準直器角度誤差對鼻咽癌容積旋轉調強放射治療計劃驗證結果的影響

鄢佳文，高靖琰（通信作者），劉旭紅，朱思瑾

昆明醫科大學第三附屬醫院放射治療科 （云南昆明 650118）

鼻咽癌作為臨床常見的惡性腫瘤，放射治療已成為其主要的治療手段。容積旋轉調強放射治療（volumetric modulated arc therapy，VMAT）作為新型的調強技術[1]，照射中可同時改變機架角度、機架旋轉速度、多葉準直器（multi-leaf collimator，MLC）形狀、劑量率、準直器角度等多項參數以達到更優的劑量分布[2-3]。相較于傳統調強計劃，VMAT 計劃對加速器的精度要求更加嚴格[4]，照射過程中任一參數的誤差都會引起計劃劑量輸出不準確。本研究旨在探討準直器角度誤差對鼻咽癌VMAT 計劃驗證結果的影響，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年于我院接受放療的15例鼻咽癌患者作為研究對象，其中男11例，女4例；年齡27～76歲，中位年齡43歲；患者均處于疾病早期，行頭頸肩模固定及西門子大孔徑CT 掃描，范圍為頭頂至鎖骨下2 cm，重建層厚為3 mm，并參考ICRU 83號報告勾畫靶區和危及器官，完成VMAT 計劃設計。本研究已獲得醫院醫學倫理委員會的審核批準。

1.2 儀器與軟件

直線加速器為醫科達公司的Versa HD 加速器；計劃系統采用Pinnacle 9.10版本，可完成VMAT 計劃設計；驗證設備選用Sun Nuclear 公司的ArcCHECK 驗證模體，分析軟件為ArcCHECK 配套的Sun Nuclear 分析軟件。

1.3 方法

原計劃均采用共面雙弧設計的VMAT計劃，將其命名為Trail，誤差計劃按照原計劃參數改變準直器角度±0.5°和±1°，將其命名為Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°，保證其他參數不變，引入準直器角度誤差，重新計算一次劑量分布；將所有計劃導入ArcCHECK CT圖像完成模體劑量計算，與實際測量的吸收劑量進行對比分析；采用SNC軟件的DTA距離符合度分析法和Gamma分析法[5-6]對采集的射野通量數據進行分析、比較，兩種分析方法均基于不同的劑量偏差Δdose和位置偏差Δdistance的對比，選擇對比標準為2%/2 mm、3%/3 mm、4%/4 mm，閾值水平（threshold，TH）為10%，對比兩者通過率的結果差異。

1.4 統計學處理

采用IBM SPSS 19.0統計軟件進行數據分析，計量資料以±s表示，采用非參數配對Wilcoxon 秩和檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

DAT分析法中，當對比標準為3%/3 mm、4%/4 mm時，Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的計劃通過率均小于Trail；當對比標準為2%/2 mm時，Trail＋0.5°的計劃通過率大于Trail，Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的計劃通過率均小于Trail；當對比標準為2%/2 mm、3%/3 mm時，Trail+1°的計劃通過率與Trail比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）；當對比標準為4%/4 mm時，Trail+1°的計劃通過率與Trail比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見圖1。Gamma分析法中，其結果與DAT分析法接近，但在3種對比標準下，Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的計劃通過率與Trail比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），見圖2。

圖1 引入不同誤差的DTA 分析法的平均通過率

圖2 引入不同誤差的Gamma 分析法的平均通過率

3 討論

劑量驗證作為放射治療照射的基本質量控制工作，需要在對患者行放射治療前，通過不同的測量工具確保治療劑量投照的準確性。VMAT 計劃對治療的精度要求更加嚴格，相較于常規調強放射治療（intensity modulated radiation therapy，IMRT）計劃，需要將機架運動速度、準直器角度及照射劑量率等的準確性作為考慮因素，增加治療自由度的同時需要更高的質量控制精度[3，7]。

在放射治療計劃的劑量驗證中，對比的是計劃系統中模擬在模體中的劑量與在實際模體中的照射劑量，其結果受各方面誤差的影響，主要是機器誤差、計劃系統計算誤差及測量過程中的誤差，前兩者一般通過驗收較穩定，而測量過程中最易出現誤差而導致劑量的差異。以往的研究多為引入MLC 的誤差對Gamma 通過率的影響[4]。

本研究選取兩種分析方法對準直器誤差的通過率差異進行分析，結果顯示，兩者差異并不明顯，造成此結果的原因可能為引入的角度值過小；兩種分析方法中，DTA 分析法有一定的顯著性差異，其是基于平面中3 mm 距離的對比分析，相較于Gamma 分析法對比條件更加嚴格且更為敏感，Gamma 分析法主要表現在平均通過率的下降。本研究是基于單因素的研究，在實際的VMAT 計劃中，有多種因素（包括MLC 受重力影響的到位精度等）均會影響計劃通過率。

綜上所述，準直器角度誤差對鼻咽癌VMAT 計劃的驗證結果有一定的影響，當VMAT 的計劃驗證率下降時，需要檢測準直器的角度誤差。