调强放射治疗剂量验证的发展

摘要：IMRT高度适形及实现过程的复杂，为保证这一技术临床治疗的安全可靠，必须对IMRT计划进行准确的剂量验证。本文主要从几种常见验证工具的验证过程和优缺点进行比较。

关键词：调强放疗技术；剂量验证；比较

调强放疗技术（intensity-modulated radiation therapy，IMRT）通过调整多个照射野内的强度分布，可以得到高度适形的靶区三维剂量分布，从而可以在不增加甚至减少周围正常组织受照剂量的前提下，达到增加靶区剂量，提高治疗增益比的目的[1]。IMRT采用精确定位、精确计划、精确照射的方式，使其结果可以达到"四最"的特点，即靶区接受的剂量最大，正常组织受量最小，靶区定位和照射最准以及靶区内的剂量分布最匀。但由于IMRT高度适形及实现过程的复杂，为保证这一技术临床治疗的安全可靠，必须对IMRT计划进行准确的剂量验证。本文主要从几种常用验证工具的验证过程和优缺点进行比较。

1资料与方法

1.1传统剂量胶片 胶片测量方法是临床上用于调强放疗计划剂量分布验证的常用方法。需要电离室、胶片、体模和胶片扫描仪以及相应的胶片剂量分析软件。有以下优点：①胶片的空间分辨率高；②与模体相结合可测量模体内任意平面的剂量验证。但是缺点也是明显的：①胶片需要显影、定影等化学处理及相关暗室操作；②剂量精度容易受到多种因素的影响，如曝光、冲洗条件、胶片批次等；③胶片不能重复使用，浪费大；④准备时间以及后续的数据处理分析时间很长，费时费力[2]。

1.2放射性铬胶片 放射性铬胶片与传统胶片基本相同，不同只在于用放射性铬胶片替代传统剂量胶片。因放射性铬胶片的特性，对可见光极不敏感，可在室内光线下操作，也可浸入水模体中进行测量。并且不需要显影定影等化学处理，省去了冲洗过程。根据邓小武等的实验数据，在放疗临床常用剂量范围内，经校准和严格刻度的RCF与传统剂量胶片均有较好的测量精度。但是操作和质控过程与传统剂量胶片相比大大简化，所以是一种较方便快速，安全可靠的方法。

1.3二维电离室矩阵 二维电离室矩阵是将多个电离室排成二维矩阵，可以同时测量绝度剂量和平面相对剂量。以IBA公司生产的二维电离室矩阵MatriXX和SP34QA模体（由RW3固体等效水材料制成，密度为1.045 g/cm3）及其支持软件OminiPro-I'mRT为例进行说明。

MatriXX二维电离室矩阵，由1020个空气电离室组成，每个电离室尺寸为外径4.5 mm，高5 mm，灵敏体积0.07 cm3，所有电离室等间距排列成32×32平面矩阵（四个顶角处无电离室）。每相邻电离室中心间距为7.62 mm，电离室矩阵有效测量面积为24 cm×24 cm，有效测量点位于上表面下3 mm。过程如下：在相同的扫描条件下扫描该验证模体，图像传输至治疗计划系统，三维重建该验证模体。将经过医生确认的患者调强放射治疗计划移植到验证模体中，计算出计划剂量分布，然后将IMRT计划的射野归一到0°机架角度，按计划进行照射、测量。最后用辅助软件将计划结果和测量结果进行比较分析。此方法有如下优点：如用常规方法预先刻度剂量，测量时可同步得到绝对剂量与平面相对剂量，简化验证工作，提高验证效率。根据周凌宏等的报告，也可利用此设备进行其他参数的测量，如虚拟楔形野离轴比，电子线测量等。缺点是由于固体水的影响，其在IMRT绝对剂量的测量不如单个电离室有优势；加上其方向性响应与结构影响，限制了测量的范围。

1.4三维剂量验证的展望 随着对调强验证的资料积累与深入研究，临床上发现二维电离室矩阵已不能满足调强剂量验证的要求。根据孙文钊、邓小武等的研究，使用二维电离室矩阵验证时，Gamma通过率很高的计划，有可能三维分布并不理想。高剂量区域可能出现在脑干脊髓等危险器官中，而低剂量区域在靶区，这对调强计划很不利，需要替代二维电离室矩阵进行调强剂量验证，而三维剂量验证的出现让调强放疗剂量验证有了更好的选择。现市面上有Sun Nuclea公司的3DVH、ScandiDos公司Delta4和瑞多思的EDose等可进行三维剂量验证。本文以瑞多思的EDose为例进行说明。EDose利用直线加速器自带的EPID（电子射野影像装置）进行数据采集，将采集到的数据发送到服务器进行三维剂量重建，三维Ganma计算。过程如下：导入调强治疗验证计划到EDose服务器，客户端自动采集EPID数据并发送到服务端，重建三维剂量，进行三维Ganma计算，显示Ganma分布、DVH 和Gamma结果，最后评价和验证治疗计划的结果。用这种方法有如下优点：利用了自带EPID，只需购置软件，减少硬件投入；减少了机器准备的时间，减少了复杂的模体摆位的时间，大大提高效率；没有角度响应的影响。

2结果

IMRT的计划和实施是一项复杂的系统工作，其质量保证是一个急需解决和必须重视的问题[1]。传统胶片法，硬件投入成本较低且空间分辨率高，是早期常用的一种验证方法。但胶片不可重复利用，冲洗过程产生化学污染且费时费力，已趋于淘汰。放射性铬胶片虽然省去了冲洗与暗室操作的过程，但一样存在胶片浪费的情况，所以也不是很理想。二维电离室矩阵与胶片相比能直接、快速的获取模体的平面剂量数据，过程简化，效率提高，是目前大多数医院采用的主要验证方法。但其方向响应的局限性与二维剂量分布已不能满足如旋转容积调强放疗的剂量验证要求。三维剂量验证是目前较先进的验证方法，实现剂量验证更加精确且全面的要求。但由于该方面的研究刚起步，国内仅有少量报告，对其可靠性准确性需进一步研究。

参考文献：

[1]胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京：原子能出版社，1999.

[2]戴建荣，胡逸民，张红志，等.针对患者调强放射治疗计划的剂量验证[J].中华放射肿瘤学杂志，2004，13（3）：229-233.

[3]周颖娟，黄邵敏，邓小武.用放射性铬胶片进行调强放疗剂量验证的研究[J].中华放射肿瘤学杂志，2007，16（4）：307-312.