郭逸瀟 李亞洲 劉志強(qiáng) 繆國(guó)英 蔡宏懿

1（甘肅省人民醫(yī)院放療中心 蘭州730000）

2（中國(guó)科學(xué)院蘭州近代物理研究所生物醫(yī)學(xué)中心 蘭州730000）

利用各種影像引導(dǎo)設(shè)備，精準(zhǔn)放射治療技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了位置精準(zhǔn)基礎(chǔ)上的劑量精準(zhǔn)。然而，由于治療計(jì)劃的制定和實(shí)施過程仍然存在不同程度的系統(tǒng)和隨機(jī)誤差，為檢測(cè)患者治療計(jì)劃參數(shù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，確保治療在容許的誤差范圍內(nèi)傳輸計(jì)劃的劑量分布，容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（Volumetric modulated arc therapy，VMAT）和快速旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（Volumetric modulated arc therapy，RapidArc，即瓦里安醫(yī)療系統(tǒng)容積調(diào)強(qiáng)的商品名稱）技術(shù)在計(jì)劃用于病人治療前需進(jìn)行三維劑量驗(yàn)證［1-2］。目前常用的三維驗(yàn)證系統(tǒng)（如Delta4、ArcCheck 和COMPASS），利用計(jì)劃劑量擾動(dòng)法（Plan dose perturbation，PDP）能夠得到修正的3D 劑量分布［3-5］，而Octavius 驗(yàn)證系統(tǒng)三維劑量重建無需治療計(jì)劃系統(tǒng)（Treatment planning system，TPS）的數(shù)據(jù)，且消除了角度依賴，在模體γ 分析的基礎(chǔ)上，是否可實(shí)現(xiàn)此系統(tǒng)基于患者解剖結(jié)構(gòu)的治療前劑量驗(yàn)證，目前國(guó)內(nèi)尚未見報(bào)道。Octavius二維矩陣所使用探測(cè)器的類型、尺寸以及相鄰探測(cè)器之間的距離是保證其測(cè)量精度和分辨率的重要參數(shù)。常規(guī)的Oct729 矩陣由于單個(gè)電離室類型和尺寸限制，導(dǎo)致單位面積上探測(cè)器的個(gè)數(shù)非常有限，粗糙的分辨率和采樣過疏致使3D劑量重建過程會(huì)導(dǎo)致更多的錯(cuò)誤。而比Oct729 探頭數(shù)目更多和空間分辨率更高的Oct1500電離室矩陣可得到更精確的3D 劑量數(shù)據(jù)［6］。本研究采用Oct1500 矩陣對(duì)甘肅省人民醫(yī)院放療中心106例RapidArc計(jì)劃進(jìn)行驗(yàn)證并與Oct729 結(jié)果對(duì)比，探討此系統(tǒng)由平面測(cè)量劑量重建為3D劑量精度的影響因素和基于解剖結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的可行性。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

根 據(jù) AAPM （American Association of Physicists in Medicine）119號(hào)報(bào)告對(duì)調(diào)強(qiáng)放射治療測(cè)試基準(zhǔn)計(jì)劃的選取建議［7］，本研究依據(jù)靶區(qū)形狀、大小和位置及危及器官的不同，選取106例不同部位的RapidArc 計(jì)劃，其中31 例頭頸部為鼻咽癌計(jì)劃，36 例胸部為肺和食管單靶區(qū)，39 例盆腔計(jì)劃（包括多靶區(qū)宮頸癌計(jì)劃，直腸和前列腺同步加量計(jì)劃）。

1.2 加速器和計(jì)劃系統(tǒng)

Varian EDGE 直線加速器，6 MV X 射線，劑量率600 MU/min（Monitor unit/min）。所有計(jì)劃包括兩個(gè)或多個(gè)非零準(zhǔn)直器角度的圓弧或段弧，同時(shí)采用鉛門自動(dòng)跟隨技術(shù)，以更好地減少葉片間的漏射。Eclipse 13.6 計(jì)劃系統(tǒng)使用Photon Optimizer優(yōu)化算法（PO-13.6.23），最終劑量計(jì)算使用各向異性解析算法（AAA-13.6.23），算法計(jì)算函數(shù)為筆形束核函數(shù)，計(jì)算網(wǎng)格2.5 mm。計(jì)劃參數(shù)如表1所示。

