梅長(zhǎng)文,王 瑋,宮尚明,邵尚敏

(宣城市人民醫(yī)院,皖南醫(yī)學(xué)院附屬宣城醫(yī)院,安徽 宣城 242000)

調(diào)強(qiáng)放射治療(IMRT)通過(guò)多葉光柵(MLC)的不斷運(yùn)動(dòng),動(dòng)態(tài)調(diào)整射野內(nèi)各點(diǎn)的輸出劑量率,實(shí)現(xiàn)靶區(qū)劑量分布與靶體積在三維空間上的形狀一致[1-2]。頭頸部腫瘤放療時(shí)的靶區(qū)器官解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜,計(jì)劃的劑量分布高度適形,因此計(jì)劃執(zhí)行前的劑量驗(yàn)證測(cè)量成為確保治療準(zhǔn)確性的關(guān)鍵[3-4]。MatriXX二維電離室矩陣帶有角度傳感器,不僅可以行機(jī)架角度歸零的劑量驗(yàn)證,也可以行實(shí)際機(jī)架角度的劑量驗(yàn)證[5]。本文選取2021年4月—2022年4月治療的頭頸部腫瘤患者20 例,回顧性分析基于機(jī)架角度歸零多野合成和實(shí)際機(jī)架角度多野合成兩種驗(yàn)證方法在不同γ通過(guò)率分析標(biāo)準(zhǔn)下的差異,制訂符合本科室設(shè)備特點(diǎn)的劑量驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年4月—2022年4月收治的頭頸部腫瘤患者20 例,其中男18 例,女2 例,中位年齡64 歲;喉癌7 例,下咽癌5 例,舌癌4 例,鼻咽癌4 例。所有患者均采用頭頸肩熱塑膜固定,行增強(qiáng)模擬定位掃描,醫(yī)生按照國(guó)際輻射單位與測(cè)量委員會(huì)(ICRU) 83號(hào)報(bào)告要求勾畫(huà)靶區(qū)和危及器官。所有患者均采用動(dòng)態(tài)多葉光柵(dMLC)技術(shù)制作IMRT計(jì)劃,能量采用6MV X射線,計(jì)算網(wǎng)格為0.2 cm。治療機(jī)為醫(yī)科達(dá)(Elekta,Sweden)Synergy型醫(yī)用電子直線加速器,配備MLCi2機(jī)頭。

納入標(biāo)準(zhǔn):經(jīng)病理證實(shí)的頭頸部原發(fā)惡性腫瘤;放療靶區(qū)須包含頸部淋巴引流區(qū)。

排除標(biāo)準(zhǔn):合并有其他惡性腫瘤者;頭頸部轉(zhuǎn)移性癌者;僅行局部病灶放療者。

1.2 驗(yàn)證方法和結(jié)果分析

驗(yàn)證設(shè)備為IBA公司MatriXX二維電離室矩陣及該公司MiniPhantom模體,劑量驗(yàn)證測(cè)量和γ通過(guò)率分析軟件為IBA公司My QA(version:2018-001)。將患者IMRT計(jì)劃移植到驗(yàn)證模體的CT圖像,由Monaco治療計(jì)劃系統(tǒng)(TPS)分別計(jì)算機(jī)架角度歸零和實(shí)際機(jī)架角度下的劑量分布,計(jì)算完成后分別導(dǎo)出等中心層面多野合成的劑量分布文件,供后續(xù)分析γ通過(guò)率時(shí)使用。

首先對(duì)直線加速器和MatriXX進(jìn)行絕對(duì)劑量校準(zhǔn)。然后,按機(jī)架角度歸零的驗(yàn)證方法進(jìn)行劑量驗(yàn)證測(cè)量,得到角度歸零方法下的多野合成劑量分布結(jié)果。將角度傳感器接入MatriXX,按實(shí)際機(jī)架角度方法進(jìn)行劑量驗(yàn)證測(cè)量,得到實(shí)際角度方法下的多野合成劑量分布結(jié)果。將兩種驗(yàn)證方法下測(cè)量得到的劑量分布與Monaco計(jì)劃系統(tǒng)導(dǎo)出的等中心層面劑量分布進(jìn)行比較,采用2 mm/2%,2 mm/3%和3 mm/3%的γ通過(guò)率分析標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算不同驗(yàn)證方法下的γ通過(guò)率。γ通過(guò)率大于90%定為通過(guò)驗(yàn)證[6]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 20.0軟件對(duì)兩種劑量驗(yàn)證方法下采用不同分析標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的γ通過(guò)率結(jié)果進(jìn)行分析。首先,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),符合正態(tài)分布者應(yīng)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn),否則,使用Wilxocon符號(hào)秩和檢驗(yàn)。對(duì)同一種測(cè)量方法下不同分析標(biāo)準(zhǔn)的γ通過(guò)率結(jié)果應(yīng)用多個(gè)相關(guān)樣本Friedman檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

