Oncentra中異質(zhì)性校正對絕對劑量驗(yàn)證的影響研究

沈文同　陳　毅　張毅斌　趙勝光

作者單位：200025 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放射治療科

Oncentra中異質(zhì)性校正對絕對劑量驗(yàn)證的影響研究

沈文同陳毅張毅斌趙勝光

作者單位：200025 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放射治療科

【摘要】目的分析Oncentra中異質(zhì)性校正對絕對劑量驗(yàn)證的影響。方法應(yīng)用醫(yī)科達(dá)Oncentra v4.1SP2計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)36例計(jì)劃，其中逆向調(diào)強(qiáng)計(jì)劃18例，三維適形及簡單調(diào)強(qiáng)計(jì)劃(總子野數(shù)≤10)18例，對應(yīng)每類計(jì)劃，頭頸部、胸部、腹部計(jì)劃各6例。將以上計(jì)劃移植到固體水上，分別在使用和不使用異質(zhì)性校正的條件下，計(jì)算出電離室體積內(nèi)的平均劑量，比較兩者與電離室測量所得劑量的差異。結(jié)果對于所有病例，不使用均質(zhì)性校準(zhǔn)與同時(shí)使用均質(zhì)校準(zhǔn)且將電離室密度指定為水時(shí)TPS計(jì)算所得結(jié)果完全一致。除頭頸部機(jī)架歸零時(shí)6例調(diào)強(qiáng)病例在僅使用非均質(zhì)較正時(shí)所得結(jié)果更接近實(shí)測結(jié)果外，其余病例，均是僅使用非均質(zhì)校正時(shí)，TPS計(jì)算所得結(jié)果與實(shí)測值偏差較大。僅使用非均質(zhì)校正時(shí)與實(shí)測值的差異與另外兩種情況下TPS計(jì)算值與實(shí)測值的差異相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論在利用Precise加速器及Oncentra v4.1SP2 CC算法進(jìn)行精確放射治療時(shí)，點(diǎn)劑量驗(yàn)證應(yīng)在機(jī)架不歸零的情況下測試，且TPS中計(jì)算時(shí)可在不使用均質(zhì)修正或使用非均質(zhì)修正且將電離室密度指定為水的情況下進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】精確放射治療；絕對劑量驗(yàn)證；收縮卷筒算法

Research on the Effects of Inhomogeneity Correction on Absolute Dose Verification in Oncentra

SHENWentong，CHENYi，ZHANGYibin，etal.RuijinHospital，ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shanghai，200025

【Abstract】ObjectiveTo analyze the effect of inhomogeneity correction on absolute dose verification in oncentra.MethodsOncentra v4.1SP2 was used to set up 36 plans，18 were reverse intensity-modulated plan，and 18 were three dimensional conformal and simple intensity modulated plan(whose sub-field smaller than 11).There were 6 patients each for head and neck，chest and abdomen in both plans.Transplanting all the plans to the Quality Assurance(QA) phantom and calculate the mean dose of the detector use the inhomogeneity correction or not，and the difference between mean dose and detector measured were compared.ResultsWe obtained the same results for all the cases when we calculate the point dose and set the chamber density to water，whether use inhomogeneity correction or not.For all the dose difference between calculated by TPS and measured by chamber，the bigger difference were found when only use the inhomogeneity correction by TPS，except for 6 cases of head and neck whose gantry angle set to zero when make the dose validate.There were significant differences between the difference obtained when only use inhomogeneity correction and the difference obtained use inhomogeneity correction and set the chamber density to water(P<0.05).ConclusionThe gantry angle must be set to original when we make the absolute dose validation for treatment planning calculated by CC in Oncentra v4.1SP2 and Precise accelerator，at the same time use inhomogeneity correction and set the chamber density to water or not use inhomogeneity correction for the dose calculation.

【Key words】Precise radiotherapy；Absolute dose verification；Collapsed cone algorithm

(ThePracticalJournalofCancer,2015,30:301～303)

絕對劑量驗(yàn)證是保證患者放射治療得以安全進(jìn)行的重要步驟，尤其對于精確放射治療，更是如此。作為絕對劑量驗(yàn)證的參照方，計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算所得劑量值是否準(zhǔn)確，關(guān)系到絕對劑量驗(yàn)證的成敗。而異質(zhì)性校正的應(yīng)用與否，對于電離室空腔劑量分布的計(jì)算有著重要影響，本文應(yīng)用Elekta Precise加速器對36例病例進(jìn)行絕對劑量驗(yàn)證，探討對于Oncentra v4.1SP2進(jìn)行絕對劑量驗(yàn)證時(shí)，應(yīng)用異質(zhì)性校準(zhǔn)與否對于絕對劑量驗(yàn)證的影響。

