IP板在醫用直線加速器質量控制中的應用

【作 者】劉光波，閆慧娟，孫云川

河北省滄州中西醫結合醫院放療科，滄州市，061000

IP板在醫用直線加速器質量控制中的應用

【作 者】劉光波，閆慧娟，孫云川

河北省滄州中西醫結合醫院放療科，滄州市，061000

目的 探討計算機X線攝影（Computed Radiography，CR）在放療質量控制中的應用價值。 方法 分別采用CR和輻射自顯影膠片對醫用直線加速器進行光野射野一致性、準直器旋轉同心度、治療床旋轉同心度以及多葉光柵系統（Multi-Leave Collimators，MLC)的到位精度進行10次重復測試，比較兩種成像方式測量結果的差異。 結果 同一組中CR與輻射自顯影膠片測量結果無統計學差異（P＞0.05）。 結論 CR可滿足放療質量控制的要求，在加速器質控方面有一定的使用價值。

CR；輻射自顯影膠片；質量控制

0 引言

隨著放療設備技術的快速發展，醫用直線加速器的質量控制愈加重要。依據美國AAPM TG142號報告，多項質控的測試均需采集射野圖像進行檢測[1]。目前大多數醫院使用輻射自顯影膠片進行圖像采集，但輻射自顯影膠片價格較貴，我們將IP板代替輻射自顯影膠片進行加速器質量控制，通過對CR和輻射自顯影膠片兩種成像方式的測量結果進行比較，探討使用IP板進行加速器質量控制的可行性。

1 材料和方法

1.1 設備

① 醫用直線加速器：瑞典醫科達公司；② IP板：美國Eastman Kodak公司；③KODAK CR900處理系統；④ GAFCH-ROMIC EBT2膠片(以下簡稱EBT2膠片)：美國ISP公司；⑤ Epson V700掃描儀：中國；⑥ RW3固體虛擬水：德國IBA公司。

1.2 關于光野射野一致性的檢測

在加速器6 MV X線模式下，設置加速器機架角為0°，源皮距為100 cm，射野大小為10×10 cm2；實驗過程中，EBT2膠片位于醫用直線加速器標稱源皮距處垂直于射線軸，設置MU=300，在膠片上疊加1.5 cm厚的固體虛擬水，下方放置5 cm厚的固體虛擬水，所得圖像使用掃描儀測得數據；IP板照射時，設置MU=5，正面放置1 mm銅板，反面依次加倒置的濾線器和1 mm銅板，所得圖像使用CR影像處理軟件系統調整圖像的窗寬窗位，使用所帶工具測得所需數據；重復測量10組數據。

1.3 準直器旋轉同心度的檢測

在加速器6 MV X線模式下，設置機架角為0o，Y Jaw設置為Y1=0.3 cm、Y2=0.3 cm，X Jaw設置為X1=20 cm、X2=20 cm，以形成等中心處0.6cm的狹長射野，EBT2膠片每次曝光300 MU，IP板5 MU，分別在機架角0o、45o、90o、135o下曝光4次，各條狹長射野在介質上形成“米”字線圖像。在米字線圖像上分別做其中分線，代表每次輻射的輻射束軸，分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測量兩組圖像四條中分線形成的中心圓形區域的最大直徑，重復測量10組數據。

1.4 關于治療床旋轉同心度的檢測

拍攝條件的設置同測量準直器旋轉同心度的設置，旋轉治療床的角度分別置為0o、45o、90o、315o，然后拍攝EBT2膠片和IP板關于治療床旋轉形成的的“米”字形圖像，采集圖像后分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測量兩組圖像四條中分線形成的中心圓形區域的最大直徑，重復測量10組數據。

1.5 關于加速器MLC的位置精確度的檢測

我們主要考察MLC的第20對葉片的到位精度。在加速器6 MV X線能量下，設置加速器機架角為0o，源皮距為100 cm，在計劃系統中做一10×10 cm2方形野，手動將第20對葉片拉至Y1=0。照射時，EBT2膠片每次曝光300 MU，IP板為5 MU，采集圖像后分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測量兩組圖像第20組MLC的位置值，重復測量10組數據。

1.6 統計學處理

測量結果以x±s表示，采用SPSS17.0軟件進行統計學分析，兩組數據的比較采用配對t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

圖1 光野射野一致性檢測Fig.1 The alignment of light felds with radiation felds

圖2 準直器旋轉同心度檢測Fig.2 Collimator rotation with center

圖3 治療床旋轉同心度檢測Fig.3 Couch rotation with center

圖4 MLC到位精度檢測Fig.4 Position accuracy of MLC

在光野射野一致性的檢測中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖1(a)，圖1(b)，兩者的的檢測結果分別為(0.100±0.875) mm和(-0.050±0.831) mm；在準直器旋轉同心度的檢測中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖2(a)，圖2(b)，兩者的檢測結果分別為(0.350±0.338) mm和(0.300±0.258) mm；在治療床旋轉同心度的檢測中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖3(a)，圖3(b)，兩者的檢測結果分別為(0.700±0.483) mm和(0.550±0.284) mm；在加速器MLC到位精度的檢測中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖4(a)，圖4(b)，兩者的檢測結果分別為(-0.500±0.497) mm和(0.050±0.761) mm；以上兩組測量數據的結果均無統計學差異（t=0.361、-1.406、1.309、-0.688，P＞0.05），詳見表1。

