常規(guī)分割非均整模式部分弧旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量驗(yàn)證的分析

郭逸瀟 胡金炎 李洋 王寧 繆國(guó)英 李波

1（甘肅省人民醫(yī)院 蘭州 730000）

2（鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 鄭州 450052）

3（濰坊市人民醫(yī)院 濰坊 261000）

4（蘭州大學(xué)第一醫(yī)院 蘭州 730000）

非均整（Flatting filter free，F(xiàn)FF）能量模式已在立體定向體部放射治療（Stereotactic body radiotherapy，SBRT）和立體定向放射外科治療（Stereotactic radiosurgery，SRS）取得一定的治療成果。常規(guī)靶區(qū)（如胸腺、肝臟、乳腺等）貼近表皮和偏向一側(cè)的腫瘤及食管癌和部分轉(zhuǎn)移瘤靶區(qū)也可采用FFF模式進(jìn)行多段部分弧計(jì)劃設(shè)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已有多項(xiàng)研究對(duì)其進(jìn)行劑量學(xué)評(píng)估［1-3］，特點(diǎn)為：與均整模式（FF）的容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療（Volumetric modulated arc therapy，VMAT）計(jì)劃相比，F(xiàn)FF 模式能降低危及器官（Organs at risk，OARs） 的超量風(fēng)險(xiǎn)， 需更多的機(jī)器跳數(shù)（Monitor Unite，MU）來(lái)滿足相同的靶區(qū)覆蓋，但其高劑量率特點(diǎn)使計(jì)劃執(zhí)行效率更高。Ma等［4］通過(guò)理論模型計(jì)算分析了698 個(gè)前列腺和17 個(gè)頭頸調(diào)強(qiáng)放射治療（Intensity modulated radiation therapy， IMRT）通量圖，發(fā)現(xiàn)FFF 模式6 MV 和10 MV 能量的X 射線出束時(shí)間最短。由此得出結(jié)論：考慮到傳輸效率，未來(lái)可能最終在所有的直線加速器機(jī)頭設(shè)計(jì)中去除均整能量模式。

FFF模式劑量學(xué)特性決定了部分常規(guī)質(zhì)量保證（Quality assurance，QA）設(shè)備并不適用于其劑量測(cè)量，例如Varian aSi-500 和aSi-1000 EPID 對(duì)于高劑量率FFF 計(jì)劃驗(yàn)證會(huì)出現(xiàn)劑量飽和效應(yīng)，而新型 aSi-1200 EPID 配備DMI （Digital magavolt imager）可支持FFF計(jì)劃劑量測(cè)量，在任何射線源到探測(cè)板距離（Source-imager distance，SID）處測(cè)量劑量均不會(huì)出現(xiàn)飽和效應(yīng)，同時(shí)增加了背散射屏蔽層以減少來(lái)自支撐臂的背向散射［5-7］。本研究采用aSi-1200 EPID對(duì)甘肅省人民醫(yī)院50例不同解剖部位常規(guī)分割FFF RapidArc（VMAT的瓦里安版本，由Karl Otto 于2008 年開發(fā)，利用劑量Painting技術(shù)增加靶區(qū)的分次劑量［8］）部分弧治療計(jì)劃進(jìn)行驗(yàn)證，并使用PTW Octavius 729電離室矩陣復(fù)測(cè)，探究?jī)煞N軟件計(jì)算的γ 通過(guò)率對(duì)TPS（Treatment planning system）中MLC模型參數(shù)變化的響應(yīng)。由于EPID 提供了高分辨率測(cè)量，與使用稀疏探測(cè)器陣列可能產(chǎn)生的欠采樣效應(yīng)進(jìn)行比較，分析兩者在FFF模式使用中的適用性和局限性。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備和計(jì)劃系統(tǒng)

Varian EDGE 直線加速器，6 MV FFF 射線，劑量率800 MU/min 或1 200 MU/min，兩個(gè)或多個(gè)非零準(zhǔn)直器角度的部分弧照射靶區(qū)。Eclipse 13.6計(jì)劃系統(tǒng)， 使用光子優(yōu)化算法（Photon optimization algorithm，PO）生成一系列控制點(diǎn)定義MLC葉片的位置、機(jī)架角度及MU。

