日志文件在靜態調強計劃MLC到位精度檢測中的應用

余輝，張書旭

廣州醫學院附屬腫瘤醫院 放療中心，廣東 廣州 510095

0 前言

目前，直線加速器的MLC到位精度的檢測方法有電離室法[1]、膠片法[2]、二維探測器矩陣法[3-5]和Dynalog日志文件檢測法[6]。由于MLC對同一位置的重復性有差異，前三種方法只能反映驗證時的到位精度，而Dynalog日志文件檢測法屬于即時驗證法，反映患者每次治療時的實際到位精度。Dynalog文件是Varian加速器所特有的，它由機頭上的監測反饋系統產生，記錄內容包括劑量索引、機器出束狀態、MLC葉片位置等信息[7]。Varian公司提供DynalogFileViewer（DFV）軟件，專門用于分析Dynalog文件。近年來，有些學者設計一些基于滑窗（Sliding Windows）技術的計劃方案[8-11]，利用DFV軟件或自主開發軟件從Dynalog文件中提取信息，研究不同劑量率對MLC到位精度的影響，對葉片速度、最大加速度、葉片誤差對劑量的影響等方面做了大量的工作，均認為Dynalog日志文件檢測法可以作為MLC QA工作的一種手段。但他們采用的計劃方案都屬于動態調強，在靜態調強方面的報道甚少。

我院于2008年引入1臺Varian23EX加速器，能執行動態調強計劃（Dynamic IMRT，DIMRT）和靜態調強計劃（Static IMRT，SIMRT），自帶DFV軟件（Version 7.0），作者在應用DFV軟件時發現：① DFV軟件在分析一些SIMRT的Dynalog文件時，出現較大的MLC到位偏差數據，甚至有偏差>10 mm的葉片，遠遠不符合限定偏差<1 mm的規定[6]，但實際劑量監測也未見到MLC到位偏差很大的情況。② 一個SIMRT計劃通常有10多個Dynalog文件，DFV軟件不具有批處理功能，每次只能分析1個文件，因而不能很方便地分析整個計劃的MLC到位精度，需后續處理。③ 工程師和物理師希望得到每天的MLC整體到位精度報告，對偏差較大的葉片進行維修和校正，或評估MLC到位偏差對劑量的影響，特別是重要器官的受量。本文針對DFV軟件的報告與實測劑量分布相矛盾的情況，采用Visual C++ 2008自行開發軟件，用于分析本院SIMRT的MLC到位精度。

1 材料

1.1 靜態調強計劃

本院的靜態調強計劃由Pinnacel3 Version8.0設計，一個計劃的照射角度個數為5～9個，每個角度通常有10多個子野，治療能量為6MV 光子線。

1.2 Dynalog日志文件

Varian23EX加速器的三級準直器由兩組MLC構成，分別命名為A組和B組，各有60個葉片。機頭上的監測反饋系統每間隔50 ms記錄1次MLC葉片信息，包括劑量索引、機器出束狀態、葉片位置等。實施1個患者的SIMRT計劃需花8～15 min，可以產生10～30個Dynalog日志文件。作者選取連續3個工作日的所有Dynalog日志文件，共4558個文件，這3天有81個患者連續做SIMRT治療，每天1次。

1.3 分析工具

（1）Varian23EX加速器自帶的DFV軟件，版本為7.0。

（2）采用Visual C++ 2008自行開發的軟件VarianMLCDlgFile（VMD），開發環境為Microsoft Windows XP。

2 方法與結果

2.1 Dynalog文件在機器出束時的MLC到位精度

一個Dynalog文件有300～700次MLC記錄，每次記錄均有機器的出束狀態和60個葉片的位置信息，每個葉片有4個位置信息，實際位置與計劃位置之差的絕對值為此葉片的即時到位偏差。機器的出束狀態有Beam Hold-off和Beam ON，均以0和1代表狀態特征，故有4種組合方式，分別為00、01、11、10。4種組合方式對應不同的機器出束和MLC運動狀態，見表1。對于SIMRT計劃，物理師通常關心表1中第2種組合時的MLC到位偏差。某個Dynalog文件中不同出束狀態下的MLC位置，見表2。。

表1 在Dynalog文件中機器出束狀態與MLC運動狀態的對應關系

表2 某個Dynalog文件中不同出束狀態下的MLC位置（單位為：mm）

本研究將MLC到位偏差在0～10mm之間分為10個等級，即每1 mm為1個等級，而DFV軟件的默認間隔為0.5 mm，故須對其統計結果進行重新歸類。為比較DFV軟件和VMD軟件的統計結果，我們先采用DFV軟件分析某個Dynalog文件，然后采用VMD軟件分析同一個文件，而且只統計表1中第2種與第3種組合時的到位偏差，見表3。