表1 RapidArc計(jì)劃參數(shù)Table 1 RapidArc plan parameters

1.3 Octavius驗(yàn)證系統(tǒng)

Oct 驗(yàn)證系統(tǒng)的基本組成包括：Oct1500 和Oct729 矩陣、旋轉(zhuǎn)模體、傾角儀、控制單元和Verisoft 7.1 劑量分析軟件。Oct1500 電離室矩陣由1 405 個(gè)空氣電離室組成，單個(gè)電離室?guī)缀纬叽?.44 cm×0.44 cm×0.30 cm，電離室中心間距0.71 cm，可測(cè)量劑量率高達(dá)48 Gy/min，有效測(cè)量范圍27 cm×27 cm，與Oct729矩陣相比，電離室數(shù)量增加了近兩倍［8］。最上層是0.5 cm 的聚苯乙烯建成層，有效測(cè)量點(diǎn)位于電離室的中心。Oct729矩陣由729 個(gè)空氣電離室組成（尺寸：0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm），相鄰兩個(gè)電離室中心間距1 cm。模體的相對(duì)電子密度在Verisoft 劑量重建選項(xiàng)中設(shè)置為水等效（為1.016 g/cm3），相應(yīng)的TPS 劑量在旋轉(zhuǎn)模體的人工CT 數(shù)據(jù)上計(jì)算，僅包含一個(gè)直徑32 cm 的圓柱形輪廓，設(shè)置HU（Hounsfied unit）值16，則模體的相對(duì)電子密度為1.019g/cm3。

利用不同機(jī)架角度的測(cè)量劑量和源皮距（Sourceto-surface distance，SSD）85 cm 處4 cm×4 cm 到26 cm×26 cm 大小射野的百分深度劑量（Percentage depth dose，PDD）數(shù)據(jù)，Verisoft軟件通過線性插值得到整個(gè)模體內(nèi)的3D劑量分布。無需使用TPS 的劑量信息，重建算法流程如圖1所示［9-10］。

圖1 3D劑量重建流程圖Fig.1 3D dose reconstruction flow chart

對(duì)于RapidArc計(jì)劃，近110萬個(gè)劑量點(diǎn)通過這種方式重建，約需25 s。在此基礎(chǔ)上，將TPS計(jì)劃導(dǎo)入到Verisoft 軟件中運(yùn)用模體測(cè)量結(jié)果進(jìn)行患者CT影像的劑量重建。

1.4 電離室矩陣的校準(zhǔn)

與標(biāo)準(zhǔn)劑量比較的劑量校準(zhǔn)應(yīng)在每次測(cè)量前進(jìn)行，以便將探測(cè)器響應(yīng)和加速器輸出的變化因素并入劑量測(cè)量中。Oct1500和Oct729矩陣通過使用由TPS提供的期望值和因子Kcross（TPS計(jì)算值與矩陣面板中心電離室測(cè)量值的比值）對(duì)中心電離室進(jìn)行交叉校準(zhǔn)。方法：首先在TPS 做一個(gè)10 cm×10 cm大小射野的單野垂照計(jì)劃，處方劑量設(shè)為1 Gy，源皮距84 cm，計(jì)算完成后，讀取中心電離室跳數(shù)MU，此為期望值（Expected value=1 Gy）；然后在加速器輸入與TPS 相同的跳數(shù)進(jìn)行測(cè)量，Accept后得到因子Kcross，即完成對(duì)中心電離室的交叉校準(zhǔn)，這種標(biāo)定方式可同時(shí)校準(zhǔn)溫度、氣壓和能量依賴，以消除由加速器日常輸出波動(dòng)引起的任何測(cè)量劑量偏差。

1.5 驗(yàn)證與評(píng)估方法

與Oct729電離室矩陣不同的是，Oct1500矩陣可不進(jìn)行預(yù)熱照射［8］，連接好測(cè)量設(shè)備后調(diào)取驗(yàn)證計(jì)劃，以QA（Quality assurance）模式進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的采集。利用VeriSoft 7.1 對(duì)計(jì)算與實(shí)際測(cè)量的劑量在全局歸一方式下以3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm 和2%/1 mm 的 劑 量 偏 差（Dose difference， DD）/距 離 誤 差 （Distance to agreement，DTA）標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行3D體積通量的γ評(píng)估，閾值10%。此外對(duì)橫斷面（Transverse，T）、冠狀面（Coronal，C）和矢狀面（Sagittal，S）進(jìn)行評(píng)價(jià)，通過對(duì)比分析三個(gè)平面的3D γ 通過率來驗(yàn)證不同空間方位的劑量響應(yīng)是否存在差異。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 三個(gè)層面3D γ 指數(shù)分析結(jié)果