20 例頭頸部腫瘤患者IMRT計(jì)劃分別按機(jī)架角度歸零多野合成測(cè)量和實(shí)際機(jī)架角度多野合成測(cè)量,使用2 mm/2%,2 mm/3%,3 mm/3%三種分析標(biāo)準(zhǔn)得到的γ通過(guò)率見(jiàn)表1,并繪制箱形圖(見(jiàn)圖1)。頭頸部腫瘤患者兩種驗(yàn)證方法的TPS計(jì)算和實(shí)際測(cè)量的劑量分布對(duì)比見(jiàn)圖2。

圖1 2 mm/2%和2 mm/3%及3 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)下的γ通過(guò)率

(a):TPS計(jì)算的機(jī)架歸零多野合成的等中心層冠狀面劑量分布;(b):實(shí)際測(cè)量的機(jī)架歸零多野合成的劑量分布;(c):TPS計(jì)算的實(shí)際機(jī)架角度多野合成的等中心層冠狀面劑量分布;(d):實(shí)際測(cè)量的實(shí)際機(jī)架角度多野合成的劑量分布圖2 兩種驗(yàn)證方法下TPS計(jì)算和實(shí)際測(cè)量的劑量分布圖

表1 兩種驗(yàn)證方法下的γ通過(guò)率[M(M1,M2)] 單位:%

2.1 不同驗(yàn)證方法的比較

比較采用2 mm/2%,2 mm/3%和3 mm/3%分析標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的γ通過(guò)率,結(jié)果顯示,基于機(jī)架角度歸零多野合成驗(yàn)證方法的γ通過(guò)率均高于基于實(shí)際機(jī)架角度的γ通過(guò)率(P<0.05)。針對(duì)機(jī)架角度歸零多野合成驗(yàn)證方法的驗(yàn)證結(jié)果,使用2 mm/2%的分析標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)驗(yàn)證的計(jì)劃比例為70%(14/20),使用2 mm/3%的分析標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)的比例為95%(19/20),使用3 mm/3%的分析標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)的比例為100%(20/20)。采用實(shí)際機(jī)架角度多野合成的驗(yàn)證方法,通過(guò)驗(yàn)證的比例分別為30%(6/20),90%(18/20)和100%(20/20)。

2.2 不同分析標(biāo)準(zhǔn)的比較

針對(duì)機(jī)架角度歸零驗(yàn)證方法測(cè)量結(jié)果,使用2 mm/2%,2 mm/3%和3 mm/3%三種分析標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到γ通過(guò)率呈升高趨勢(shì),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。采用實(shí)際機(jī)架角度驗(yàn)證方法時(shí)也呈升高趨勢(shì)(P<0.05)。成對(duì)比較分析結(jié)果顯示,機(jī)架角度歸零的驗(yàn)證方法下2 mm/2%分析標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到的γ通過(guò)率與2 mm/3%,3 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)的γ通過(guò)率的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),2 mm/3%的γ通過(guò)率與3 mm/3%的差異也具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。針對(duì)實(shí)際機(jī)架角度驗(yàn)證方法下三種分析標(biāo)準(zhǔn)的事后成對(duì)比較結(jié)果顯示,三種γ通過(guò)率分析標(biāo)準(zhǔn)兩兩比較,差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

IMRT計(jì)劃的劑量驗(yàn)證是物理師日常質(zhì)控工作中的重要內(nèi)容[7],計(jì)劃的γ通過(guò)率不僅可以反映TPS計(jì)算劑量和實(shí)際照射劑量的差異,也可以反映加速器實(shí)際的機(jī)械精度和劑量準(zhǔn)確度及MLC執(zhí)行放療計(jì)劃時(shí)的到位精度等[8-10]。電離室探測(cè)器陣列操作簡(jiǎn)單、使用方便,是目前IMRT劑量驗(yàn)證廣泛使用的設(shè)備[11]。