表3 VMD和DFV分析同一個Dynalog文件得到MLC到位偏差在不同區間的葉片個數

2.2 多個SIMRT計劃的MLC到位精度的重復性

考慮監測反饋系統本身的系統誤差[12]，本文不細分MLC的到位偏差區間，對于某一個葉片，計劃執行兩次的到位偏差都<1 mm，就認為該葉片的兩次到位一致，即重復性好。選取5個SIMRT計劃，機器每執行一次，分別產生14、18、26、24、28個Dynalog日志文件，然后用VMD軟件分別統計機器出束時的MLC到位偏差。一個SIMRT計劃連續執行3天，驗證此計劃的MLC到位重復性，見表4。

表4 5個SIMRT計劃連續執行3 d的MLC到位偏差在不同區間的葉片個數

2.3 某一天的MLC整體到位精度

機頭上的監測反饋系統每隔50 ms記錄1次MLC信息，那么一個SIMRT計劃的某一個子野在出束過程中，將會有多次記錄，而且每次記錄的MLC位置信息是相同的，這與SIMRT計劃的MLC運動方式相一致。本研究采用VMD軟件反復分析多個Dynalog日志文件，都能證明這一點。因此，若要分析某一個SIMRT計劃的MLC到位精度，可只統計子野在機器剛出束時的葉片位置，無需全部進行統計分析，可大大減少統計分析時間。

某一天的MLC整體到位精度報告須提供兩點，一是葉片誤差>1mm的計劃個數及相關基本信息（患者姓名和住院號等），二是出現誤差>1mm的最多次數的葉片。這兩點對物理師和工程師的QA和QC工作有幫助。本研究選取第2個工作日的所有Dynalog文件，以一個計劃為單位，采用VMD軟件逐個分析，為減少統計分析時間，只統計子野在剛出束時的到位誤差。由于涉及患者的個人信息，本文只給出簡單報告，見表5。

表5 第2個工作日的MLC整體到位精度的簡單報告

3 討論

從表3可見，DFV軟件的統計總個數等于VMD軟件兩種組合的個數之和，說明DFV軟件統計的范圍包括機器出束和出束結束瞬間這兩種狀態。在出束結束瞬間，MLC的位置雖然不改變，但計劃位置已發生改變，因而計算得到的到位偏差不等于0（表1），所以對于SIMRT計劃，DFV軟件的統計結果存在較大的偏差數據，特別是相鄰子野的MLC位置相差較大時，會出現更大的位置偏差，甚于存在>10 mm的偏差。但是，物理師通常只關心機器出束時的MLC到位精度，從表3的數據看，均符合限定標準（<1 mm）。而對于基于滑窗技術的動態調強計劃（DIMRT），從機器出束到出束完成，MLC從一側向另一側，按預定位置連續改變，相鄰50ms的位置比較接近，并且只有一次出束結束的瞬間，若采用DFV軟件分析DIMRT的Dynalog文件，其統計結果沒有異常數據。

從表4可見，5個SIMRT連續執行3天，它們的MLC到位精度均符合<1 mm的限定偏差，重復性較好，但監測反饋系統記錄MLC的總次數略有差異，這可能與機器出束時的劑量率稍有變化有關，如設置機器的劑量率為300MU/min，出束時可能會出現299MU/min或301MU/min。監測反饋系統每隔50 ms記錄1次MLC信息，那么劑量率變化會增加或減少整個計劃的總記錄次數，如表4中的第1個計劃，第1天記錄了1817次，第2天1815次，第3天1816次。

從表5可見，第2個工作日總共執行81個SIMRT計劃，只有1個未達到限定偏差。本研究專門分析了這個計劃，發現>1 mm的葉片個數占整個計劃的葉片總個數的0.009%，且偏差均<2 mm，所以對整個計劃的劑量影響不大。Dynalog日志文件能反映MLC在每次治療時的實際到位精度，整個計劃的子野執行順序可從Varian RT Chat軟件的治療歷史記錄中獲取，然后將每一個子野的實際葉片位置輸入計劃系統，重新計算劑量，即可得到患者的當天受照劑量，最后能綜合評估患者在整個療程的實際受量，如鼻咽癌患者的SIMRT計劃，要注意晶體、脊髓、腦干等重要器官的受量，特別是在葉片位置偏差較大，出現次數較多時對它們的影響。

Varian23EX的6MV光子線有6檔輸出劑量率（100～600 MU/min），每間隔100 MU/min為1檔。對于DIMRT而言，在不同的劑量率條件下葉片的運動速度是不同的，受葉片的最大運動速度<2.5 cm/s的限制，葉片有時可能會達不到計劃預定位置，因而不能實現計劃模擬的受照射劑量[8]。但是，對于SIMRT而言，在機器出束時，不同的劑量率對劑量影響不大，關鍵是MLC的到位精度。為了提高MLC的到位精度，除了工程師可參考表5提供的信息，有針對性地開展日常維護工作外，計劃系統軟件的子野排序功能也能減少MLC到位出現偏差的機率，如Pinnacel3 Version8.0、Oncentra、CMS-XIO等，它們的調強功能模塊能對子野進行重新排序，使得相鄰子野之間的MLC位置更接近，有助于減少MLC的運動距離。

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