對(duì)三個(gè)層面γ 值分別做正態(tài)性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，除3%/3 mm 標(biāo)準(zhǔn)橫斷面γ 值不符合正態(tài)分布（雙側(cè)漸進(jìn)顯著性p=0.034）外，其余組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布（p＞0.05），方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果顯示，4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)下三組數(shù)據(jù)均符合方差齊性（p＞0.05）。橫斷面3D γ 值均高于其他兩個(gè)層面，更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致更低的γ平均值和更大的偏差，單因素方差分析表明除3%/2 mm外，其他標(biāo)準(zhǔn)下三個(gè)平面的γ值差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，如表2所示。

表2 三個(gè)層面的3D γ通過率Table 2 3D γ pass rates at three levels (%)

2.2 模體內(nèi)3D γ指數(shù)分析結(jié)果

對(duì)模體內(nèi)測(cè)量結(jié)果做正態(tài)性檢驗(yàn)，結(jié)果顯示，除3%/3 mm標(biāo)準(zhǔn)胸部計(jì)劃γ值不符合正態(tài)分布（雙側(cè)漸進(jìn)顯著性p=0.029）外，其余組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布（p＞0.05），方差齊性檢驗(yàn)結(jié)果證實(shí)均符合方差齊性條件（顯著性p＞0.05）。不同解剖部位的通過率如表3 所示，3%/3 mm 和3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)的3D γ值差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表3 整個(gè)模體內(nèi)的3D γ通過率Table 3 3D γ pass rates in the phontom (%)

2.3 Oct729與Oct1500結(jié)果的密度直方圖

任選不同部位36 例計(jì)劃用Oct729 矩陣測(cè)量后與Oct1500 進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如圖2 所示。將顯著性水平α設(shè)為0.05，則置信度為95%，得到3%/3 mm方式下Oct729 和Oct1500 的通過率均值為96.05%和99.05%，對(duì)應(yīng)的置信區(qū)間（Confidence interval，CI） 分 別 為［95.16， 96.93］% 和［98.53，99.58］%；3%/2 mm 均值是91.09%和96.78%，CI為［89.56，92.63］%和［95.57，97.99］%；2%/2 mm 均值是83.75%和91.49%，CI 為［81.41，86.09］%和［88.89，94.10］%；2%/1 mm 均值是70.86% 和79.9%， CI 為［67.68， 74.05］% 和［75.66，84.14］%。

圖2 Oct729 and Oct1500密度直方圖（彩色見網(wǎng)絡(luò)版）Fig.2 Density histogram of Oct729 and Oct1500(color online)

2.4 Oct729與Oct1500左右（LR）和槍靶（TG）方向曲線圖

任選一例宮頸計(jì)劃使用Matlab 軟件對(duì)兩個(gè)矩陣左右和槍靶方向103個(gè)測(cè)量點(diǎn)劑量與計(jì)算值進(jìn)行擬合對(duì)比（3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)），見圖3（c）、（d）、（e）和（f），受限于探測(cè)器面板的尺寸測(cè)量點(diǎn)數(shù)少于計(jì)算點(diǎn)數(shù)，可看出Oct1500的測(cè)量與計(jì)算曲線吻合更好。圖3（a）和（b）是測(cè)量與計(jì)算劑量分布疊加圖，藍(lán)色區(qū)域代表不符合γ標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量點(diǎn)，黃色靶區(qū)內(nèi)失敗點(diǎn)分散，且Oct729 矩陣測(cè)量失敗點(diǎn)數(shù)更多。