1資料與方法

1.1　臨床資料

隨機(jī)選取我院2012年9月-2014年5月收治的腫瘤患者36例，其中頭頸部、胸部、腹部各12例，每個(gè)部位調(diào)強(qiáng)與三維適形各6例。頭頸部病例主要為腦瘤、食管癌、鼻咽癌，胸部病例主要為乳腺癌、肺癌、胸段食管癌及椎體瘤，腹部病例主要為宮頸癌、胰腺癌、腹部淋巴瘤及胃癌。

1.2　計(jì)劃設(shè)計(jì)

所有計(jì)劃均采用Oncentra v4.1SP2進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中對于調(diào)強(qiáng)計(jì)劃，選取的既有一程計(jì)劃又有二程計(jì)劃，射野個(gè)數(shù)為5~9個(gè)；適形計(jì)劃射野個(gè)數(shù)一般為2~3個(gè)。所有計(jì)劃均移植到絕對劑量驗(yàn)證體模上，該體模分別由13塊1 cm、1塊0.2 cm、1塊2 cm厚的固體水平板組成、其中2cm的一塊中間留有放置電離室的圓孔，固體水選用IBA的SP34 QA Phantom 水模體。對于移植的驗(yàn)證計(jì)劃，首先分為機(jī)架及小機(jī)頭歸零與不歸零兩種情況。對應(yīng)于每種情況，又分為使用異質(zhì)性修正、不使用異質(zhì)性修正及使用異質(zhì)性修正且將電離室部分密度指定為水3種情況，所以對應(yīng)36例病例，共有216個(gè)計(jì)劃，對這些計(jì)劃進(jìn)行劑量計(jì)算，均采用cc算法。對每個(gè)計(jì)劃的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行檢查，確保電離室所在區(qū)域劑量分布梯度不大。若電離室處于高劑量梯度區(qū)域，則調(diào)整驗(yàn)證計(jì)劃等中心位置，使得電離室處于劑量平緩的區(qū)域。

1.3　絕對劑量測量

在進(jìn)行絕對劑量測量前，利用IBA的FC65-P電離室(經(jīng)國家劑量院刻度)及其配套靜電計(jì)、一維水箱對加速器絕對劑量進(jìn)行標(biāo)定，確保加速器在SSD=100 cm、射野大小為10 cm×10 cm時(shí)，射野中心軸上水下最大劑量點(diǎn)處滿足1 MU=1 cGy。測量絕對劑量時(shí)，將驗(yàn)證模體按照計(jì)劃系統(tǒng)中的幾何位置進(jìn)行擺放：對于射野中心未移動(dòng)的計(jì)劃，利用激光燈和“十”子線投影，使探頭中心與加速器等中心重合，源到探頭距離為100 cm，源皮距為94.8 cm，探頭位于皮下5.2 cm處；對于射野中心有調(diào)整的計(jì)劃，按照計(jì)劃系統(tǒng)中調(diào)整后的條件進(jìn)行擺位。所有病例均對機(jī)架及小機(jī)頭歸零與不歸零兩種情況進(jìn)行測量。

1.4　絕對劑量驗(yàn)證

因本研究中僅用FC65-P電離室進(jìn)行點(diǎn)劑量測量，而電離室具有一定的體積大小，所測劑量為電離室腔體部分的平均劑量，故本研究以TPS計(jì)算所得電離室體積所對應(yīng)的平均劑量，即為電離室實(shí)際應(yīng)測得的劑量。將兩者進(jìn)行比較，確定出TPS計(jì)算所得點(diǎn)劑量與實(shí)際劑量的差異。

1.5　評(píng)估方法

將所有結(jié)果按部位、照射技術(shù)、機(jī)架及小機(jī)頭是否歸零進(jìn)行分組，分別比較對應(yīng)組別中TPS計(jì)算所得電離室平均劑量與電離室實(shí)測劑量的差異，按以下公式計(jì)算出差異百分比：

Dif=(Champer_Tp-Champer_Ts)/Champer_Ts×100%，其中Dif為計(jì)算劑量與實(shí)測劑量差異的百分比，Champer_Tp為TPS計(jì)算所得電離室平均劑量，Champer_Ts為電離室實(shí)際測量所得劑量。

1.6　統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行分析。差異百分比采用配對t檢驗(yàn)，以P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

