利用二维电离室矩阵进行调强放疗计划剂量验证的探讨

时勇，张芬，张开贤，李成建，张敏

滕州市中心人民医院 放疗室，山东 滕州 277500

利用二维电离室矩阵进行调强放疗计划剂量验证的探讨

时勇，张芬，张开贤，李成建，张敏

滕州市中心人民医院 放疗室，山东 滕州 277500

目的 探讨二维电离室矩阵在调强放疗（IMRT）计划剂量验证中的应用价值。方法 选取于我院行IMRT的患者16例，先在治疗计划系统中进行计划设计，然后移植到固体水上，得到体模杂交计划；利用二维电离室矩阵对杂交计划的计算剂量进行验证；参照3%/3 mm标准对结果进行分析。结果 所有治疗野的绝对剂量验证结果通过率为86.4%～100%；相对剂量验证结果通过率为88.5%～100%。结论 二维电离室矩阵是一种快速的剂量测量系统，在IMRT计划剂量验证中有重要价值。

调强放疗；二维电离室矩阵；剂量验证；Gamma通过率

0 前言

调强放疗（Intensity Modulated Radiation Therapy，IMRT）采用精确的逆向运算，能够自动优化配置射野内各射线束的权重，使靶区内剂量分布能够按预期值进行调整，达到使靶区的照射剂量最大，靶区外周围危及器官的受照剂量最小的目的，从而明显提高肿瘤的局控率，减少正常组织或器官的放射损伤。多叶准直器（MLC）动态调强利用MLC相对应的一对叶片的相对运动，实现对射野剂量强度的调节。该技术的特点是叶片运动过程中，射线一直处于出束状态。相对的两个叶片中，有一片是引导片，先运动到一个位置；另一片为跟随片，按选定的速度运动，给出各点所需要的射线强度。每个IMRT射野通常均由众多小的、不规则且离轴的子野组成，使得每个IMRT计划的等中心剂量分布比传统的治疗计划更加与靶区适形[1]。但IMRT的特点也为其质量保证和质量控制的实施提出了更大的挑战，对其计划进行绝对剂量和相对剂量的验证是实施IMRT的必要和可靠保证[2-4]。

二维电离室矩阵测量设备的结构是将多个电离室排成二维矩阵，具有良好的剂量学特性、几何分辨率和剂量线性度，再与相应的测量分析软件相结合，可降低IMRT质量保证和质量控制的繁琐程度。本文利用PTW二维电离室矩阵，对我院2011年在Varian iX加速器上实施IMRT的16例病人共100个射野进行临床验证，分析二维电离室矩阵在IMRT计划剂量验证中的应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

选取我院2011年行MIRT的16例患者，其中食管癌10例，鼻咽癌4例，直肠癌2例，共计100个治疗野。

1.2 仪器与设备

（1）瓦里安ix医用直线加速器，内置60对多叶光栅。（2）瓦里安Eclipse 8.6调强治疗计划系统。

（3）PTW 2D-ARRAY seven 29电离室矩阵，由729个独立的电离室组成，在源皮距（SSD）=100 cm时可测量的最大射野为27 cm×27 cm，其线性度≤±0.5%，单个电离室的平均灵敏度为2.1 nC/Gy，最短时间分辨率为10 MHz。主要通过获取吸收剂量在二维空间的分布，进行Gamma通过率分析，完成IMRT验证。

（4）Verisoft分析软件。

（5）PTW RW 3等效固体水。

2 验证方法

2.1 验证模体

在二维电离室矩阵的上面和下面分别放置4.2 cm和5.0 cm的等效固体水（此时模体上表面距电离室有效点的距离为5 cm），贴上标记点，进行CT扫描，层厚3.0 mm；通过专用光纤将图像传输到Eclipse 8.6治疗计划系统，在Eclipse计划系统中把电离室矩阵中央电离室的有效测量点定义为原点，每次做验证计划时直接调出扫描图像即可。

2.2 验证计划

当一个患者的IMRT计划设计完成后，为了确认计划的可实施性和剂量准确度，在Eclipse计划系统中，在该计划的基础上原封不动地建立验证计划，即杂交计划。每个治疗野均产生一个验证计划，同时还产生一个合成计划，即每个治疗野叠加合成的计划。每个计划的机架角全部归零，其他参数不变，SSD为95 cm。

