不規(guī)則射野的百分深度劑量計(jì)算

徐宜武，林益匡

寧德市醫(yī)院 放射治療科，福建 寧德352100

不規(guī)則射野的百分深度劑量計(jì)算

徐宜武，林益匡

寧德市醫(yī)院 放射治療科，福建 寧德352100

目的探討一種快捷、準(zhǔn)確地計(jì)算不規(guī)則野的百分深度劑量的方法。方法分別采用A、B、C、D 4種方法計(jì)算不規(guī)則射野特定深度的百分深度劑量，由此得到的處方劑量與實(shí)測(cè)劑量進(jìn)行比較。結(jié)果A方法平均誤差為3.67%，B方法平均誤差為0.47%，C方法對(duì)規(guī)則擋塊射野平均誤差為0.24%，對(duì)不規(guī)則擋塊射野的平均誤差為0.69%，D方法平均誤差為0.28%。結(jié)論B方法在不規(guī)則照射野的百分深度劑量計(jì)算中，誤差平均為0.47%，誤差范圍在±1%以內(nèi)，精確程度符合要求，便于標(biāo)準(zhǔn)化操作。

直線加速器；不規(guī)則照射野；百分深度劑量；放射治療

臨床上根據(jù)病變部位的形狀或保護(hù)重要器官等治療的需要，實(shí)施精確放療，即在機(jī)器規(guī)則野中加入射野擋塊形成不規(guī)則野進(jìn)行放射治療。這時(shí)臨床處方劑量計(jì)算精度的關(guān)鍵在于不規(guī)則野中心軸上的百分深度劑量(PDD)的計(jì)算。不規(guī)則射野的百分深度劑量計(jì)算的最通用、準(zhǔn)確的方法是采用原、散射線的計(jì)算方法[1-2]，出于簡(jiǎn)化問題的考慮，可以認(rèn)為體模中任意一點(diǎn)的劑量為原射線和散射線劑量貢獻(xiàn)之和[3-4]。散射劑量的計(jì)算比較復(fù)雜，比較經(jīng)典的計(jì)算方法是Clarkson扇形積分法[5]，但是它牽涉到很多參數(shù)的計(jì)算，使用很復(fù)雜，不適合日常手工計(jì)算。臨床上計(jì)算方法通常有直接查表法、有效面積周長(zhǎng)比法、Day氏法和矩形法。為提高臨床處方劑量的精度，選擇誤差小且使用簡(jiǎn)便的方法供臨床應(yīng)用，我們對(duì)上述4種方法分別進(jìn)行劑量計(jì)算，并對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。

1 材料與方法

1.1 樣本選擇方法

實(shí)驗(yàn)用樣本按不規(guī)則射野，是將規(guī)則擋塊射野和不規(guī)則擋塊射野分為兩類，分別用m、n表示；采用方形野，照射面積分別為5cm×5cm、10cm×10cm、15cm×15cm，選擇6個(gè)常見的不規(guī)則射野。

1.2 計(jì)算百分深度劑量的方法

（1）A方法：直接查表法。忽略遮擋因素，直接按方形野查表得PDD。

（2）B方法：有效面積周長(zhǎng)比法。把不規(guī)則照射野按有效面積周長(zhǎng)比換算成等效方形野，再查表得PDD；對(duì)圓形野，只要面積與某一方形野的近似相同，就可認(rèn)為等效[6]。

（3）C方法：Day氏法[7]。在不規(guī)則野計(jì)算點(diǎn)周圍建立起有效計(jì)算矩形或方形野。

（4）D方法：簡(jiǎn)稱矩形法。即在不規(guī)則野劑量計(jì)算點(diǎn)周圍建立近似矩形，包括近點(diǎn)周圍的開放射野和遠(yuǎn)離該點(diǎn)的遮擋部分。其矩形盡量使得射野被舍去部分的面積等于擋塊野被包進(jìn)去部分的面積。當(dāng)兩部分的面積近似相等時(shí)，意味著近似矩形野對(duì)計(jì)算點(diǎn)的散射貢獻(xiàn)與原射野相同，然后按Day法進(jìn)行計(jì)算。

表1 不規(guī)則射野實(shí)測(cè)劑量與4種由百分深度劑量計(jì)算處方劑量結(jié)果

表2 不規(guī)則射野實(shí)測(cè)劑量與4種由百分深度劑量計(jì)算處方劑量結(jié)果

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

按實(shí)驗(yàn)樣本要求制作3個(gè)規(guī)則擋塊的不規(guī)則射野和3個(gè)不規(guī)則擋塊的不規(guī)則射野，然后在西門子PRUMIS直線加速器6MV和15MV能量源皮距(SSD=100cm)的照射條件下，用max4000劑量?jī)x、電離室（能量響應(yīng)0.02）及二維水箱測(cè)量不規(guī)則射野等中心軸水下5cm處的吸收劑量。用上述4種計(jì)算百分深度劑量的方法計(jì)算出實(shí)驗(yàn)樣本的PDD，然后計(jì)算不規(guī)則野處方劑量。

2 結(jié)果

不規(guī)則射野的實(shí)測(cè)劑量與用4種百分深度劑量計(jì)算的處方劑量結(jié)果見表1、表2。我們以實(shí)際測(cè)量的結(jié)果作為標(biāo)準(zhǔn)，其他方法計(jì)算所得的結(jié)果與之相比，發(fā)現(xiàn)A方法的相對(duì)誤差為1.26%～6.90%，平均3.67%；B方法的相對(duì)誤差為-0.04%～1.06%,平均0.47%；C方法對(duì)規(guī)則擋塊射野的相對(duì)誤差為-0.01%～0.49%,平均0.24%；C方法對(duì)不規(guī)則擋塊射野的相對(duì)誤差為-0.05%～1.05%，平均誤差為0.69%；D方法的相對(duì)誤差為-0.11%～0.42%，平均0.28%。

