加速器运行误差对宫颈癌容积旋转调强（VMAT）放疗的剂量学影响

时亮

德州市第二人民医院，山东 德州 253000

0 引言

宫颈癌属于女性生殖系统一种常见且高发的恶性肿瘤，临床发病率以及死亡率仅次于乳腺癌。随着医疗技术的发展和完善，在术后行放疗联合化疗成为现阶段临床治疗局部晚期宫颈癌的主要方法，且治疗效果明显比单纯放疗高。但随着临床研究的深入，发现既往的三维适形放疗术后，部分患者会有明显的骨髓抑制、放射性膀胱炎等不良反应出现，且在多因素的影响下，不良反应发生率呈明显升高趋势。在宫颈癌容积旋转调强（VMAT）实施的整个过程中，不仅多叶光栅（MLC）的位置不断变化，而且机架的视角和输出剂量率也不断变化[1]。因此，技术复杂度较高。执行加速器机架主要参数的操作误差（例如旋转角度，MLC叶片位置，输出剂量等）可能会危害患者的特定暴露剂量[2-3]。这项科学研究基于80例宫颈癌患者的VMAT计划，探讨加速器主要参数对宫颈癌VMAT的剂量学影响，并分析了关键的影响因素。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取本院2018年6月-2020年6月收治的80例行VMAT的宫颈癌病例，年龄37～74岁。根据英国癌症协会（AJCC）第六版宫颈癌的分期标准，I期44例，II期24例，III期12例。患者在总盆腔淋巴结引流方法面积为50Gy，2Gy的治疗剂量下接受放疗，1次/天，每周5次，整个治疗过程共25次。它由弧形旋转直视场组成，参考点之间的距离为4，选定的光量子束动能为6MV。纳入标准：①患者均了解研究内容后自愿参与；②无其他器官性疾病；③配合度良好。排除标准：①存在严重放疗并发症；②器官功能不全；③病情不稳定。

1.2 加速器运行误差模拟

在PinnacleV9.2规划系统软件中获取计划。模拟加速器的每个主要参数的操作误差。①框架旋转视角误差：将临床医学计划的每个参考点沿顺时针方向0.5mm引入。机架的视角误差，每条病历导致两个计划具有不同的机架的视角误差信息内容。②准直器的到位误差：将准直器两侧相对或反向运动的误差引入临床医学计划的每个参考点，强度为±1mm和±2mm，子场的总面积为放大或缩小；用于临床医学计划的每个参考点都沿同一方向引入准直器的偏差误差，强度为1mm和2mm，子场的总面积不会改变，并且每个病历会导致6个误差，不同准直器位置。③MLC叶片的到位误差：临床医学计划的每个参考点都引入了MLC叶片两侧相对或相反运动的误差，强度为4～0.5MP，±1mm和±2mm，总和为子字段的区域被放大或缩小；将临床医学计划的每个参考点引入相同方向的MLC叶的偏差误差。强度为1 mm和2mm。子字段的总面积不会改变。每个病历都会导致8个不同的MLC叶位置误差信息。

1.3 统计学处理

使用Origin9.1绘制数据图表、SPSS 23.0手机软件对数据信息进行线性回归分析。R越大，线性相关性越强，P<0.05则表明差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 准直器到位系统误差

准直器两侧的相对或相反运动误差，强度为1～4mm和2～4mm，当子场的总面积扩大或缩小时，每个OAR剂量限值改变其范围如果为0.55%～0.32%和1.32%～0.57%，则CI和H1基本不变。准直器两侧相反运动的误差与PTV和OAR剂量危害有很强的线性相关性（t=6.900～49.315，P<0.05），剂量转换范围为（0.15～0.46）%/mm，R²值至少为0.970，见表1。

表1 准直器到位系统误差对比表

当两侧准直器的偏移误差在同一方向上时，强度为1mm和2mm，并且子场的总面积不变，PTV的每个剂量限值和每个OAR剂量限值的范围值在0.21%～0.03%，从0.66%～0.08%，CI和H1基本不变，见图1。

图1 准直器的在同方向和不同方向的偏差和剂量变化（mm）

2.2 MLC叶片反向和同向的偏差和剂量变化

基于上表可得知，MLC的偏差在同一方向的两侧，强度为1mm和2mm，并且子场的总面积不变，最大值PTV剂量极限值的变化分别为0.25%和0.57%，OAR的每个剂量极限值的最大值分别为0.13%和0.44%，CI和III基本不变，见图2。

图2 MLC 叶片反向和同向的偏差和剂量变化（mm）

2.3 治疗中各参数误差

在引入主要参数的具体实施误差的条件下，PTV和OAR的剂量限值的较大变化分别为0.16%和1.30%，而CI和HI基本上不会改变。

3 讨论

宫颈癌属于临床常见的恶性肿瘤疾病，会严重影响女性生理健康水平，而随着医疗水平的发展，临床治疗宫颈癌的方法也变得更加多样化。其中，放射治疗是应用最为广泛的治疗方法。常用的放射治疗方案主要以盆腔外照射放疗加近距离腔内放疗为主，主要是通过X线、r线、电子线等放射线进行照射，使得癌组织在放射线的生物学作用下被消杀、破坏或者缩小，具有一定根治性的特点。但是足够的放射剂量只能对被照射的局部部位产生疗效，其在治疗早期宫颈癌患者时具有良好的治疗效果。但是患者之间具有个体差异性，对于部分患者而言，在治疗过程当中会出现不同程度的不良反应，导致其无法耐受放疗从而增加了治疗的难度，影响疗效。因此对患者不良反应的管理变得越来越重要，早期不良反应会影响治疗的强度和进程。所以分析该方案下存在的不良反应以及导致不良反应发生的影响因素极为关键，以此能够采取预防性措施，从而降低不良反应的发生率。

加速器操作误差（例如准直器，框架旋转角度和MLC叶片定时）具有不同级别的剂量测定危害[4]。架旋转视角误差的仿真模拟数据表明，随着架旋转视角误差的增加，PTV各个剂量限值的总体发展趋势以及每个OAR剂量限值变化增加0.5。机架的视角误差会导致PTV每种剂量的极限值变化很大，达到0.11%，这对VMAT剂量的危害较小，在科学研究中有学者提出机架旋转的视角误差对剂量的危害可以忽略不计[5-6]。准直器两侧相反或相反运动的误差导致PTV剂量极限值和OAR剂量极限值的整体转换显示出线性趋势分析，而对VMAT剂量学的危害并不大重要的。因此，应及时进行单独的质量检查和质量控制，以确保MLC叶片的及时精度，以确保MLC叶片的误差在0.5mm以内。

综上所述，在实施宫颈癌VMAT计划期间，机架旋转视角系统软件误差，准直器和及时系统软件误差，MLC叶片在同一方向上的未对准误差以及每个主要参数的引入具体的操作误差会影响宫颈癌的VMAT剂量。MLC叶片两侧相对或相对运动的误差对宫颈癌的VMAT剂量有明显的危害。因此，为了确保在VMAT计划实施的整个过程中剂量传递的准确性，应对加速器的日常QA工作以及机架旋转角度，准直器时间和准直时间方面的误差进行质量管理，应缩短MLC叶片的时间，并进行单独的质量检查以确保MLC叶片的及时精度。