后裝治療系統中使用環型施源器放射源駐留位置偏差值驗證

蘇寶鋒，張健文，蔣曉芹

1 南方醫科大學深圳醫院 （廣東深圳 518000）；2 香港大學深圳醫院（廣東深圳 518000）

近距離后裝放射治療是在患者的治療部位放置施源器，在安全防護條件下于控制室將放射源通過導管送至施源器內，進行內照射治療的治療方式[1]。近距離后裝放射治療常用方式包括腔內、管內、組織間插植、術中置管及模型敷貼。本研究討論的環型施源器應用于腔內婦科腫瘤的后裝放射治療。腔內婦科腫瘤的后裝放射治療常用的施源器包括圓筒型施源器、靈活型施源器及環型施源器（見圖1）。由于環型施源器為環式結構，放射源的實際駐留位置與計劃駐留位置可能存在一定的偏差（見圖2～3），從而影響劑量分布和后裝治療計劃的評估，可能給患者帶來腫瘤劑量不足、危及器官劑量超閾值等未知風險[2]。針對上述情況，本研究對使用環型施源器產生的位置偏差值進行驗證，以消除產生的偏差。

圖1 環型施源器

圖2 源理論運動軌跡

圖3 源現實中運動軌跡

1 材料與方法

1.1 設備材料及儀器

所有設備儀器來自香港大學深圳醫院放療科，后裝治療系統為瓦里安 GammaMed Plus HDR；計劃系統為Eclipse；使用放射源為192Ir；瓦里安鈦制環型施源器，每套包含30°、45°、60°環型施源器；施源導管；GAFCHROMIC RTQA2 QA+放射自顯影膠片；EPSON 膠片掃描儀；環型施源器固定裝置（包括壓塊+主框架+頂板+固定螺釘）。

1.2 方法

1.2.1 施源器放置與固定

用膠帶將膠片顯影一面固定在施源器固定裝置底部，用細針穿刺固定裝置中的圓心和擋塊位置，在膠片上留下標記點，確定施源器的圓心和頂端位置。將環型施源器依次放入固定裝置，使施源器末端頂住固定裝置擋塊位置，使用固定塊、膠帶、螺釘等將施源器固定在固定裝置內，見圖4～8。

圖4 固定裝置

圖5 標記圓心位置

圖6 標記施源器末端位

圖7 放置施源器

圖8 固定施源器

1.2.2 在后裝治療系統創建驗證計劃并實施

施源導管總長度為1 300 mm，驗證計劃起始位置為1 295 mm，駐留點間步長為10 mm，結束位置為1 215 mm，共9 個計劃駐留點。將固定好的施源器用導管與后裝治療機連接，實施驗證計劃（見圖9）。驗證計劃實施完成后，得到放射源實際駐留位置顯影的膠片（見圖10）。使用掃描儀將膠片掃描為TIFF 格式文件，導入Eclipse 計劃系統。使用計劃系統中的角度測量等工具，測量圓心和施源器頂端的連線與每個駐留點中心形成的夾角α，見圖11，測量方法見圖12。應用上述材料與方法進行重復測試，使用30°環型施源器得到52 組數據；使用45°環型施源器得到53 組數據；使用60°環型施源器得到52 組數據。

圖9 實施驗證計劃

圖10 得到顯影膠片

圖11 夾角α

圖12 測量夾角

1.3 數據處理

根據瓦里安公司的施源器用戶指南[3]，位置偏差值可以通過以下公式計算：

其中，Path Length 為源停留點中心到施源器頂點圓弧的弧長，Dwellplan為放射源計劃停留位置，Dwellactual為放射源實際停留位置。放射源起點至施源器頂端的總長度為1 300 mm；r 為施源器內半徑，本研究使用的施源器內半徑為16 mm；α 為圓心和施源器末端的連線與每個駐留點中心形成的夾角；本研究中放射源中心到末端的距離（the source center distance from tip，SCDT）值為3.5 mm；施源器末端的管壁厚度（nominal tip wall thickness，NTWT）為0.4 mm。

1.4 偏差值修正

根據得到的偏差值，設置相應的修正值并應用于計劃中[4]，再按照上述實驗方法實施計劃，計算偏差。臨床中使用放射源的到位精度允許誤差在1 mm 以內。如應用修正值后偏差仍大于1 mm，則可改變修正值，繼續實驗，直至偏差值小于1 mm。

2 結果

2.1 不同角度施源器平均偏差值與分布

使用不同角度的環型施源器時，放射源停留位置與計劃位置的平均偏差值不一致，見表1。放射源在9 個計劃駐留點的偏差值并不一致，不同角度施源器不同停留點的偏差值分布，見圖13～15。

表1 平均偏差值

圖13 30°環型施源器偏差分布

圖14 45°環型施源器偏差分布

2.2 不同角度環型施源器修正后結果

根據表1 結果，30°環型施源器修正+1 mm，45°環型施源器修正+2 mm，60°環型施源器修正+2 mm。應用修正值后，使用30°環型施源器得到54 組數據；使用45°環型施源器得到53 組數據；使用60°環型施源器得到53 組數據，結果平均偏差值均小于1 mm，見表2。

3 討論

本研究結果表明，在后裝治療中使用環型施源器，放射源實際駐留位置與計劃駐留位置會產生超過1 mm 的偏差。《后裝治療機的質量控制和質量保證》指南規定，對所有可調節的駐留位置，后裝治療機定位放射源至駐留位置的誤差不應超過1.0 mm[5]。因此，后裝計劃設計時有必要考慮偏差值并引入適當的修正值。

圖15 60°環型施源器偏差分布

表2 應用修正值后的平均偏差值

從研究中的實驗數據得知，驗證計劃中的每個位置產生的偏差值并不一致，本研究只將每組數據的平均偏差值進行修正，并未對每個點進行針對性的修正值處理，后續可針對每個點不同的偏差值進行修正，進行進一步研究。同時，不同廠家、不同批次的環型施源器對放射源駐留位置產生的偏差值可能會產生不同影響，也可以對比不同環型施源器，進行深入研究。另外，本研究從放射源位置偏差的角度進行驗證，未對因放射源駐留位置偏差對靶區、危及器官的吸收劑量產生的影響做更深入的研究，后續可就此進行更深入研究。

綜上所述，對后裝環型施源器源位置偏差值進行修正，可提高放射治療精準度。