圖3 Oct729與Oct1500劑量分布對(duì)比線剖面圖：(a)Oct729測(cè)量和計(jì)算的橫斷面劑量分布圖；(b)Oct1500測(cè)量和計(jì)算的橫斷面劑量分布圖；(c)通過Oct729矩陣等中心左右方向測(cè)量與計(jì)算擬合圖；(d)通過Oct1500矩陣等中心左右方向測(cè)量與計(jì)算擬合圖；(e)通過Oct729矩陣等中心槍靶方向測(cè)量與計(jì)算擬合圖；(f)通過Oct1500矩陣等中心槍靶方向測(cè)量與計(jì)算擬合圖（彩圖見網(wǎng)絡(luò)版）Fig.3 Dose line profiles for Oct729與Oct1500:(a)transversal dose profile measured and calculated by Oct729;(b)transversal dose profile measured and calculated by Oct1500;(c)the fitting diagram for measure and calculation via left and right direction of Oct729;(d)the fitting diagram for measure and calculation via left and right direction of Oct1500;(e)the fitting diagram for measure and calculation via gun and target direction of Oct729;(f)the fitting diagram for measure and calculation via gun and target direction of Oct1500（color online）

2.5 通過率箱圖分析

圖4 為全局歸一方式下滿足3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)的106個(gè)計(jì)劃，整個(gè)模體內(nèi)平均通過率在95%以上。

圖4 106個(gè)病人整個(gè)模體內(nèi)3%/2mm標(biāo)準(zhǔn)的通過率Fig.4 Pass rate of 3%/2 mm for 106 patients in the phantom

2.6 一鼻咽計(jì)劃驗(yàn)證失敗的點(diǎn)（γ＞1）在模體和解剖結(jié)構(gòu)的位置

由圖5 可見，γ＞1 的點(diǎn)主要是冷點(diǎn)（藍(lán)色區(qū)域），大多出現(xiàn)在計(jì)劃靶區(qū)邊緣高劑量梯度區(qū)域和低劑量區(qū)，表明這些區(qū)域的劑量測(cè)量值低于計(jì)算值。矢狀面視圖低劑量區(qū)出現(xiàn)小范圍的熱點(diǎn)（紅色區(qū)域），表明測(cè)量值高于計(jì)算值。

圖5 γ＞1的點(diǎn)（藍(lán)色和紅色）在模體和病人解剖結(jié)構(gòu)上的分布圖：(a)模體橫斷面；(b)模體冠狀面；(c)模體矢狀面；(d)病人橫斷面；(e)病人冠狀面；(f)病人矢狀面（彩色見網(wǎng)絡(luò)版）Fig.5 Graphical representation of the γ＞1 points(in blue and red)in the phantom and patient:(a)transversal phantom;(b)coronal phantom;(c)sagittal phantom;(d)transversal patient;(e)coronal patient,and(f)sagittal patient(color online)