表1 EBT2膠片與IP板檢測結果的比較（x±s, mm）Tab.1 Comparison of EBT2flm and IP plate test results（x±s, mm）

3 討論

本研究結果顯示，IP板與輻射自顯影膠片關于醫用直線加速器光野射野一致性的測量結果無統計學差異。張啟順等[3]將IP板應用于放射治療定位和放射治療照射野驗證中，結果拍攝的射野驗證片和模擬定位片圖像清晰，能直觀反映患者定位和投照的部位與區域，且圖像便于數字化處理，存儲方便易查找。IP板的靈敏度高，因此也可以減少病人不必要的受量。在加速器準直器與治療床的旋轉同心度檢測中，兩者所得數據無統計學差異。張建英等[4]做過加速器質量控制中星型片分析的研究，影響其結果的因素有很多，主要是能量的影響會導致軟件分析出現誤差，需仔細分析再做出最后判斷，而CR系統的圖像后處理功能使得到的圖像信息更加可靠。在MLC到位準確性檢測中，兩者所得結果無統計學差異。蔡漢飛等[5]使用輻射自顯影膠片用于多葉準直器的校準，能滿足校準后MLC的到位精度在±1 mm之內的要求。但是，為了檢測到各組葉片還要進行膠片的拼接，與輻射自顯影膠片相比經CR后處理軟件處理的IP板圖像影像對比度好，緣銳利度好，圖像清晰，價格低并且可以重復使用。

隨著放療設備技術的發展，我們對放療質量控制的要求也越來越高，醫用直線加速器的機械等中心的精度和MLC的到位精度對于患者能否得到精確的靶區照射至關重要?，F今，輻射自顯影膠片作為常用的醫用直線加速器質量控制標準，由于其本身價格的昂貴，使得很大一部分醫院無法普及使用，尤其是在MLC到位精度測量時，為了檢測到各組葉片還要進行膠片的拼接，這就造成了極大的浪費。有的醫院采用傳統膠片采集驗證圖像，但是傳統膠片需要在暗室環境中使用藥水沖洗，這樣就占用了大量的使用空間，分析結果還依賴于洗片機的穩定性，而且膠片易受輻射能量的影響，操作上的復雜使得這種方式逐漸趨于淘汰。CR作為替代普通X線膠片成像的一種技術[5-6]，可以把存儲于IP板上的X線信號用激光掃描轉化為電信號并進行數字處理，結果可靠且操作簡便。CR系統強大的后處理功能便于數字化處理，信息存儲方便，而且IP板感光范圍寬、靈敏度高，在照射量低的情況下也可獲得清楚的圖像，減少了對機器的損耗。另一方面CR系統也存在其不足之處，IP板在讀取存儲信息前有輕微的消退現象，存儲時間過久和曝光不足會導致噪聲過大，建議及時讀取信息，需定期對IP板進行擦洗處理，清除殘留噪聲。另外，基于加速器的質量控制，IP板在MV級射線下的壽命少有報道。

總之，CR能滿足加速器質量控制的要求，可以作為醫用直線加速器質量控制方式在醫院進行使用,在一些基層醫院，利用已經淘汰的IP板進行加速器的質控，不僅保證了質量控制的精確性，也使資源可以得到有效地利用。

[1] 胡逸民, 張紅志, 戴建榮, 等. 腫瘤放射物理學[M]. 北京: 原子能出版社, 1999.

[2] 張紹剛, 劉明遠. 膠片法在測量中的幾個問題[J]. 中國醫學物理雜志, 1996, 13(3): 160-162.

[3] 張啟順, 武道福. IP板在放射治療定位和射野驗證中的應用[J].現代腫瘤醫學, 2009, 17(4): 738-739.

[4] 張建英,張濤. 醫用直線加速器控制中星形野分析的初步研究[J].中國醫療器械雜志, 2011, 35(4): 301-311.

[5] 蔡漢飛, 沈學明, 李貴. 基于輻射自顯影膠片的多葉準直器校準[J].臨床影像技術, 2009, 24(7): 141-143.

[5] Leblans PA. New needle-crystalline computed radiography detector[J]. J Digit Imaging, 2000, 13(2): 117-120.

[6] Artz DS. Computed radiography for the radiological technologist[J]. Semin Roentgenol, 1997, 32(1): 12-24.

Application of Image Plate in Quality Assurance of Medical Accelerator

【 Writers 】LIU Guangbo, YAN Huijuan, SUN Yunchuan
Department of Radiation Oncology, Hebei Province Cangzhou Hospital of Integrated Traditional and Western Medicine, Cangzhou, 061000

Objective To explore the value of Computed Radiography(CR) in quality control for the medical linear accelerator. Methods By using both CR and autoradiography flm respectively, we tested the alignment of light felds with radiation felds, collimator rotation with center, couch rotation with center and multi-leave collimators(MLC) position accuracy of medical linear accelerator. Each tests were carried out ten times repetitive collection. Then compared the differences between this two methods. Results There were no signifcant difference between CR and autoradiography flm in the same grup(P＞0.05). Conclusion CR can be used in quality control for the medical linear accelerator since it can meet quality control requirements of radiotherapy.

computed radiograpy, autoradiography flm, quality control

TH774

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.06.018

1671-7104(2016)06-0458-03

2016-04-28

劉光波，E-mail：liuguangbo001@163.com