3 討論

在臨床上,對(duì)腫瘤患者進(jìn)行放射治療時(shí),為盡可能使腫瘤組織受到高劑量射線的照射,同時(shí)要盡可能地保護(hù)重要器官和正常組織,我們經(jīng)常需應(yīng)用鉛擋塊來保護(hù)照射野內(nèi)的正常組織和重要器官。這樣在規(guī)則照射野中加入鉛擋塊,從而形成不規(guī)則照射野。擋塊不僅改變了射線的輸出量，也改變了體模中各個(gè)計(jì)算點(diǎn)的散射體積。射線輸出量的改變可以用穿射因子來校正，這樣影響PDD的主要因素就取決于散射體積。體模中任意一點(diǎn)的劑量由原射線(放射源的原始光子和一級(jí)準(zhǔn)直器、擋塊的散射光子)和體模的散射光子兩部分劑量組成。不規(guī)則野的原、散射線計(jì)算方法是計(jì)算不規(guī)則射野劑量分布的通用方法，涉及到多參數(shù)的計(jì)算，手算不方便。除斗篷、倒Y形射野和少數(shù)較復(fù)雜的射野的劑量計(jì)算用此法外，較常用的是D方法。

Day氏法本質(zhì)上也是將射線分成原射線和散射線分別計(jì)算，在不規(guī)則照射野劑量計(jì)算中，關(guān)鍵在于有效計(jì)算野的確定。我們研究的邊角擋塊，有形狀規(guī)則和不規(guī)則擋塊，規(guī)則擋塊射野用Day氏法[8]能夠建立兩個(gè)有效計(jì)算野，劑量計(jì)算時(shí)包括原射線和大部分散射線，計(jì)算精度與D法基本相同。但是對(duì)不規(guī)則擋塊射野，劑量計(jì)算不僅困難，且誤差大，限制了Day氏法的臨床應(yīng)用范圍。

直接查表法是按照規(guī)則照射野的數(shù)據(jù)直接查表得PDD,使用很方便，但是它沒有考慮增加擋塊后散射體積的減少,結(jié)果造成查表所得PDD值比不規(guī)則照射野實(shí)際值偏高，而且誤差隨擋塊體積增大而增大，從數(shù)學(xué)原理上也不成立,我們認(rèn)為不宜使用。

有效面積周長(zhǎng)比法考慮了增加擋塊后造成的散射體積減少，把實(shí)際的不規(guī)則照射野換算成等效方形野，計(jì)算精度與實(shí)際測(cè)量結(jié)果相比，誤差控制在1%以內(nèi)。它適用于任何形狀的不規(guī)則照射野,計(jì)算有效面積與周長(zhǎng)的比值,得到等效方形野的邊長(zhǎng),工作量D法相比很小，與Day氏法相比等效方形野可以很快計(jì)算得出，不存在因?yàn)閾鯄K不規(guī)則而不適計(jì)算的問題。因此,有效面積周長(zhǎng)比法既保證了計(jì)算精度，又方便實(shí)用，且便于標(biāo)準(zhǔn)化操作，我們認(rèn)為它是日常臨床處方劑量中計(jì)算百分深度劑量的最佳方法。

[1]Yi-min Hu,Hong-zhi Zhang,Jian-rong Dai,Radiation Oncology Physics[M].Beijing:Atomic Energy Press,1999:180-187.

[2]張紹剛.放射治療中常規(guī)劑量的測(cè)算(之二)—臨床處方劑量的計(jì)算[J].醫(yī)療裝備,2009,(5):1-10.

[3]MeredithWJ, Neary GJ.The production of isodose curves and calculation of energy absorption from standard depth dose data[J].Br J Radiol,1944,17(1):75-126.

[4]Cunningham JR.Scatter-air ratios[J].PhysMed Biol,1972,17(1):42-51.

[5]CLARKSON JR. A note on depth doses in fields of irregular shape[J].Br J Radiol,1941,14:265.

[6]BRJ. Central axis depth dose data for use in radiotherapy[J]. Br J Radiol Suppl,1983,(17):199-205.

[7]DAY M J. A note on the calculation of dose on X-ray field[J].Br J Radiol,1950,23:270.

[8]沈國(guó)輝,等.電子線靶區(qū)劑量計(jì)算軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2008,(7):16-18.

[9]金浩宇,呂慶文,等.一種計(jì)算不規(guī)則野的散射劑量的方法研究[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2005,(7):750-752.

Calculation of the Percentage Depth Dose for Irregular Beam Fields

XU Yi-wu, LIN Yi-kuang
Radiation Oncology Department, Ningde Hospital, Ningde Fujian 352100,China

R815

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.02.011

1674-1633(2011)02-0039-03

2010-09-14

2010-09-26

作者郵箱：zrxyw@yahoo.com.cn

Abstract:ObjectiveTo explore a rapid method of calculating an percentage depth dose for irregular beam fields.MethodsWorked out the percentage depth dose of irregular fields by means of A、B、C、D.Then compared the prescription doses and those measured.ResultsThe average error of the method A is 3.67%,the average error of the method B is 0.47%.For the method C,the average error of rules block radiation beam fields is 0.24%, the average error of irregular block radiation beam fields is 0.69%.The average error of the method D is 0.28%.ConclusionIn calculation of the percentage depth dose of iregular beam fields,the average error of the method B is 0.47%,it is less than ±1%.The method B is convenient for standardized operations and meets the accuracy demand.

Key words:linear accelerator; irregular field; percentage depth dose(PDD); radiotherapy