采用MatriXX二維電離室陣列,配合角度傳感器,對(duì)20 例頭頸部腫瘤患者復(fù)雜靶區(qū)的放療計(jì)劃進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)量,分別使用2 mm/2%,2 mm/3%,3 mm/3%的分析標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算γ通過(guò)率。結(jié)果顯示,三種分析標(biāo)準(zhǔn)下基于實(shí)際機(jī)架角度多野合成驗(yàn)證測(cè)量的γ通過(guò)率結(jié)果均低于機(jī)架角度歸零的驗(yàn)證(P<0.05),與現(xiàn)有研究一致[12]。徐慶豐等[13]研究顯示,使用Synergy加速器,3 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)下實(shí)際角度驗(yàn)證的γ通過(guò)率比使用機(jī)架角度歸零驗(yàn)證方法的結(jié)果低,差異為2.8%,與本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果接近。筆者分析差異可能來(lái)自機(jī)架和準(zhǔn)直器到位準(zhǔn)確度和不同機(jī)架角度時(shí)重力條件對(duì)MLC到位精度的影響。計(jì)劃驗(yàn)證的γ通過(guò)率也與分析標(biāo)準(zhǔn)的選取緊密相關(guān),分析標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)苛,γ通過(guò)率越低[6],這與本研究的結(jié)果一致。本研究結(jié)果表明,無(wú)論選用何種驗(yàn)證方法進(jìn)行劑量測(cè)量,分析標(biāo)準(zhǔn)越嚴(yán)苛,γ通過(guò)率越低(P<0.05)。

機(jī)架角度歸零多野合成的驗(yàn)證測(cè)量結(jié)果僅可以反映治療計(jì)劃在零度時(shí)所有射野實(shí)際投照劑量疊加后的準(zhǔn)確性,不能反映每個(gè)治療野的劑量分布情況,更無(wú)法全面反映實(shí)際治療條件下的劑量分布[14]。因此,北美物理師學(xué)會(huì)TG 218號(hào)報(bào)告推薦使用實(shí)際角度合成測(cè)量的方式進(jìn)行劑量驗(yàn)證測(cè)量,并且采用2 mm/3%的分析標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行γ通過(guò)率計(jì)算[4]。本研究顯示,采用實(shí)際角度多野合成的測(cè)量方法、2 mm/3%的分析標(biāo)準(zhǔn),90%的頭頸部復(fù)雜靶區(qū)的患者IMRT計(jì)劃可以通過(guò)劑量驗(yàn)證。李成強(qiáng)等[15]和Crowe等[16]的研究顯示,γ通過(guò)率和治療部位、射野調(diào)制的復(fù)雜程度有關(guān),因此對(duì)于治療其他部位腫瘤的IMRT計(jì)劃,采用TG 218號(hào)報(bào)告推薦標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)證測(cè)量,通過(guò)計(jì)劃驗(yàn)證的比例將大于90%。對(duì)于不能通過(guò)實(shí)際機(jī)架角度多野合成測(cè)量、2 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃,應(yīng)分析未通過(guò)的點(diǎn)是否主要位于靶區(qū)或危及器官內(nèi),如果是則應(yīng)采用機(jī)架角度歸零測(cè)量、分野驗(yàn)證測(cè)量、2 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行γ通過(guò)率分析或調(diào)整放療計(jì)劃重新驗(yàn)證,直至滿意為止。

綜上所述,MatriXX兩種驗(yàn)證方法均可運(yùn)用于頭頸部腫瘤復(fù)雜靶區(qū)的調(diào)強(qiáng)計(jì)劃驗(yàn)證,實(shí)際機(jī)架角度多野合成的驗(yàn)證方法更符合真實(shí)照射時(shí)的情況,2 mm/3%的標(biāo)準(zhǔn)能更好地分析出實(shí)測(cè)的劑量分布與TPS計(jì)算的劑量分布之間的差異。通過(guò)實(shí)際角度多野合成測(cè)量、2 mm/3%標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行γ通過(guò)率分析,可以保證治療時(shí)的準(zhǔn)確性和患者的安全。