3 討論

放射治療計(jì)劃QA的主要目標(biāo)是獲取反映計(jì)算劑量分布與“實(shí)際”劑量分布之間的臨床相關(guān)差異。在QA 過程中，“真實(shí)”劑量由測(cè)量值表示。首先，醫(yī)學(xué)物理師需了解自己使用的測(cè)量系統(tǒng)及分析軟件的準(zhǔn)確性和局限性。根據(jù)廠家的數(shù)據(jù)傾角儀和旋轉(zhuǎn)單元存在(±1)°的固有容差，Octavius系統(tǒng)依賴傾角儀的精度來確定探測(cè)器總是垂直于射線束，這將造成機(jī)架和探測(cè)器矩陣不完全垂直的狀態(tài)，以及傾角儀傳輸機(jī)架角度微小的誤差，此誤差作為系統(tǒng)誤差被引入每位患者治療計(jì)劃測(cè)量劑量分析中。Verisoft 劑量分析軟件在進(jìn)行解剖結(jié)構(gòu)劑量重建過程中有時(shí)會(huì)出現(xiàn)等中心位置偏移的情況，因此在分析驗(yàn)證結(jié)果前應(yīng)檢查CT影像等中心位置是否和模體的一致。此外，使用第三方計(jì)算軟件重建劑量分布驗(yàn)證TPS 結(jié)果，應(yīng)該先對(duì)該軟件進(jìn)行測(cè)試，確定其精度不差于待驗(yàn)證計(jì)劃的TPS。其次，應(yīng)該對(duì)測(cè)量過程可能引入的誤差有所了解，如MLC 葉片位置誤差和走位精度誤差、機(jī)架旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性、射野穩(wěn)定性、劑量率偏差等，這些主要作為隨機(jī)誤差。再次，不同計(jì)劃系統(tǒng)所使用的劑量計(jì)算模型存在一定的誤差，Eclipse 計(jì)劃系統(tǒng)AAA 算法是三維的筆型束卷積疊加算法，該模型的建立考慮了原射線、電子線污染及準(zhǔn)直器散射影響，對(duì)不均勻介質(zhì)中的劑量計(jì)算能進(jìn)行更準(zhǔn)確修正。相關(guān)研究表明，AAA 算法相對(duì)于以往光子筆型束卷積算法更接近實(shí)際測(cè)量值，是一種更精確的算法，但會(huì)低估肺受量，在有空腔（如肺組織）存在的情況下TPS 計(jì)算誤差甚至可達(dá)基礎(chǔ)誤差的3～5倍［11-13］。本研究對(duì)于頭頸和盆腔所選計(jì)劃均為多靶區(qū)，存在劑量梯度子野優(yōu)化相對(duì)復(fù)雜，劑量計(jì)算誤差也會(huì)相對(duì)增加，TG 218 報(bào)告指出在弧形出束期間，通過率隨MU與每部分劑量比率的增加而降低，這表明復(fù)雜靶區(qū)所致的高度調(diào)制計(jì)劃具有稍微較差的QA結(jié)果［14-15］，本實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果也證明了這一點(diǎn)，由此推斷AAA 算法受計(jì)劃復(fù)雜程度引起的劑量計(jì)算誤差高于空腔存在時(shí)的誤差。此外，治療計(jì)劃系統(tǒng)存在不同程度的優(yōu)化和計(jì)算隨機(jī)誤差，個(gè)別計(jì)劃首次驗(yàn)證通過率較低不能執(zhí)行，經(jīng)重新優(yōu)化計(jì)算后再次測(cè)量通過率提高了。調(diào)強(qiáng)計(jì)劃質(zhì)量保證結(jié)果是各種不確定誤差之間的復(fù)雜相互作用，有時(shí)會(huì)觀察到同一計(jì)劃經(jīng)多次驗(yàn)證，但γ通過率的差異比較大，特別是對(duì)于2%/1 mm、1%/1 mm 更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，難以找出同一驗(yàn)證計(jì)劃兩次測(cè)量γ 通過率不一致的確切原因［16］。對(duì)此，本研究選取4 例通過率在93%～95%（3%/2 mm）的計(jì)劃間隔一周重復(fù)測(cè)量，發(fā)現(xiàn)第二次測(cè)量時(shí)通過率均有1%～2%的增加，反復(fù)確認(rèn)驗(yàn)證系統(tǒng)擺位均無明顯差錯(cuò)，引起通過率差異的原因應(yīng)該主要來自測(cè)量過程（一是加速器出束時(shí)的機(jī)械誤差、劑量率不穩(wěn)定等，二是劑量插值重建過程中的誤差，三是電離室矩陣對(duì)不同射野大小和劑量率的響應(yīng)等），但具體原因不明。因此采用γ通過率作為評(píng)判治療計(jì)劃是否能執(zhí)行具有一定的局限性，需要結(jié)合具體治療部位和存在的危及器官進(jìn)一步分析驗(yàn)證不通過的具體區(qū)域及其相關(guān)臨床意義。