1.2 aSi-1200 EPID Portal Dosimetry（PD）驗(yàn)證

aSi-1200 EPID 有效測(cè)量面積43 cm×43 cm，探測(cè)器個(gè)數(shù)1 280×1 280，分辨率0.336 mm［5］，圖像刻度為1 CU（Calibration unit）對(duì)應(yīng)于100 MU（SID=100 cm，10 cm×10 cm）。使用前進(jìn)行6 MV FFF能量的劑量校準(zhǔn)，包括暗野、泛野、像素和射線束輪廓校準(zhǔn)，最后是劑量歸一以得到新的劑量校準(zhǔn)因子。

1.3 Octavius 驗(yàn)證系統(tǒng)

主要包括新升級(jí)的Octavius 729 電離室探測(cè)器、旋轉(zhuǎn)模體和Verisoft 7.1劑量分析軟件。此探測(cè)器由729 個(gè)空氣電離室組成（0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm），相鄰電離室中心間距1.0 cm。旋轉(zhuǎn)模體直徑32.0 cm、長(zhǎng)度34.3 cm，TPS 和Verisoft 軟件均設(shè)置相對(duì)電子密度為1.016 g/cm3，相當(dāng)于水模體，30.0 cm×30.0 cm×2.2 cm 大小的中心腔用于插入探測(cè)器，模體的基部包含一個(gè)半環(huán)狀氣隙以糾正當(dāng)輻射野從后面入射時(shí)電離室陣列固有的響應(yīng)不足。

1.4 測(cè)試和校準(zhǔn)

1.4.1 aSi-1200 EPID背散射屏蔽層測(cè)試

測(cè)試了Varian EDGE 和Halcyon 加速器EPID板的背散射屏蔽層效果，兩者所用材料相同，只是尺寸不同。分別獲取2 cm×2 cm、4 cm×4 cm、6 cm×6 cm、8 cm×8 cm、10 cm×10 cm、15 cm×15 cm 和20 cm×20 cm 方野的通量圖，比較通過(guò)中心軸Crossline 和Inline 的CU 值輪廓，圖1 為測(cè)量通量圖的平面。測(cè)試方野的PD 計(jì)劃生成方式：新建30 cm×30 cm的水模體，設(shè)計(jì)不同大小射野的適形計(jì)劃，處方100 cGy，MU輸入100，添加新野中野，拖動(dòng)新射野鉛門外2～3 cm 位置處的一根葉片往外移動(dòng)距離大于2 mm，然后將相對(duì)的葉片拖動(dòng)至閉合進(jìn)行多葉光欄的驗(yàn)證，圖2為野中野多葉光欄的驗(yàn)證。使用預(yù)設(shè)值計(jì)算體積劑量，最后合并子野生成具有動(dòng)態(tài)MLC 的可用于創(chuàng)建PD 的計(jì)劃。假定屏蔽性能良好的情況下，兩個(gè)方向曲線圖應(yīng)該近似完全重合且正負(fù)離軸位置對(duì)稱。

圖1 測(cè)量通量圖的Crossline和Inline平面Fig.1 Crossline and inline for measured dose image

圖2 野中野多葉光欄的驗(yàn)證Fig.2 Verification of MLC for field in field

1.4.2 劑量率響應(yīng)測(cè)試

為驗(yàn)證不同劑量率對(duì)PD測(cè)量結(jié)果的影響，獲取10 cm×10 cm大小射野在400 MU/min、800 MU/min和1 200 MU/min 的通量圖，比較通過(guò)中心軸Crossline 的CU值。

