后裝治療系統(tǒng)中使用環(huán)型施源器放射源駐留位置偏差值驗(yàn)證

蘇寶鋒，張健文，蔣曉芹

1 南方醫(yī)科大學(xué)深圳醫(yī)院 （廣東深圳 518000）；2 香港大學(xué)深圳醫(yī)院（廣東深圳 518000）

近距離后裝放射治療是在患者的治療部位放置施源器，在安全防護(hù)條件下于控制室將放射源通過(guò)導(dǎo)管送至施源器內(nèi)，進(jìn)行內(nèi)照射治療的治療方式[1]。近距離后裝放射治療常用方式包括腔內(nèi)、管內(nèi)、組織間插植、術(shù)中置管及模型敷貼。本研究討論的環(huán)型施源器應(yīng)用于腔內(nèi)婦科腫瘤的后裝放射治療。腔內(nèi)婦科腫瘤的后裝放射治療常用的施源器包括圓筒型施源器、靈活型施源器及環(huán)型施源器（見圖1）。由于環(huán)型施源器為環(huán)式結(jié)構(gòu)，放射源的實(shí)際駐留位置與計(jì)劃駐留位置可能存在一定的偏差（見圖2～3），從而影響劑量分布和后裝治療計(jì)劃的評(píng)估，可能給患者帶來(lái)腫瘤劑量不足、危及器官劑量超閾值等未知風(fēng)險(xiǎn)[2]。針對(duì)上述情況，本研究對(duì)使用環(huán)型施源器產(chǎn)生的位置偏差值進(jìn)行驗(yàn)證，以消除產(chǎn)生的偏差。

圖1 環(huán)型施源器

圖2 源理論運(yùn)動(dòng)軌跡

圖3 源現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)軌跡

1 材料與方法

1.1 設(shè)備材料及儀器

所有設(shè)備儀器來(lái)自香港大學(xué)深圳醫(yī)院放療科，后裝治療系統(tǒng)為瓦里安 GammaMed Plus HDR；計(jì)劃系統(tǒng)為Eclipse；使用放射源為192Ir；瓦里安鈦制環(huán)型施源器，每套包含30°、45°、60°環(huán)型施源器；施源導(dǎo)管；GAFCHROMIC RTQA2 QA+放射自顯影膠片；EPSON 膠片掃描儀；環(huán)型施源器固定裝置（包括壓塊+主框架+頂板+固定螺釘）。

1.2 方法

1.2.1 施源器放置與固定

用膠帶將膠片顯影一面固定在施源器固定裝置底部，用細(xì)針穿刺固定裝置中的圓心和擋塊位置，在膠片上留下標(biāo)記點(diǎn)，確定施源器的圓心和頂端位置。將環(huán)型施源器依次放入固定裝置，使施源器末端頂住固定裝置擋塊位置，使用固定塊、膠帶、螺釘?shù)葘⑹┰雌鞴潭ㄔ诠潭ㄑb置內(nèi)，見圖4～8。

圖4 固定裝置

圖5 標(biāo)記圓心位置

圖6 標(biāo)記施源器末端位

圖7 放置施源器

圖8 固定施源器

1.2.2 在后裝治療系統(tǒng)創(chuàng)建驗(yàn)證計(jì)劃并實(shí)施

施源導(dǎo)管總長(zhǎng)度為1 300 mm，驗(yàn)證計(jì)劃起始位置為1 295 mm，駐留點(diǎn)間步長(zhǎng)為10 mm，結(jié)束位置為1 215 mm，共9 個(gè)計(jì)劃駐留點(diǎn)。將固定好的施源器用導(dǎo)管與后裝治療機(jī)連接，實(shí)施驗(yàn)證計(jì)劃（見圖9）。驗(yàn)證計(jì)劃實(shí)施完成后，得到放射源實(shí)際駐留位置顯影的膠片（見圖10）。使用掃描儀將膠片掃描為TIFF 格式文件，導(dǎo)入Eclipse 計(jì)劃系統(tǒng)。使用計(jì)劃系統(tǒng)中的角度測(cè)量等工具，測(cè)量圓心和施源器頂端的連線與每個(gè)駐留點(diǎn)中心形成的夾角α，見圖11，測(cè)量方法見圖12。應(yīng)用上述材料與方法進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，使用30°環(huán)型施源器得到52 組數(shù)據(jù)；使用45°環(huán)型施源器得到53 組數(shù)據(jù)；使用60°環(huán)型施源器得到52 組數(shù)據(jù)。