對(duì)三個(gè)層面的γ 通過率，單因素ANOVA 分析表明，除3%/2 mm外，其他標(biāo)準(zhǔn)下三個(gè)平面的γ值差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，組間比較發(fā)現(xiàn)只有3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)下橫斷面和冠狀面、橫斷面和矢狀面之間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因此讀者在使用時(shí)可任選感興趣層面進(jìn)行γ 值分析。對(duì)臨床常用的3%/3 mm 和3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)，不同部位不同復(fù)雜程度的計(jì)劃通過率差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明Verisoft 軟件將Oct1500 測(cè)量劑量重建為3D 劑量的精度在較寬松的劑量差異標(biāo)準(zhǔn)下受計(jì)劃復(fù)雜程度和劑量梯度陡峭程度影響不大。進(jìn)一步降低劑量差異到2%，頭頸和盆腔復(fù)雜靶區(qū)的通過率明顯降低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明Octavius系統(tǒng)由測(cè)量的平面劑量重建為3D劑量的精度可能依賴于治療計(jì)劃的復(fù)雜程度和劑量梯度的陡峭程度。對(duì)3%的劑量誤差，當(dāng)距離誤差標(biāo)準(zhǔn)由3 mm 降為2 mm時(shí)，三個(gè)部位平均γ值降低≤3.25%，說明較寬松的劑量差異標(biāo)準(zhǔn)下，降低距離一致性標(biāo)準(zhǔn)對(duì)γ通過率影響不大。對(duì)2 mm的距離誤差標(biāo)準(zhǔn)，劑量差異標(biāo)準(zhǔn)由3%降為2%時(shí)，三個(gè)部位平均γ 值降低在9.75%以內(nèi)，說明較嚴(yán)格的距離誤差標(biāo)準(zhǔn)下，降低劑量差異標(biāo)準(zhǔn)對(duì)γ 通過率影響較明顯。對(duì)更嚴(yán)格的2%/2 mm和2%/1 mm標(biāo)準(zhǔn)，所有計(jì)劃的通過率降低更顯著且偏差更大。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)由3%/3 mm 降到3%/2 mm時(shí)引起所有計(jì)劃γ通過率的下降，這一現(xiàn)象在Oct729 系統(tǒng)中同樣被觀察到，這表明在常規(guī)的病人QA 中需要將DTA 設(shè)置為2 mm 的標(biāo)準(zhǔn)。依據(jù)TG 218報(bào)告3%/2 mm通過率95%的標(biāo)準(zhǔn)（閾值10%），使用Oct1500 系統(tǒng)在本工作中獲得的平均γ值均高于95%，最低γ值為85.8%（15例γ值低于95%），具有一定的錯(cuò)誤計(jì)劃?rùn)z出率。目前二維平面劑量驗(yàn)證以膠片測(cè)量結(jié)果為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于三維體積劑量分析，各廠家采用不同的工具和插值重建算法，各有優(yōu)缺點(diǎn)。

本研究結(jié)果顯示：使用Oct1500測(cè)量劑量重建的3D 劑量與計(jì)劃劑量吻合度明顯高于Oct729 方式，與報(bào)道的結(jié)果類似［8，17-18］，這是由于其改進(jìn)的分辨率和探測(cè)器數(shù)目及探測(cè)器棋盤式設(shè)計(jì)提高了劑量重建的精度，表明Octavius 系統(tǒng)重建3D 劑量的精度還可能依賴于電離室矩陣空間分辨率。此外，依據(jù)γ評(píng)估方法的計(jì)算公式可知，參考矩陣分辨率越高，在計(jì)劃系統(tǒng)導(dǎo)出的平面或體積劑量上，更容易在給定距離偏差范圍內(nèi)搜索到小于給定劑量偏差的點(diǎn)，導(dǎo)致其通過率較高［19］。Van Esch等［8］的研究表明新的Oct1500 二維矩陣顯示出與729 和Oct729（729 電離室矩陣的升級(jí)版，用于容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)的劑量驗(yàn)證）同樣良好的劑量測(cè)定性能之外還具有其他優(yōu)勢(shì)：一是擁有近兩倍于729和Oct729 的探測(cè)器數(shù)目和探測(cè)器棋盤式設(shè)計(jì)；二是Oct1500具有更好的電子電路保護(hù)，能進(jìn)行更高劑量率的測(cè)量，且具有更快的讀出時(shí)間（100 ms），而且無論測(cè)量前是否進(jìn)行過預(yù)熱或數(shù)分鐘未使用，Oct1500均顯示出好的測(cè)量重復(fù)性和穩(wěn)定性，而對(duì)于729和Oct729矩陣，預(yù)熱對(duì)于確保探測(cè)器充分響應(yīng)是必需的，在機(jī)器超過5 min 沒有使用的情況下，探測(cè)器就會(huì)冷卻，這時(shí)需再次預(yù)熱才能進(jìn)行測(cè)量。Bruschi等［17］利用旋轉(zhuǎn)模體和三種不同分辨率的矩陣（Oct729/Oct1500/SRS1000）重建三維劑量，對(duì)比測(cè)量設(shè)備分辨率在立體定向體部放射治療（Stereotactic body radiotherapy，SBRT）病例中對(duì)劑量驗(yàn)證精度的影響，結(jié)果顯示矩陣分辨率可顯著影響SBRT 治療前劑量驗(yàn)證結(jié)果。Van Esch等［8］和Stelljes 等［18］通過Verisoft 軟件提供的四步測(cè)量法獲取更高分辨率的測(cè)量結(jié)果，通過合并多個(gè)測(cè)量值以增加劑量分布與電離室敏感區(qū)域覆蓋范圍的方式可增加空間采樣頻率，從而提高劑量驗(yàn)證精度。同時(shí)也證明Oct1500 矩陣的劑量穩(wěn)定性、線性和脈沖依賴性分別小于±0.20%、±0.58%和±1.00%。國(guó)內(nèi)也見多篇文獻(xiàn)報(bào)道Octavius驗(yàn)證系統(tǒng)能滿足臨床多病種旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃和HalcyonTM治療計(jì)劃劑量驗(yàn)證要求，可行性值得認(rèn)可［20-22］。

