高翔 石麗婉 傅麗蓉 陳思佳 劉俊 何逸鵬 陳思嘉

精確放療要求射線束劑量盡可能多的投照在腫瘤靶區(qū)上，而周圍正常組織受到的劑量盡可能的小，計劃系統(tǒng)的建模數(shù)據(jù)的準確性和完整性直接影響到了計算結果的準確性[1-3]。本文通過使用半導體探頭和膠片劑量儀，測量瓦里安直線加速器23ex 6MV照射野物理數(shù)據(jù)，并將實際測量的結果與計劃系統(tǒng)（TPS）的計算結果進行對比，通過數(shù)據(jù)分析完善科室使用的VARIAN直線加速器23ex數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 醫(yī)用直線加速器

瓦里安23ex直線加速器，光子能量設置為6MV。

表1 半導體探頭測得小照射野情況下的平坦度、對稱性

表2 不同照射野情況下，不同照射野三種測量方法測量值

1.2 水模與探頭

采用IBA公司Blue Phantom2水箱、0.01 cc（RAZOR，IBA公司） 半導體探頭（隱形參考電離室）、GAFCHROMIC EBT3膠片、Film QATMPro膠片分析軟件與Epson Expression 10000XL掃描儀（日本Epson公司）。

固體水體模的測量深度dm與水中的測量深度dw之間的關系為：

其中，ρ是物體密度，Z和A分別是指材料的原子序數(shù)和原子量。在后續(xù)的測量中，都需要將體模中測量的數(shù)據(jù)根據(jù)公式（1）轉換到真實的水環(huán)境中。

1.3 離軸比曲線（OAR）

離軸數(shù)據(jù)是測量模體中垂直于射線束中心在一個給定深度的劑量分布。通常用測量深度Z=10 cm和Z=Dmax深度處的劑量驗證是否符合規(guī)范[4]。離軸比通常被定義為在同一深度的中心光束軸線上的離軸點的劑量比。其中半影區(qū)定義為穿透半影、幾何半影和散射半影的集合[5]。

1.4 總散射校準因子Scp

Sp可以定義為在同樣的準直器條件下，一個給定大小的照射野在參考深度的劑量與相同深度參考野（例如10 cm×10 cm）的劑量之比[6]。為了排除在較淺深度時，電子污染的問題，我們此次測量時取在水下10 cm。

2 結果

離軸比曲線（OAR）：圖1是用膠片劑量儀和半導體探頭測得的不同小野：依次為：（a）0.6 cm×0.6 cm、（b）1.0 cm×1.0 cm、（c）1.6 cm×1.6 cm、（d）2.0 cm×2.0 cm下的平坦度對稱性曲線。其中，散點為膠片測得的數(shù)據(jù)，曲線為半導體探頭測得的數(shù)據(jù)。

表1為半導體探頭測得的水下5 cm的6 MV光子線平坦度、對稱性曲線數(shù)據(jù)。射野越小的情況下，平坦度、對稱性會越差[7]。

圖2是利用瓦里安計劃系統(tǒng)Eclipse計算得到的在不同照射野情況下的照射劑量理論計算值。通過定位CT掃面水模體，然后將掃面的圖像導入到計劃系統(tǒng)中，根據(jù)已有的數(shù)據(jù)模型計算劑量結果。處方劑量100 MU，計算得到了模體最大劑量點及其所在的深度，然后根據(jù)公式（1）換算到真實的水環(huán)境中。圖（a） 是照射野在1.0 cm×1.0 cm時，計劃系統(tǒng)Eclipse計算的等劑量分布圖，其中最大劑量為78.9 cGy；（b）是照射野在2.6 cm×2.6 cm時劑量分布圖，其中最大劑量為88.5 cGy；（c）是照射野在3.0 cm×3.0 cm時劑量分布圖，其中最大劑量為89.0 cGy；（d）是照射野在9.0 cm×9.0 cm時劑量分布圖，其中最大劑量為100.3 cGy。

圖3用IBA RAZOR探頭測得數(shù)據(jù)（圓點）、膠片劑量儀（星形）與TPS（三角形）計算結果偏差。相對偏差=（TPS理論值-測量值）/TPS理論值。表2列出了不同照射野情況下，不同照射野三種測量方法測量值。由表可見，總散射校準因子TPS計算理論值與半導體探頭測得最大偏差約為-2.7%，但是與膠片實測值偏差約12%。

3 討論

對于小照射野，尤其是3 cm×3 cm及其以下的照射野，側向電子平衡無法建立，測量的Scp因子與機器外推計算的結果會存在較大的差別[8]。而對于高度適形的精確放療，要求靶區(qū)外的正常組織受量盡可能小，而半影的大小決定了靶區(qū)外劑量跌落梯度，因此射野的平坦度、對稱性與半影寬度的測量準確性尤為重要。同時，不同的測量方法測得的PDD曲線的不同，這會影響到后面總散射校準因子Scp的計算。膠片劑量儀相比較與半導體探頭具有更高的空間分辨率，邊界的分辨會更加的明顯，因此可以得到比較準確的測量半影的寬度[9]。半導體探頭雖然體積很小，但是仍然有一定的體積，對于邊界的測量會受電離室本身體積的影響。

圖1 用膠片劑量儀和半導體探頭測得的不同小野數(shù)據(jù)

圖2 計劃系統(tǒng)Eclipse計算得到的在不同照射野情況下的照射劑量理論計算值

加速器輸出劑量的測量除了對使用的測量方法、擺位精確度有比較高的要求之外，探測器探頭的選擇也會很大程度上影響到測量的結果[10]。在探頭的選擇上，瓦里安直線加速器小野劑量學臨床實踐指南推薦了幾款比較適合小照射野測量的電離室類型及型號，包括：硅半導體、金剛石探測器、液體電離室、有機閃爍體探測器等等[11]。蒙特卡羅模擬在加速器劑量測量方面有著很大的理論指導作用[12-13]，尤其是對于電子平衡不能建立的小照射野測量。比較常用的蒙卡軟件有：MCNP、Geant4、EGS等，由加拿大國家研究委員會等幾個研究所在EGS平臺上完善的Beamnrc和DOSxyznrc軟件能夠很方便的模擬醫(yī)用直線加速器機頭和輸出的劑量。接下來的工作，我們也將在本次研究的基礎上，著重數(shù)據(jù)的處理以及蒙卡模擬驗證，期望通過對小野物理數(shù)據(jù)的測量和計算等進一步的研究。

圖3 不同情況下測得6 MV光子線總散射校準因子Scp