王曉春，王守宇，霍曉慶，張清琴，洪振宇，路平，吳鵬，劉波，王穎拓，苗戰(zhàn)會

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放療中心，河南衛(wèi)輝453100

前言

放療患者每天的擺位重復(fù)性是決定放射治療準確性的關(guān)鍵因素之一［1］，低溫熱塑膜可用來提高擺位的可重復(fù)性，在頭頸部腫瘤［2-3］、胸腹部腫瘤［4-5］以及盆腔腫瘤［6-8］中均能有效提高治療擺位精度，已經(jīng)成為重要的輔助裝置，在臨床工作中應(yīng)用廣泛。

但是，對患者進行體位固定用的熱塑膜固定底板并非由空氣等效材料制成，其必然會對患者所受放療劑量產(chǎn)生一定的衰減，就像加速器治療床一樣［9-11］。目前，在臨床工作中，大多數(shù)TPS在制定放療計劃時，并沒有對固定底板進行劑量修正，這給劑量驗證通過率帶來了影響，導(dǎo)致患者最終劑量可能低于計劃設(shè)計值。本研究擬通過測量一款熱塑膜固定底板對劑量驗證通過率的影響程度來評估這一問題，并提供一種修正方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

英國醫(yī)科達Precise 直線加速器，英國iBEAM evo 碳纖維治療床，荷蘭Philiphs CT 模擬定位機，英國XⅠO 4.80 計劃系統(tǒng)，德國Octavius 4D 模體，德國PTW1500 電離室探測器，北京中康聯(lián)醫(yī)療器械公司生產(chǎn)的QSDW型碳纖維熱塑膜固定底板。

1.2 入組病例資料

新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院2017年靜態(tài)調(diào)強患者近1 000例，為了能夠具有代表性，我們從中隨機選擇60例患者調(diào)強放射治療（ⅠMRT）計劃進行實驗，其中，男25例，女35例；平均年齡63歲；肺癌患者17例，食管癌10例，頭頸部腫瘤11例，盆腔腫瘤7例，其他15例。

射野機架角度在110°-180°-250°之間的定義為后入射野角度。按照后入射野數(shù)目所占總?cè)肷湟皵?shù)目比值升序，每10個病人為一組，共分為6組，6組后入射野數(shù)目所占總?cè)肷湟皵?shù)目比值平均值分別是第1組0.07、第2 組0.25、第3 組0.39、第4 組0.45、第5 組0.56、第6 組0.76，第6組平均后入射野數(shù)目占比最大。

1.3 劑量驗證

驗證測量是將所有ⅠMRT 計劃分對照組和實驗組兩次測量，對照組是將PTW1500 電離室矩陣和Octavius 4D 模體的組合體直接放置在加速器治療床上，并利用直線加速器激光引導(dǎo)裝置準確地將驗證組合體放置在床板左右方向床板中間位置，以及等中心位置。實驗組是將PTW1500 電離室矩陣和Octavius 4D 模體的組合體放置在碳纖維熱塑膜固定板上，再跟臨床治療一樣用卡條放置在機器治療床上，并利用激光燈引導(dǎo)裝置準確對驗證組合體擺位。

對照組與實驗組均在加速器QA模式下，調(diào)出用于實驗的ⅠMRT計劃，將每個計劃的射野按照實際角度（誤差≤0.2°）進行出束，利用自帶的VeriSoft軟件分析γ通過率，其中劑量偏差設(shè)置為3%，位移偏差設(shè)置為3 mm，閾值偏差為5 mm，計算為max dose of calculated volume。

1.4 對熱塑膜固定底板進行劑量修正

為了修正碳纖維固定底板對劑量的影響，論文采取手動勾畫的方式［12］。針對第6組，后入射野數(shù)目占比最高的一組10例患者ⅠMRT計劃，將碳纖維治療床板和碳纖維固定地板勾畫到皮膚輪廓以內(nèi)，讓碳纖維治療床板和固定底板參與計算，這樣就能從根源上對其影響進行修正。修正后，同樣分別在加速器治療床上和加了固定底板的加速器治療床上進行三維劑量驗證，并用γ分析法（3 mm/3%標準）進行分析。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 19.0 軟件進行配對t檢驗，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對照組與實驗組分別對60 例ⅠMRT 計劃進行劑量驗證