1.5 驗(yàn)證與評(píng)估方法

選取50例FFF部分弧計(jì)劃，其中24例左/右術(shù)后乳腺癌靶區(qū)，11例食管和胸腺瘤靶區(qū)，7例肝癌靶區(qū)，8 例轉(zhuǎn)移瘤靶區(qū)。校準(zhǔn)完成后伸出EPID 探測(cè)板至SID=100 cm 處獲取各射野通量，并得到合并結(jié)果，使用改進(jìn)的γ方法（相當(dāng)于全局歸一）在3%/3 mm、3%/2 mm 和2%/2 mm 的標(biāo)準(zhǔn)下評(píng)估，閾值TH5、TH10和TH20，表示只有劑量超過(guò)最大劑量5%、10%和20%的點(diǎn)才會(huì)在γ 分析中予以考慮。對(duì)于Octavius方式，選擇冠狀面在全局歸一方式下以相同的標(biāo)準(zhǔn)行2D γ 通過(guò)率分析，均使用絕對(duì)劑量評(píng)估方式，Verisoft軟件可對(duì)冠狀面進(jìn)行2D和3D γ 通過(guò)率分析，與2D 不同的是，3D 考慮了空間相鄰層面對(duì)等中心測(cè)量平面的劑量影響。將TPS 的計(jì)劃信息以Dicom 格式導(dǎo)入Verisoft 軟件，使用測(cè)量的平面劑量重建DVH，對(duì)于729 矩陣測(cè)得γ 通過(guò)率較低的計(jì)劃使用Octavius 1500 矩陣復(fù)測(cè)。重建和計(jì)算DVH 的百分劑量差異表示為DD（%），用公式（1）計(jì)算，Dmeasure和DTPS分別代表測(cè)量重建和計(jì)算劑量。

1.6 評(píng)估兩種劑量分析軟件對(duì)MLC 模型參數(shù)變化的γ通過(guò)率響應(yīng)

任選一個(gè)計(jì)劃，通過(guò)改變TF（預(yù)設(shè)值由0.012% 分別調(diào)整為0.013%、0.014%、0.015%、0.016%、0.017%、0.018%、0.019%和0.020%，增幅10.17% ～69.49%）和DLG（預(yù)設(shè)值由0.09 cm分別調(diào)整為0.10 cm、0.11 cm、0.12 cm、0.13 cm、0.14 cm、0.15 cm、0.16 cm 和0.17 cm， 增幅9.89%～86.80%）。共創(chuàng)建80 個(gè)修正計(jì)劃，重新計(jì)算劑量后生成驗(yàn)證計(jì)劃，將這兩個(gè)參數(shù)調(diào)整前得到的γ 通過(guò)率作為基準(zhǔn)值，將無(wú)誤差計(jì)劃的測(cè)量劑量與修正的計(jì)算劑量進(jìn)行γ通過(guò)率分析，并與基準(zhǔn)值比較（3%/2 mm標(biāo)準(zhǔn)，TH10）。旨在測(cè)試這兩種劑量分析軟件提供適當(dāng)γ 評(píng)估的能力。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS 19.5軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，首先進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)（Kolmogorov-Smirnov 檢驗(yàn)），若各組均滿足正態(tài)性則采用xˉ±s描述，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較；否則采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）描述，Mann-Whitney U 秩和檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。圖表使用Origin 9.1 軟件繪制。

2 結(jié)果

2.1 背向散射屏蔽層的測(cè)試

將不同方野測(cè)量的Crossline 和Inline方向文本格式結(jié)果導(dǎo)入Origin 軟件，繪制曲線（圖3）。（a）是EDGE加速器的結(jié)果，顯示正的離軸位置兩條曲線稍有分離，跌落區(qū)同一位置CU 值差異達(dá)2～3倍，Inline 方向測(cè)量值整體偏小。（b）是Halcyon加速器的結(jié)果，顯示兩個(gè)方向重合性優(yōu)于EDGE加速器。

圖3 評(píng)估6 MV FFF能量模式下背散屏蔽有效性的Crossline/Inline曲線（彩色見網(wǎng)絡(luò)版）：（a）Varian EDGE；（b）Varian HalcyonFig.3 Crossline/Inline profiles of Varian EDGE and Halcyon linacs to examine backscatter shielding effectiveness for 6 MV FFF(color online):(a)Varian EDGE;(b)Varian Halcyon

2.2 劑量率響應(yīng)