圖9 實(shí)施驗(yàn)證計(jì)劃

圖10 得到顯影膠片

圖11 夾角α

圖12 測(cè)量夾角

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)瓦里安公司的施源器用戶指南[3]，位置偏差值可以通過(guò)以下公式計(jì)算：

其中，Path Length 為源停留點(diǎn)中心到施源器頂點(diǎn)圓弧的弧長(zhǎng)，Dwellplan為放射源計(jì)劃停留位置，Dwellactual為放射源實(shí)際停留位置。放射源起點(diǎn)至施源器頂端的總長(zhǎng)度為1 300 mm；r 為施源器內(nèi)半徑，本研究使用的施源器內(nèi)半徑為16 mm；α 為圓心和施源器末端的連線與每個(gè)駐留點(diǎn)中心形成的夾角；本研究中放射源中心到末端的距離（the source center distance from tip，SCDT）值為3.5 mm；施源器末端的管壁厚度（nominal tip wall thickness，NTWT）為0.4 mm。

1.4 偏差值修正

根據(jù)得到的偏差值，設(shè)置相應(yīng)的修正值并應(yīng)用于計(jì)劃中[4]，再按照上述實(shí)驗(yàn)方法實(shí)施計(jì)劃，計(jì)算偏差。臨床中使用放射源的到位精度允許誤差在1 mm 以內(nèi)。如應(yīng)用修正值后偏差仍大于1 mm，則可改變修正值，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，直至偏差值小于1 mm。

2 結(jié)果

2.1 不同角度施源器平均偏差值與分布

使用不同角度的環(huán)型施源器時(shí)，放射源停留位置與計(jì)劃位置的平均偏差值不一致，見表1。放射源在9 個(gè)計(jì)劃駐留點(diǎn)的偏差值并不一致，不同角度施源器不同停留點(diǎn)的偏差值分布，見圖13～15。

表1 平均偏差值

圖13 30°環(huán)型施源器偏差分布

圖14 45°環(huán)型施源器偏差分布

2.2 不同角度環(huán)型施源器修正后結(jié)果

根據(jù)表1 結(jié)果，30°環(huán)型施源器修正+1 mm，45°環(huán)型施源器修正+2 mm，60°環(huán)型施源器修正+2 mm。應(yīng)用修正值后，使用30°環(huán)型施源器得到54 組數(shù)據(jù)；使用45°環(huán)型施源器得到53 組數(shù)據(jù)；使用60°環(huán)型施源器得到53 組數(shù)據(jù)，結(jié)果平均偏差值均小于1 mm，見表2。

3 討論

本研究結(jié)果表明，在后裝治療中使用環(huán)型施源器，放射源實(shí)際駐留位置與計(jì)劃駐留位置會(huì)產(chǎn)生超過(guò)1 mm 的偏差?！逗笱b治療機(jī)的質(zhì)量控制和質(zhì)量保證》指南規(guī)定，對(duì)所有可調(diào)節(jié)的駐留位置，后裝治療機(jī)定位放射源至駐留位置的誤差不應(yīng)超過(guò)1.0 mm[5]。因此，后裝計(jì)劃設(shè)計(jì)時(shí)有必要考慮偏差值并引入適當(dāng)?shù)男拚怠?/p>

圖15 60°環(huán)型施源器偏差分布

表2 應(yīng)用修正值后的平均偏差值

從研究中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，驗(yàn)證計(jì)劃中的每個(gè)位置產(chǎn)生的偏差值并不一致，本研究只將每組數(shù)據(jù)的平均偏差值進(jìn)行修正，并未對(duì)每個(gè)點(diǎn)進(jìn)行針對(duì)性的修正值處理，后續(xù)可針對(duì)每個(gè)點(diǎn)不同的偏差值進(jìn)行修正，進(jìn)行進(jìn)一步研究。同時(shí)，不同廠家、不同批次的環(huán)型施源器對(duì)放射源駐留位置產(chǎn)生的偏差值可能會(huì)產(chǎn)生不同影響，也可以對(duì)比不同環(huán)型施源器，進(jìn)行深入研究。另外，本研究從放射源位置偏差的角度進(jìn)行驗(yàn)證，未對(duì)因放射源駐留位置偏差對(duì)靶區(qū)、危及器官的吸收劑量產(chǎn)生的影響做更深入的研究，后續(xù)可就此進(jìn)行更深入研究。

綜上所述，對(duì)后裝環(huán)型施源器源位置偏差值進(jìn)行修正，可提高放射治療精準(zhǔn)度。