利用自帶VeriSoft 軟件，γ 分析方法中劑量偏差設(shè)置為3%，位移偏差設(shè)置為3 mm，閾值偏差為5 mm，計算方式為max dose of calculated volume，得到每一小組的三維劑量驗證γ 通過率平均值。利用SPSS 19.0軟件對后入射野數(shù)目占比最小的對照一組與實驗一組進行配對t檢驗，得出P值，以此類推，分別對剩下的對照5 個小組與實驗5 個小組進行配對樣本t檢驗，得出P值，得出數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 對照組與實驗組IMRT計劃γ通過率平均值t檢驗結(jié)果Tab.1 Results of t test on the average gamma passing rates of intensity-modulated radiotherapy plans in control and experimental groups

通過表1，我們可以得到：（1）除了后入射野數(shù)占比幾乎為0 的第1 組以外，后面5 組實驗組的平均γ通過率均小于對照組的平均γ 通過率；（2）后入射野數(shù)目占比為0.56 的實驗第5 組與對照第5 組配對樣本t檢驗，平均γ 通過率有統(tǒng)計學(xué)差異（t=2.566,P=0.030），這是因為受到了熱塑膜固定底板的影響。同理實驗第6組與對照第6組配對樣本t檢驗，平均γ通過率有顯著統(tǒng)計學(xué)差異（t=5.637,P=0.000）；（3）當ⅠMRT 計劃后射野數(shù)目占比≥0.56 時，熱塑膜固定底板對三維劑量驗證γ通過率影響有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2 固定底板劑量修正后ⅠMRT 計劃劑量驗證γ 通過率變化

為了解決熱塑膜固定底板對ⅠMRT 計劃三維劑量驗證γ 通過率有一定影響的問題，我們選擇影響最大的第6 組10 例ⅠMRT 計劃在計劃系統(tǒng)中，利用固定底板參與計算的方式對其進行劑量修正。

修正前后，通過將Octavius 4D劑量驗證系統(tǒng)分別對這10例ⅠMRT患者病例進行碳纖維加速器治療床及固定底板的共同影響下的三維劑量驗證，并利用Verisoft軟件，采用γ分析方法對劑量的驗證結(jié)果進行分析，γ通過率的劑量偏差設(shè)置為3%，位移偏差設(shè)置為3 mm，計算方法為max dose of calculated volume，得到相應(yīng)的γ通過率，所得數(shù)據(jù)通過使用Excel表格做統(tǒng)計和分析得出相應(yīng)的結(jié)果，如表2所示。

表2 碳纖維固定底板參與計算前后劑量驗證γ通過率對比表Tab.2 Comparison of gamma passing rate of dosimetric verification before and after the consideration of immobilization baseplate of carbon fiber

從表2 可知，修正前，在治療床和底板的共同影響下，這10 例ⅠMRT 計劃的三維劑量驗證γ 通過率平均值為89.1%，修正之后，平均值為94.9%，平均值增加5.8%，且最高在原來基礎(chǔ)上提升10.7%。我們將這兩組數(shù)據(jù)行配對樣本t檢驗，檢驗發(fā)現(xiàn)這兩組數(shù)據(jù)有顯著統(tǒng)計學(xué)差異（t=-5.769,P=0.000），這表明利用計劃系統(tǒng)使熱塑膜固定底板參與劑量計算的修正方法具有可行性。

