調強放射治療劑量驗證的發展

摘要：IMRT高度適形及實現過程的復雜，為保證這一技術臨床治療的安全可靠，必須對IMRT計劃進行準確的劑量驗證。本文主要從幾種常見驗證工具的驗證過程和優缺點進行比較。

關鍵詞：調強放療技術；劑量驗證；比較

調強放療技術（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）通過調整多個照射野內的強度分布，可以得到高度適形的靶區三維劑量分布，從而可以在不增加甚至減少周圍正常組織受照劑量的前提下，達到增加靶區劑量，提高治療增益比的目的[1]。IMRT采用精確定位、精確計劃、精確照射的方式，使其結果可以達到\"四最\"的特點，即靶區接受的劑量最大，正常組織受量最小，靶區定位和照射最準以及靶區內的劑量分布最勻。但由于IMRT高度適形及實現過程的復雜，為保證這一技術臨床治療的安全可靠，必須對IMRT計劃進行準確的劑量驗證。本文主要從幾種常用驗證工具的驗證過程和優缺點進行比較。

1資料與方法

1.1傳統劑量膠片 膠片測量方法是臨床上用于調強放療計劃劑量分布驗證的常用方法。需要電離室、膠片、體模和膠片掃描儀以及相應的膠片劑量分析軟件。有以下優點：①膠片的空間分辨率高；②與模體相結合可測量模體內任意平面的劑量驗證。但是缺點也是明顯的：①膠片需要顯影、定影等化學處理及相關暗室操作；②劑量精度容易受到多種因素的影響，如曝光、沖洗條件、膠片批次等；③膠片不能重復使用，浪費大；④準備時間以及后續的數據處理分析時間很長，費時費力[2]。

1.2放射性鉻膠片 放射性鉻膠片與傳統膠片基本相同，不同只在于用放射性鉻膠片替代傳統劑量膠片。因放射性鉻膠片的特性，對可見光極不敏感，可在室內光線下操作，也可浸入水模體中進行測量。并且不需要顯影定影等化學處理，省去了沖洗過程。根據鄧小武等的實驗數據，在放療臨床常用劑量范圍內，經校準和嚴格刻度的RCF與傳統劑量膠片均有較好的測量精度。但是操作和質控過程與傳統劑量膠片相比大大簡化，所以是一種較方便快速，安全可靠的方法。

1.3二維電離室矩陣 二維電離室矩陣是將多個電離室排成二維矩陣，可以同時測量絕度劑量和平面相對劑量。以IBA公司生產的二維電離室矩陣MatriXX和SP34QA模體（由RW3固體等效水材料制成，密度為1.045 g/cm3）及其支持軟件OminiPro-I'mRT為例進行說明。

MatriXX二維電離室矩陣，由1020個空氣電離室組成，每個電離室尺寸為外徑4.5 mm，高5 mm，靈敏體積0.07 cm3，所有電離室等間距排列成32×32平面矩陣（四個頂角處無電離室）。每相鄰電離室中心間距為7.62 mm，電離室矩陣有效測量面積為24 cm×24 cm，有效測量點位于上表面下3 mm。過程如下：在相同的掃描條件下掃描該驗證模體，圖像傳輸至治療計劃系統，三維重建該驗證模體。將經過醫生確認的患者調強放射治療計劃移植到驗證模體中，計算出計劃劑量分布，然后將IMRT計劃的射野歸一到0°機架角度，按計劃進行照射、測量。最后用輔助軟件將計劃結果和測量結果進行比較分析。此方法有如下優點：如用常規方法預先刻度劑量，測量時可同步得到絕對劑量與平面相對劑量，簡化驗證工作，提高驗證效率。根據周凌宏等的報告，也可利用此設備進行其他參數的測量，如虛擬楔形野離軸比，電子線測量等。缺點是由于固體水的影響，其在IMRT絕對劑量的測量不如單個電離室有優勢；加上其方向性響應與結構影響，限制了測量的范圍。

1.4三維劑量驗證的展望 隨著對調強驗證的資料積累與深入研究，臨床上發現二維電離室矩陣已不能滿足調強劑量驗證的要求。根據孫文釗、鄧小武等的研究，使用二維電離室矩陣驗證時，Gamma通過率很高的計劃，有可能三維分布并不理想。高劑量區域可能出現在腦干脊髓等危險器官中，而低劑量區域在靶區，這對調強計劃很不利，需要替代二維電離室矩陣進行調強劑量驗證，而三維劑量驗證的出現讓調強放療劑量驗證有了更好的選擇?，F市面上有Sun Nuclea公司的3DVH、ScandiDos公司Delta4和瑞多思的EDose等可進行三維劑量驗證。本文以瑞多思的EDose為例進行說明。EDose利用直線加速器自帶的EPID（電子射野影像裝置）進行數據采集，將采集到的數據發送到服務器進行三維劑量重建，三維Ganma計算。過程如下：導入調強治療驗證計劃到EDose服務器，客戶端自動采集EPID數據并發送到服務端，重建三維劑量，進行三維Ganma計算，顯示Ganma分布、DVH 和Gamma結果，最后評價和驗證治療計劃的結果。用這種方法有如下優點：利用了自帶EPID，只需購置軟件，減少硬件投入；減少了機器準備的時間，減少了復雜的模體擺位的時間，大大提高效率；沒有角度響應的影響。

2結果

IMRT的計劃和實施是一項復雜的系統工作，其質量保證是一個急需解決和必須重視的問題[1]。傳統膠片法，硬件投入成本較低且空間分辨率高，是早期常用的一種驗證方法。但膠片不可重復利用，沖洗過程產生化學污染且費時費力，已趨于淘汰。放射性鉻膠片雖然省去了沖洗與暗室操作的過程，但一樣存在膠片浪費的情況，所以也不是很理想。二維電離室矩陣與膠片相比能直接、快速的獲取模體的平面劑量數據，過程簡化，效率提高，是目前大多數醫院采用的主要驗證方法。但其方向響應的局限性與二維劑量分布已不能滿足如旋轉容積調強放療的劑量驗證要求。三維劑量驗證是目前較先進的驗證方法，實現劑量驗證更加精確且全面的要求。但由于該方面的研究剛起步，國內僅有少量報告，對其可靠性準確性需進一步研究。

參考文獻：

[1]胡逸民.腫瘤放射物理學[M].北京：原子能出版社，1999.

[2]戴建榮，胡逸民，張紅志，等.針對患者調強放射治療計劃的劑量驗證[J].中華放射腫瘤學雜志，2004，13（3）：229-233.

[3]周穎娟，黃邵敏，鄧小武.用放射性鉻膠片進行調強放療劑量驗證的研究[J].中華放射腫瘤學雜志，2007，16（4）：307-312.

編輯/肖慧