加速器運行誤差對宮頸癌容積旋轉調強（VMAT）放療的劑量學影響

時亮

德州市第二人民醫院，山東 德州 253000

0 引言

宮頸癌屬于女性生殖系統一種常見且高發的惡性腫瘤，臨床發病率以及死亡率僅次于乳腺癌。隨著醫療技術的發展和完善，在術后行放療聯合化療成為現階段臨床治療局部晚期宮頸癌的主要方法，且治療效果明顯比單純放療高。但隨著臨床研究的深入，發現既往的三維適形放療術后，部分患者會有明顯的骨髓抑制、放射性膀胱炎等不良反應出現，且在多因素的影響下，不良反應發生率呈明顯升高趨勢。在宮頸癌容積旋轉調強（VMAT）實施的整個過程中，不僅多葉光柵（MLC）的位置不斷變化，而且機架的視角和輸出劑量率也不斷變化[1]。因此，技術復雜度較高。執行加速器機架主要參數的操作誤差（例如旋轉角度，MLC葉片位置，輸出劑量等）可能會危害患者的特定暴露劑量[2-3]。這項科學研究基于80例宮頸癌患者的VMAT計劃，探討加速器主要參數對宮頸癌VMAT的劑量學影響，并分析了關鍵的影響因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取本院2018年6月-2020年6月收治的80例行VMAT的宮頸癌病例，年齡37～74歲。根據英國癌癥協會（AJCC）第六版宮頸癌的分期標準，I期44例，II期24例，III期12例。患者在總盆腔淋巴結引流方法面積為50Gy，2Gy的治療劑量下接受放療，1次/天，每周5次，整個治療過程共25次。它由弧形旋轉直視場組成，參考點之間的距離為4，選定的光量子束動能為6MV。納入標準：①患者均了解研究內容后自愿參與；②無其他器官性疾病；③配合度良好。排除標準：①存在嚴重放療并發癥；②器官功能不全；③病情不穩定。

1.2 加速器運行誤差模擬

在PinnacleV9.2規劃系統軟件中獲取計劃。模擬加速器的每個主要參數的操作誤差。①框架旋轉視角誤差：將臨床醫學計劃的每個參考點沿順時針方向0.5mm引入。機架的視角誤差，每條病歷導致兩個計劃具有不同的機架的視角誤差信息內容。②準直器的到位誤差：將準直器兩側相對或反向運動的誤差引入臨床醫學計劃的每個參考點，強度為±1mm和±2mm，子場的總面積為放大或縮小；用于臨床醫學計劃的每個參考點都沿同一方向引入準直器的偏差誤差，強度為1mm和2mm，子場的總面積不會改變，并且每個病歷會導致6個誤差，不同準直器位置。③MLC葉片的到位誤差：臨床醫學計劃的每個參考點都引入了MLC葉片兩側相對或相反運動的誤差，強度為4～0.5MP，±1mm和±2mm，總和為子字段的區域被放大或縮小；將臨床醫學計劃的每個參考點引入相同方向的MLC葉的偏差誤差。強度為1 mm和2mm。子字段的總面積不會改變。每個病歷都會導致8個不同的MLC葉位置誤差信息。

1.3 統計學處理

使用Origin9.1繪制數據圖表、SPSS 23.0手機軟件對數據信息進行線性回歸分析。R越大，線性相關性越強，P<0.05則表明差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 準直器到位系統誤差

準直器兩側的相對或相反運動誤差，強度為1～4mm和2～4mm，當子場的總面積擴大或縮小時，每個OAR劑量限值改變其范圍如果為0.55%～0.32%和1.32%～0.57%，則CI和H1基本不變。準直器兩側相反運動的誤差與PTV和OAR劑量危害有很強的線性相關性（t=6.900～49.315，P<0.05），劑量轉換范圍為（0.15～0.46）%/mm，R2值至少為0.970，見表1。

表1 準直器到位系統誤差對比表

當兩側準直器的偏移誤差在同一方向上時，強度為1mm和2mm，并且子場的總面積不變，PTV的每個劑量限值和每個OAR劑量限值的范圍值在0.21%～0.03%，從0.66%～0.08%，CI和H1基本不變，見圖1。

圖1 準直器的在同方向和不同方向的偏差和劑量變化（mm）

2.2 MLC葉片反向和同向的偏差和劑量變化

基于上表可得知，MLC的偏差在同一方向的兩側，強度為1mm和2mm，并且子場的總面積不變，最大值PTV劑量極限值的變化分別為0.25%和0.57%，OAR的每個劑量極限值的最大值分別為0.13%和0.44%，CI和III基本不變，見圖2。

圖2 MLC 葉片反向和同向的偏差和劑量變化（mm）

2.3 治療中各參數誤差

在引入主要參數的具體實施誤差的條件下，PTV和OAR的劑量限值的較大變化分別為0.16%和1.30%，而CI和HI基本上不會改變。

3 討論

宮頸癌屬于臨床常見的惡性腫瘤疾病，會嚴重影響女性生理健康水平，而隨著醫療水平的發展，臨床治療宮頸癌的方法也變得更加多樣化。其中，放射治療是應用最為廣泛的治療方法。常用的放射治療方案主要以盆腔外照射放療加近距離腔內放療為主，主要是通過X線、r線、電子線等放射線進行照射，使得癌組織在放射線的生物學作用下被消殺、破壞或者縮小，具有一定根治性的特點。但是足夠的放射劑量只能對被照射的局部部位產生療效，其在治療早期宮頸癌患者時具有良好的治療效果。但是患者之間具有個體差異性，對于部分患者而言，在治療過程當中會出現不同程度的不良反應，導致其無法耐受放療從而增加了治療的難度，影響療效。因此對患者不良反應的管理變得越來越重要，早期不良反應會影響治療的強度和進程。所以分析該方案下存在的不良反應以及導致不良反應發生的影響因素極為關鍵，以此能夠采取預防性措施，從而降低不良反應的發生率。

加速器操作誤差（例如準直器，框架旋轉角度和MLC葉片定時）具有不同級別的劑量測定危害[4]。架旋轉視角誤差的仿真模擬數據表明，隨著架旋轉視角誤差的增加，PTV各個劑量限值的總體發展趨勢以及每個OAR劑量限值變化增加0.5。機架的視角誤差會導致PTV每種劑量的極限值變化很大，達到0.11%，這對VMAT劑量的危害較小，在科學研究中有學者提出機架旋轉的視角誤差對劑量的危害可以忽略不計[5-6]。準直器兩側相反或相反運動的誤差導致PTV劑量極限值和OAR劑量極限值的整體轉換顯示出線性趨勢分析，而對VMAT劑量學的危害并不大重要的。因此，應及時進行單獨的質量檢查和質量控制，以確保MLC葉片的及時精度，以確保MLC葉片的誤差在0.5mm以內。

綜上所述，在實施宮頸癌VMAT計劃期間，機架旋轉視角系統軟件誤差，準直器和及時系統軟件誤差，MLC葉片在同一方向上的未對準誤差以及每個主要參數的引入具體的操作誤差會影響宮頸癌的VMAT劑量。MLC葉片兩側相對或相對運動的誤差對宮頸癌的VMAT劑量有明顯的危害。因此，為了確保在VMAT計劃實施的整個過程中劑量傳遞的準確性，應對加速器的日常QA工作以及機架旋轉角度，準直器時間和準直時間方面的誤差進行質量管理，應縮短MLC葉片的時間，并進行單獨的質量檢查以確保MLC葉片的及時精度。