MV級成像與kV級成像對患者吸收劑量的影響

曾 彪，吳智理

(湖南省腫瘤醫院/中南大學湘雅醫學院附屬腫瘤醫院 放療綜合科，湖南長沙410013)

MV級成像與kV級成像對患者吸收劑量的影響

曾 彪，吳智理

(湖南省腫瘤醫院/中南大學湘雅醫學院附屬腫瘤醫院 放療綜合科，湖南長沙410013)

目的:測量MV級成像和kV級成像這兩種不同圖像引導方式下患者受到的吸收劑量。方法:采用kV級的CBCT 獲取三維圖像，測量模體中不同點的吸收劑量；分別使用MV 和kV 級X 線獲取二維圖像，測量模體中不同點的吸收劑量。結果:三維kV級CBCT 成像，吸收劑量在中心為0.422cGy。二維 kV成像，中心吸收劑量為0.071cGy；二維MV成像，模體中心為9.141 cGy。結論:kV級XVI系統比EPID 系統成像劑量更低，圖像質量更好。kV級CBCT 在圖像引導的擺位驗證是可行的，患者的不必要受照劑量低。治療過程中應選擇合適的圖像引導方式和掃描參數，確保患者在IGRT的過程中受到不必要的輻射劑量。

CBCT；吸收劑量；EPID

0 前言

近年來，隨著放射治療的發展，為了解決靶區位置不確定等問題， 將直線加速器與影像設備相結合，借助CT或者超聲等影像技術，每次治療前或治療中采集相關的影像學信息來確定治療靶區和重要器官的結構、位置是否與治療前計劃信息一致,測量各種誤差并對其進行糾正， 從而引導放射治療，這就是圖像引導的放射治療(IGRT)。我院引進了瑞典Elekta公司生產的配備有圖像引導功能的Synergy 直線加速器治療系統，由數字化加速器和放射治療頭以及具有完整圖像功能的XVI系統、EPID系統組成。XVI系統由kV級的錐形束CT(Cone-beam CT，CBCT)，非晶硅數字化X射線探測板和計算機工作站及圖像處理軟件組成，具有攝片、透視和容積成像三種功能。EPID是由非晶硅平板構成，具有MV級拍片功能。IGRT系統在做位置驗證的同時，也會施加給患者額外的照射劑量。在患者整個放療過程中，每周會有2次左右的位置驗證，必要時甚至要求每次治療前都進行圖像引導，對此需要我們對IGRT 的成像劑量加以研究。測量仿真人體模形中心點的成像劑量大小及區別，為患者的受照劑量提供良好的數據依據，為圖像引導的開展提供劑量學支持。

1 材料與方法

1.1 設備和儀器

測量采用德國PTW 公司生產的與30013 型電離室和UNIDOS劑量儀。模體選用成都產仿真人體模。本研究在Elekta Synergy直線加速器上進行。kV 級二維圖像和三維圖像的獲取采用該加速器的XVI系統，XVI系統是直接整合到加速器上與加速器機頭成90°的kV 級X 射線源和數字化X 射線探測板。MV 級二維圖像的獲取采用Elekta Synergy 6 MV 治療用X 射線和EPID非晶硅平板。測量點為模體的中心點。具體測量過程如圖1所示。

圖1 kV級成像劑量的測量過程

1.2 kV級CBCT 三維圖像的獲取與成像劑量測量

CBCT 是利用kV 級X 射線源旋轉一周獲取仿真人體模中一定體積的CT 圖像并重建出三維模型。獲取模體的CBCT掃描的成像劑量測量過程如下： 利用激光燈，將仿真人體模中心置于加速器的等中心處， 連接好電離室。展開XVI 系統，選用全扇形掃描模式，選擇合適的濾線器，以2.5 mm的層厚重建圖像。機架以逆時針旋轉360°掃描，電離室測量出模體中的成像劑量。三維成像圖像如圖2所示。

圖2 kV級CBCT三維成像圖

1.3 二維圖像的獲取與成像劑量測量

利用Elekta Synergy直線加速器影像系統實時攝取一對MV級、kV級的正交二維圖像，用來與計劃系統生成的DRR 圖像進行比較。本研究中兩個正交的射野均采用0°和90°野，從前后方向和左右方向拍攝。測量過程如下：將仿真人體模擺好位，連接好電離室。MV級圖像是使用EPID 采集的，加速器照射野為20×20 cm，機架角0°，6 MV 高能X 線5MU 照射。kV級圖像是使用XVI采集的，展開XVI系統， 選擇曝光條件120kV 、80mA、80ms， 拍片模式下，準直器、濾線器選擇M20、F1，在0°和90°分別獲取一幅kV 圖像，同時測量中心點的吸收劑量。

2 結果

在測量過程中，有一點要特別注意，就是劑量儀量程的選擇，kV 圖像宜選擇低量程，而MV 圖像宜選擇中高量程。這樣能保證測量結果的精確度。表1 給出了仿真模體中kV級和MV成像下劑量的測量結果。測量結果顯示，MV級 成像模式下，中心吸收劑量為9.141 cGy；kV級成像模式下，中心吸收劑量為0.071cGy。此兩種二維圖像引導方式的成像劑量差異相當顯著， 后者不及前者的1%。對于三維kV級CBCT 圖像，其成像劑量的測量結果是， 模體中心的吸收劑量為0.422cGy。

3 討論

MV級的EPID 系統利用加速器的治療射線來驗證射野的大小并指導擺位， 它作為一種簡單實用的IGRT 方式得到廣泛的應用。但是他的缺點是圖像對比度低，分辨不清；另外，他的成像劑量太高，患者受到不必要的照射太多。XVI系統的kV 級X 射線具有較高的空間和密度分辨率，圖像質量好，軟組織成像清晰，圖像質量好；而且能夠實時進行XVI圖像與治療計劃系統的DRR 圖像以及CT模擬 圖像的3D 配準，大大提高了在線校正，離線校正的精度。雖然MV級EPID 成像劑量遠遠高于XVI的成像劑量，但是采用治療射束采集的EPID 圖像所帶來的額外照射劑量可以包含到患者的治療計劃中，如果使用者能根據測量出的劑量，有效的利用到患者的治療計劃中，就能夠保證患者的治療安全。與之不一樣的是，kV 級的X線的生物效應與治療用的MV級X 線不同， 所以不能把成像劑量直接把他包含到患者的治療計劃中。不過kV 級X 線成像劑量低的優勢是很明顯的。但是由于CBCT 使用次數多,由于在進行CBCT 掃描的過程中掃描的范圍比較大，一些重要的器官也都包含在里面，整個治療期間的累加劑量不能忽視。

表1 IGRT成像劑量結果

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2014-06-11

TH774

B

1002-2376(2014)08-0021-02