的平均偏差值

从研究中的实验数据得知，验证计划中的每个位置产生的偏差值并不一致，本研究只将每组数据的平均偏差值进行修正，并未对每个点进行针对性的修正值处理，后续可针对每个点不同的偏差值进行修正，进行进一步研究。同时，不同厂家、不同批次的环型施源器对放射源驻留位置产生的偏差值可能会产生不同影响，也可以对比不同环型施源器，进行深入研究。另外，本研究从放射源位置偏差的角度进行验证，未对因放射源驻留位置偏差对靶区、危及器官的吸收剂量产生的影响做更深入的研究，后续可就此进行更深入研究。

综上所述，对后装环型施源器源位置偏差值进行修正，可提高放射治疗精准度。