由圖4 可看出，不同劑量率下測(cè)量的CU 值曲線重合性很好，照射野肩區(qū)和半影區(qū)也幾乎完全重合（差異≤0.5%），表明劑量率波動(dòng)對(duì)PD 系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的影響在可接受范圍內(nèi)。

圖4 不同劑量率下的Crossline曲線Fig.4 Crossline profile at different dose rates

2.3 50例FFF計(jì)劃驗(yàn)證結(jié)果

由表1 可看出，EPID 的通過(guò)率中值和均值均高于729 矩陣，正態(tài)性檢驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)EPID 只有3%/3 mm（TH20）和2%/2 mm（TH20）兩組符合正態(tài)分布，Octavius 各組樣本均服從正態(tài)分布，因此對(duì)3%/3 mm（TH20）和2%/2 mm（TH20）兩組數(shù)據(jù)行t檢驗(yàn)，其余數(shù)據(jù)采用秩和檢驗(yàn)，同時(shí)計(jì)算了95%置信度的區(qū)間估計(jì)。

表1 不同標(biāo)準(zhǔn)下的2D γ通過(guò)率Table 1 2D γ pass rates for different criterion

2.4 Octavius 729 和Octavius 1500電離室矩陣測(cè)量重建與計(jì)算劑量體積直方圖對(duì)比

一食管計(jì)劃EPID 和Octavius 729 矩陣得到的平面劑量分布吻合度均較差，對(duì)其進(jìn)行模體內(nèi)3D γ 通過(guò)率分析（88.2%，3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)，TH10），使用分辨率更高、探頭數(shù)目更多的Octavius 1500矩陣（共1 405個(gè)空氣電離室，探頭間距0.707 cm）復(fù)測(cè)，得3D γ 通過(guò)率為89.6%，將TPS 計(jì)劃數(shù)據(jù)導(dǎo)入Verisoft 軟件，分別使用測(cè)量劑量重建DVH（Dose volume histogram），可看出重建和TPS 計(jì)算劑量曲線吻合度較差尤其靶區(qū)，靶區(qū)和OARs的重建劑量既有增加也有減少，這種情況可排除系統(tǒng)誤差（如TPS 模型相關(guān)參數(shù)）的錯(cuò)誤。若將偏差大于±5%定義為超出了臨床可接受的劑量誤差范圍，通過(guò)分析GTV 和PGTV 的Dmean、D98%和D2%，Heart 的V30、V40和Dmean，Lung L 和Lung R 的V5、V20、V30和Dmean，Cord 的Dmax，發(fā)現(xiàn)部分指標(biāo)存在大于±5%的偏差，如圖5所示，在治療前應(yīng)該注意到這種劑量上的較大差異，并仔細(xì)地分析評(píng)估。

圖5 Verisoft重建和TPS計(jì)算的DVH對(duì)比：（a）Octavius 729電離室矩陣測(cè)量重建的DVH；（b）Octavius 1500電離室矩陣測(cè)量重建的DVH；（c）Octavius 729測(cè)量重建與TPS計(jì)算的部分靶區(qū)和OARs的百分劑量偏差；（d）Octavius 1500測(cè)量重建與TPS計(jì)算的部分靶區(qū)和OARs的百分劑量偏差Fig.5 DVH Comparison between reconstruction and calculation:(a)DVH reconstructed by Octavius 729 detector;(b)DVH reconstructed by Octavius 1500 detector;(c)DD%of partial targets and OARs between Octavius 729 reconstruction and TPS;(d)DD%of partial targets and OARs between Octavius 1500 reconstruction and TPS