對于所有病例，無論是機(jī)架歸零度，還是未歸零度，未使用非均質(zhì)校正計(jì)算所得的電離室平均劑量、最大劑量、最小劑量與使用均質(zhì)校正同時(shí)將電離室密度指定為水時(shí)計(jì)算所得的電離室平均劑量、最大劑量、最小劑量均相同。在機(jī)架歸零情況下，對于頭頸部所有調(diào)強(qiáng)病例，僅使用均質(zhì)校正時(shí)計(jì)算所得電離室平均劑量與實(shí)測劑量更接近，頭頸部適形病例及所有胸腹部病例，僅使用均質(zhì)校正時(shí)計(jì)算所得電離平均劑量與實(shí)測劑量差異較大；對于機(jī)架不歸零的情況，所有病例在未使用均質(zhì)較正時(shí)計(jì)算所得劑量與實(shí)測值更接近，見表1～表3。

對于CC算法，不使用均質(zhì)校準(zhǔn)與使用均質(zhì)校準(zhǔn)且將電離室指定為水兩者無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，兩者較僅使用均質(zhì)校正更接近實(shí)測劑量，差異P值分別為0.044、0.042、0.003、0.021、0.037、0.041，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；對于前者，機(jī)架不歸零時(shí)所測劑量更接近實(shí)測劑量，差異同樣具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，從表中可以看出，頭頸部適形病例中第2例，當(dāng)機(jī)架歸零的情況下進(jìn)行絕對劑量驗(yàn)證時(shí)，未使用校正和電離室密度指定為水且校正時(shí)，差異值為-2.01%均<3%，而使用校正時(shí)的差異也僅為-3.34%。而當(dāng)機(jī)架不歸零進(jìn)行絕對劑量驗(yàn)證時(shí)，上述3種情況差異分別為3.67%、3.67%、3.69%，差異值明顯大于機(jī)架歸零時(shí)的值。

3討論

點(diǎn)劑量驗(yàn)證是三維精確放射治療中保證患者準(zhǔn)確、安全治療的重要一環(huán)。普遍接受的點(diǎn)劑量誤差范圍為3%，因此在進(jìn)行點(diǎn)劑量驗(yàn)證時(shí)，劑量計(jì)算條件的選擇對最終的結(jié)果影響巨大[1-4]。部分學(xué)者認(rèn)為既然劑量算法考慮了非均質(zhì)修正，那么在對點(diǎn)劑量進(jìn)行計(jì)算時(shí)就無須考慮電離室空腔問題，只需直接計(jì)算；部分學(xué)者認(rèn)為電離室是根據(jù)布拉格空腔理論制作的，因此實(shí)際計(jì)算時(shí)，電離室應(yīng)與周圍物質(zhì)電子密度相同，因此主張將電離室密度指定為水進(jìn)行計(jì)算，更有人提出無須指定，而是直接不使用非均質(zhì)修正進(jìn)行計(jì)算[5-8]。三種方法均有其理論依據(jù)，但更與測量所用固體水、計(jì)劃系統(tǒng)劑量算法有著密切關(guān)系。理論上，不使用非均質(zhì)修正與使用均質(zhì)修正且將電離室密度指定為水兩者所得結(jié)果應(yīng)一致，本課題組所得結(jié)論與此相符，說明CC算法對非均質(zhì)修正有著充分的精度，且本院所用固體水電子密度與水的差別符合臨床要求。對于頭頸部調(diào)強(qiáng)，當(dāng)機(jī)架歸零時(shí)，結(jié)果中僅使用非均質(zhì)校準(zhǔn)時(shí)所得結(jié)果更接近實(shí)測結(jié)果，而當(dāng)對應(yīng)病例在機(jī)架不歸零時(shí)所測結(jié)果顯示僅使用非均質(zhì)修正時(shí)所得結(jié)果與實(shí)測偏差更大。這說明，對于頭頸部復(fù)雜計(jì)劃，在機(jī)架歸零時(shí)進(jìn)行絕對劑量測量，有可能出現(xiàn)假陰性的驗(yàn)證結(jié)果。

表1　頭頸部病例計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算值與電離室實(shí)測值差異

表2　胸部病例計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算值與電離室實(shí)測值差異

表3　腹部病例計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算值與電離室實(shí)測值差異

綜上所述，在利用CC算法設(shè)計(jì)的治療計(jì)劃中，點(diǎn)劑量的驗(yàn)證應(yīng)在機(jī)架不歸零時(shí)，同時(shí)用非均質(zhì)修正且將電離室密度指定為水或不用非均質(zhì)的情況下進(jìn)行計(jì)算、測量。

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(編輯：吳小紅)

(收稿日期2014-07-28修回日期 2014-09-17)

中圖分類號(hào)：R730.55

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5930(2015)02-0301-03

DOI：10.3969/j.issn.1001-5930.2015.02.044

通訊作者：趙勝光