3 討論

國內(nèi)外文獻當中，有一些討論固定裝置對劑量驗證通過率影響的文獻，其中Olson 等［13］報道采用Eclipse 治療計劃系統(tǒng)和AAA 算法，回顧性研究在VMAT治療中頭頸部固定裝置對射線的衰減情況。3家機構(gòu)對15 例不同頭頸部腫瘤患者進行回顧性評估，從每個患者在Eclipse 中的現(xiàn)有計劃中創(chuàng)建一個測試計劃，其在劑量計算中將固定裝置勾畫到輪廓之內(nèi)參與計算。使用劑量體積直方圖與原有未考慮固定裝置的計劃進行比較，該直方圖評估了最大劑量、接受95%處方劑量的PTV 百分比V95和100%的PTV 劑量D100。最大劑量差異計算范圍從0.3%到4.1%，原有計劃和試驗計劃的V95覆蓋率的絕對差異為0.4%～2.3%，D100的差異更具有統(tǒng)計學(xué)意義，報道的范圍為1.2%～71.4%，經(jīng)過對固定裝置進行修正后的計劃指標明顯低于原有計劃指標，這充分說明對固定裝置進行劑量修正的必要性。

AAPM 176 號報告［9］中，詳細地闡述了不同品牌和廠家的治療床頭及固定裝置對放療劑量的影響，尤其是當VMAT 技術(shù)逐漸取代ⅠMRT 技術(shù)后，導(dǎo)致后入射野傳遞更多的劑量，治療床頭及固定裝置對劑量的影響會更大，同時也指出放療過程中治療床頂部或固定裝置的劑量擾動經(jīng)常被忽略，與本文觀點一致。

Munjal 等［14］曾做過相關(guān)研究，指出大多數(shù)TPS只用于垂直射束入射衰減修正因子。而當射束斜入射時，底板、頭枕和其他固定裝置的衰減比垂直射束入射要大。斜入射束衰減的校正因子在大多數(shù)商用的治療計劃系統(tǒng)中都沒有配置。因此，對于需要在ⅠMRT 和3D-CRT 中進行多次的治療，如此高的劑量傳遞可能導(dǎo)致目標體積的劑量不足，需要在監(jiān)測單元計算中進行糾正。

Chen 等［15］和辜石勇等［16］研究表明，頭頸部固定裝置的衰減和建成效應(yīng)降低了鼻咽癌計劃靶量的劑量覆蓋率和平均劑量，導(dǎo)致皮膚劑量增加。在治療計劃和劑量計算中，固定裝置應(yīng)該勾畫在皮膚外輪廓以內(nèi)參與計算，以減少劑量衰減和增加皮膚劑量。該結(jié)論與本文應(yīng)對熱塑膜固定裝置進行劑量修正有類似之處。

柏正璐［17］利用二維矩陣，將機架打到180°，測量不同厚度的碳纖維底板對二維劑量驗證通過率的影響，表明碳纖維固定底板有一定的衰減能力。雖然有一定說服力，但是其沒有完全模擬實際情況。

本文從實際臨床角度出發(fā)，利用三維驗證系統(tǒng)，通過實驗的方法分析測量了固定底板對三維劑量驗證通過率的影響程度，并且對固定底板進行劑量修正，經(jīng)過劑量修正后的三維劑量驗證通過率有明顯提升，而且有統(tǒng)計學(xué)意義。如果放療患者采用熱塑膜固定裝置，有后入射照射野，但是卻不對熱塑膜固定底板進行劑量修正，這可能會導(dǎo)致患者最終接受劑量值低于設(shè)計值，給患者的腫瘤控制率帶來一定的影響，尤其對后入射野數(shù)占比較多的ⅠMRT 計劃和靶區(qū)劑量響應(yīng)梯度小的腫瘤影響程度可能會更大［18］。因此，在制定ⅠMRT 計劃時非常有必要對熱塑膜固定底板等固定裝置進行劑量修正。本文提供了一種簡便的方法：在勾畫靶區(qū)時將固定底板勾畫到皮膚以內(nèi)參與劑量計算，以達到對固定底板進行劑量修正的目的，希望能為廣大放療同行提供幫助。由于條件限制，只對一種固定底板做了研究，將市面上多數(shù)固定底板均納入研究是筆者努力的一個方向。