2.3 验证实施

用专用可移动存储设备将验证数据转存至Verisoft分析软件中，在验证前先对加速器进行质量保证，以消除机器的机械几何误差和剂量偏差；用Unidos剂量仪和0.6 cm3电离室对加速器进行输出剂量校准（照射野10 cm×10 cm，SSD为100 cm，照射剂量为100 Mu），以消除加速器自身剂量输出波动造成的影响；用水平仪和等中心验证仪确保机架和机头处在零度以及二维电离室矩阵处于水平状态；然后在治疗床上放置电离室矩阵和固体水，摆放条件和CT扫描一致；用激光对好等中心，模体上表面SSD为95 cm，确保摆位精度在1 mm之内；然后在加速器控制软件中调出患者的验证计划，采用动态调强模式出束照射模体。

2.4 验证分析

二维电离室矩阵将测量的剂量数据转换成电信号输入计算机，通过Verisoft分析软件将验证计划计算出来的剂量分布与实际测量的剂量分布进行比较，并给出结果。

3 结果

采用距离符合度（Distance To Agreement，DTA）分析法，参照AAPM53号报告建议的剂量位置误差限定为3%/3 mm或3%/4 mm的标准[5-8]（本试验采用3%/3 mm标准），统计IMRT所有治疗野在模体中绝对剂量和相对剂量的验证统计结果。结果表明，绝对剂量通过率为86.4%～100%，相对剂量通过率为88.5%～100%。

4 讨论

本试验结果显示，绝对剂量通过率＜90%的仅有1个治疗野，相对剂量通过率＜90%的也仅有1个治疗野。试验结果表明，绝大多数患者的IMRT计划是可以实施的，其剂量误差也在临床可接受的范围之内；IMRT的验证程序和方法是规范可靠的。

但使用二维电离室矩阵对IMRT计划进行质量保证和质量控制也有其不足之处：① 需将机架角归零后进行验证，不能实现实际角度下的验证，由此可能忽略了重力对MLC叶片位置精确度的影响；② 治疗床对剂量分布会有一定影响；③ 二维测量只能获取单方向即横断面的验证信息，而无冠状面、矢状面数据。因此，需采取以下措施来提高IMRT剂量验证工作的效率和质量：① 申请购买新的模体和剂量验证设备，包括可进行电离室测量的仿真模体和三维剂量验证矩阵等；② 除验证每个患者的IMRT计划外，在IMRT技术投入临床使用之前，应进行严格测试，以验收治疗计划系统的IMRT计划设计功能，了解加速器X射线束的启动特性和MLC叶片的运动速度及定位精确度[9-10]；③ 在IMRT技术投入临床使用之后，还需要建立常规质量保证和质量控制措施，使IMRT的质量得到有效的保证。

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Discussion on Dose Verif i cation of IMRT Plans with 2D Ionization Chamber Array

SHI Yong, ZHANG Fen, ZHANG Kai-xian, LI Cheng-jian, ZHANG Min
Radiotherapy Room, Tengzhou Central People’s Hospital, Tehngzhou Shandong 277500, China

Objective To explore the application value of 2D ionization chamber array in the dose verification of IMRT plans. Methods IMRT plans of 16 patients who would undergo IMRT in our hospital were designed through treatment planning system and then were migrated to solid water to obtain phantom hybrid plans. Then the dose verif i cation of phantom hybrid plans was conducted with 2D ionization chamber array. The verif i cation results were analyzed according to 3%/3 mm criterion. Results The passing rate scope of absolute dose verif i cation results of all radiation fi elds was 86.4%～100% while that of relative dose verif i cation results of all radiation fi elds was 88.5%～100%. Conclusion As a fast dose measurement system, 2D ionization chamber array plays an important role in the dose verif i cation of IMRT plans.

intensity modulated radiation therapy; 2D ionization chamber array; dose verification; Gamma passing rate

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.09.045

1674-1633(2014)09-0120-02

2014-05-15

作者邮箱：bucm3@163.com