多葉準直器位置誤差對靜態野調強放療計劃驗證通過率影響的研究

王猛

上海同濟醫院 放療科，上海 200065

多葉準直器位置誤差對靜態野調強放療計劃驗證通過率影響的研究

王猛

上海同濟醫院 放療科，上海 200065

目的 通過實驗分析多葉準直器（Multi-leaf Collimator，MLC）位置誤差對靜態野調強放療（IMRT）計劃驗證通過率的影響。方法 選取8例鼻咽癌IMRT計劃，通過計劃系統設置為每個病例計劃的MLC葉片末端位置分別帶入±0.5 mm、±1 mm、±2 mm的誤差，分別命名為Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2。利用Octavius 4D劑量驗證系統對每個計劃進行測量，得到所有計劃的三維劑量分布。采用γ分析方法，得到所有計劃的劑量驗證通過率。結果 當評價指標為2%/2 mm時，8例原計劃的平均通過率為76.3%。Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率均小于原計劃的通過率，但是只有Trail+2的平均通過率與原計劃相比具有統計學意義（P＜0.05）。當評價指標為3%/3 mm時，8例原計劃的平均通過率為91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計劃的通過率相比具有統計學意義（P＜0.05）。結論 針對MLC的位置誤差需要進行獨立質控以保證放療計劃的準確實施。

多葉準直器；位置誤差；靜態野調強；通過率；鼻咽癌

調強放療技術（Intensity-Modulated Radiation Therapy，IMRT）可以在靶區的內部形成均勻的高劑量區，而同時保證附近的危及器官只受到低劑量照射，因此被各個放療單位廣泛應用[1]。多葉準直器（Multi-leaf Collimator，MLC）的位置誤差會直接影響IMRT計劃的劑量分布，有研究顯示MLC葉片外擴與內收的位置誤差對放療劑量的影響不可忽略[2-4]。本研究主要通過為IMRT計劃帶入MLC誤差，分析其對計劃驗證通過率的影響。

1 儀器與方法

1.1 儀器

本研究采用德國PTW公司的Octavius 4D劑量驗證設備及其配套的VeriSoft 5.1分析軟件，瑞典Elekta公司的Synergy直線加速器，美國Philips公司的MX-16slice CT和Pinnacle 3放療計劃系統。Octavius 4D驗證設備包括：① Octavius 4D圓柱型等效固體水旋轉模體；② Octavius Detector 729二維矩陣。Synergy直線加速器的MLC由40對葉片組成。

1.2 方法

（1）抽取本院放療科8例鼻咽癌IMRT放療計劃。射野數為9個，機架角度360°范圍內均勻分布，子野數在72～108之間，跳數在881～1023之間。

（2）MLC位置誤差模擬。在Pinnacle 3放療計劃系統9.8版本中，將原鼻咽癌放療計劃命名為Trail，復制6個同樣的計劃，并分別命名為Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2，并為每個計劃的每個子野分別帶入計劃名稱中相應的誤差值。方法如下，首先在Trail-0.5計劃中的“MLC OPTION”窗口里找到MLC葉片移動距離選項，輸入-0.5，單位為mm，點擊“shift left leaves”和“shift right leaves”按鈕，所有MLC按鈕向射野中心軸方向內收0.5 mm，然后將所有射野的全部子野依次處理，最后重新計算劑量分布。其余計劃也按照該方法重新設置并傳輸到加速器的Mosaiq工作站執行。

（3）劑量驗證及評價指標。用Octavius 4D進行測量，得到所有計劃的劑量分布，然后同Pinnacle 3放療計劃系統輸出的劑量分布做對比。采用γ分析方法，去除劑量值小于最大劑量點5%的值，選取3%/3 mm和2%/2 mm兩個評價標準，得到每個計劃的通過率。采用SPSS 19.0進行數據統計，所有病例原計劃通過率和引入誤差計劃的通過率進行Wilcoxon秩和檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

在3%/3 mm和2%/2 mm兩種評價標準下，引入不同誤差后的平均通過率統計，見圖1。當評價指標為2%/2mm時，8例原計劃的平均通過率為76.3%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計劃的通過率相比具有統計學意義（P＜0.05）。當評價指標為3%/3mm時，8例原計劃的平均通過率為91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計劃的通過率相比具有統計學意義（P＜0.05）。

MLC葉片±1 mm和±2 mm的位置誤差能降低IMRT計劃的通過率，而±0.5 mm的位置誤差并不能顯著影響其通過率，甚至出現比原計劃還要高的通過率。2%/2 mm的評價指標比3%/3 mm的評價指標對這種誤差更敏感，但差異并不顯著。

圖1 引入不同誤差后的平均通過率

3 討論

Mu等[4]的研究表明MLC葉片的隨機誤差對鼻咽癌放療計劃的影響不顯著，因此，本研究忽略了該種誤差對計劃通過率的影響。在此次研究中，3%/3 mm的平均通過率低于91.7%。低于之前的一些平面驗證通過率報道，可能與驗證方式有關，Octavius 4D的驗證通過率包含了機架誤差，床板因子等在內誤差。根據美國醫學物理學家協會（AAPM）的建議，IMRT計劃中MLC葉片的位置誤差應小于±1 mm。通過本研究發現計劃通過率并不能很好反映MLC葉片±1 mm及±0.5 mm誤差。王清鑫等[5]的研究同樣顯示MLC葉片±1 mm及±0.5 mm誤差對容積調強旋轉放療計劃的通過率影響較小，無法檢測。因此，應該通過對MLC進行獨立的質控以保證放療計劃的準確實施[6-8]。

本研究利用了Pinnacle計劃系統自帶的功能設置MLC位置誤差以檢測其對通過率的影響，方法簡便易行、易于推廣，也可以由此判斷驗證系統對靜態野調強MLC誤差的靈敏度。

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Study on the Inf uence of Multi-leaf Collimator Position Error on the Verif cation Pass Rate of the Static IMRT Plan

WANG Meng
Department of Radiotherapy, Shanghai Tongji Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200127, China

Objective To analyze the influence of MLC (Multi-Leaf Collimator) position error on the verif cation pass rate of IMRT (Intensity-Modulated Radiation Therapy) plan through experiments. Methods Altogether 8 cases of nasopharyngeal carcinoma IMRT plans were selected. And then, for each case, the errors of ±0.5 mm, ±1 mm and ±2 mm in MLC leaf terminal positions were set respectively through the program system, which was named as Trail-0.5, Trail+0.5, Trail-1, Trail+1, Trail-2 and Trail+2 respectively. Each program was measured by using Octavius 4D dose verif cation system to obtain all the three dimensional dose distribution of each plan. And the dose verif cation pass rate of all the plans was acquired by using the gamma analysis method. Results When the evaluation index was 2%/2 mm, the average pass rate of 8 cases was 76.3%. The pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 were less than that of the original plan. But only the average pass rate of Trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. When the evaluation index was 3%/3 mm, the average pass rate of 8 cases was 91.7%. Similar to 2%/2 mm, the pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 was less than that of the original plan; only the average pass rate of trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. Conclusion The location precision of MLC need independent quality control to ensure the accurate implementation of radiotherapy.

multileaf collimator; position error; intensity-modulated radiation therapy; pass rate; nasopharyngeal carcionoma

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.10.033

1674-1633(2016)10-0106-02

2015-12-09 修改日期：2 015-12-15

作者郵箱：1986wangmeng@163.com