對(duì)比106個(gè)計(jì)劃Max.dose方式下滿足3%/2 mm標(biāo)準(zhǔn)的整個(gè)模體內(nèi)3D γ 通過率，發(fā)現(xiàn)有15 個(gè)計(jì)劃的通過率低于95%。對(duì)此分別驗(yàn)證了每個(gè)弧，發(fā)現(xiàn)6例計(jì)劃單弧驗(yàn)證通過率都高于95%，而合成弧低于95%，說明各個(gè)弧不通過體素γ 指數(shù)誤差放大，5例單弧通過率均低于合成弧，說明出現(xiàn)誤差抵消的情況，4例一個(gè)弧通過率高于合成弧，另一個(gè)弧通過率低于整體通過率。對(duì)這三種情況，除了分析γ 指數(shù)及通過率還應(yīng)分析其區(qū)域分布、最大值、平均值、最小值、中位數(shù)、γ 值超過1.5 所占的比例和直方圖。通過率低于90%的5個(gè)計(jì)劃，通過將患者計(jì)劃從TPS導(dǎo)出以Dicom格式導(dǎo)入Verisoft 7.1軟件在CT 影像觀察不通過點(diǎn)的具體位置，發(fā)現(xiàn)4個(gè)計(jì)劃靶區(qū)和臨近的危及器官內(nèi)出現(xiàn)范圍較廣的劑量冷點(diǎn)和熱點(diǎn)，對(duì)這4 個(gè)計(jì)劃重新進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

綜上所述，Octavius系統(tǒng)由測(cè)量的平面劑量重建為3D劑量的精度可能依賴于治療計(jì)劃的復(fù)雜程度、劑量梯度的陡峭程度及電離室矩陣空間分辨率。調(diào)強(qiáng)治療計(jì)劃的QA結(jié)果主要受計(jì)劃系統(tǒng)和測(cè)量過程系統(tǒng)與隨機(jī)誤差的影響，在計(jì)劃系統(tǒng)和加速器調(diào)試驗(yàn)收時(shí)應(yīng)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試以督促減少系統(tǒng)誤差，同時(shí)做好日常設(shè)備質(zhì)控減少隨機(jī)誤差。對(duì)于常規(guī)的旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)治療，可將通過率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為3%/2 mm通過率95%（閾值10%），但使用此套設(shè)備進(jìn)行SBRT 和立體消融體部放射治療（Stereotactic ablative radiotherapy，SABR）及立體定向放射外科治療（Stereotactic radiosurgery，SRS）時(shí)，建議將通過率標(biāo)準(zhǔn)設(shè)為2%/2 mm 通過率95%（閾值10%）以增加測(cè)量不確定度。通過率低的RapidArc計(jì)劃可實(shí)現(xiàn)基于CT影像的不通過點(diǎn)分析，但不能得到計(jì)算和測(cè)量之間定量的差異，下一步工作將通過此系統(tǒng)對(duì)計(jì)劃和執(zhí)行差錯(cuò)檢出能力的探究評(píng)估出現(xiàn)的差錯(cuò)對(duì)患者實(shí)際接收到劑量的影響程度，對(duì)比計(jì)劃和測(cè)量劑量體積直方圖（Dose volume histogram，DVH）差異的臨床意義及Octavius 驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量重建的劑量信息是否能真實(shí)反映實(shí)際情況。

致謝感謝中山大學(xué)腫瘤防治中心鄧小武教授對(duì)于本文撰寫和研究思路所給予的關(guān)鍵性指導(dǎo)。