2.5 Octavius 729 和aSi-1200 EPID 對(duì)多葉光柵TF和DLG參數(shù)調(diào)整的γ 通過(guò)率響應(yīng)

調(diào)強(qiáng)放射治療計(jì)劃射野的準(zhǔn)確傳輸取決于TPS精確模擬動(dòng)態(tài)MLC 射束傳輸?shù)哪芰Γ琈LC 參數(shù)（如葉片TF 和DLG）對(duì)于最終傳輸?shù)膭┝恐陵P(guān)重要。為實(shí)現(xiàn)更好的離軸劑量學(xué)性能，Varian加速器將MLC 葉端設(shè)計(jì)為圓角，這導(dǎo)致一些輻射在葉片之間穿過(guò)甚至穿過(guò)完全閉合的葉片對(duì)。Eclipse 治療計(jì)劃系統(tǒng)通過(guò)DLG 處理圓形葉片的末端并將MLC 建模為直邊，在優(yōu)化和劑量計(jì)算過(guò)程中通過(guò)移動(dòng)葉片尖端（Leaf tip）來(lái)考慮圓形葉片的透射。每個(gè)葉片尖端都通過(guò)將其拉回DLG 值的一半來(lái)移動(dòng)，因此完全閉合的葉片對(duì)（Leaf pair）之間的間隙等于DLG，且某一特定位置的DLG 受到該位置的葉片內(nèi)漏射影響較大。本研究將這兩個(gè)參數(shù)調(diào)整后得到的γ通過(guò)率與基準(zhǔn)值對(duì)比，預(yù)計(jì)γ通過(guò)率將隨著TF和DLG偏離TPS預(yù)設(shè)值的增加而呈下降趨勢(shì)，但隨著TF和DLG偏差幅度的增大，兩種方式得到的γ 通過(guò)率在數(shù)值上均未呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，對(duì)部分TF和DLG值γ 通過(guò)率不降反升或降低幅度過(guò)大。

圖6 不同MLC TF和DLG值的γ 通過(guò)率：（a）aSi-1200 EPID；（b）Octavius 729冠狀面；（c）模體Fig.6 γ pass rate at different MLC TF and DLG:(a)aSi-1200 EPID;(b)coronal of Octavius 729;(c)phantom

3 討論

本研究使用aSi-1200 EPID和Octavius 729電離室矩陣對(duì)常規(guī)分割FFF RapidArc 部分弧治療計(jì)劃進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試。EPID 支撐臂結(jié)構(gòu)中的金屬部件致使Y 鉛門方向受背向散射影響較大，對(duì)測(cè)量劑量造成一定程度的影響［9-10］。瓦里安aSi-1000 EPID使用PDPC （Portal Dosimetry Pre-Configuration）數(shù)據(jù)包對(duì)其做背向散射校正［11］，而aSi-1200 EPID在設(shè)計(jì)上加入背散射屏蔽層無(wú)需這一步處理［5］。通過(guò)比較水模體不同方野通量圖Crossline 和Inline方向的CU值輪廓，測(cè)試了Varian EDGE和Halcyon加速器EPID 背散射屏蔽層的效果，結(jié)果顯示Halcyon 探測(cè)板兩個(gè)方向CU 值輪廓重合性很好，EDGE 加速器射野中心區(qū)域和半影區(qū)近乎完全重合，而正的離軸位置跌落區(qū)稍有分離，同一位置的CU 值差異達(dá)2～3 倍，Inline 方向測(cè)量值整體偏小，大于10 cm×10 cm射野兩條曲線分離趨勢(shì)更明顯，提示存在系統(tǒng)誤差的可能。分析原因可能是：（1）照射野增大時(shí)其他散射（如機(jī)頭散射）增大，導(dǎo)致更多的測(cè)量不確定性；（2）鉛門到位精度存在偏差；（3）X和Y鉛門到EPID板的距離不一致。Miri等［12］報(bào)道了6 MV X射線能量模式下aSi-1200 EPID 系統(tǒng)的Crossline 和Inline 輪廓較aSi-1000 EPID 得到了顯著改善，與本研究結(jié)果均證明了aSi-1200 EPID背向散射屏蔽層的有效性。

當(dāng)MLC 不能以最大葉片速度到達(dá)預(yù)設(shè)位置時(shí)，加速器會(huì)降低劑量率直到MLC 到達(dá)預(yù)設(shè)位置，這種現(xiàn)象在容積旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)射野傳輸過(guò)程中會(huì)引起較大的劑量率波動(dòng)，而PD系統(tǒng)是在穩(wěn)定的劑量率條件下設(shè)計(jì)和校準(zhǔn)的，因此，確認(rèn)劑量率波動(dòng)對(duì)PD的影響是有必要的，測(cè)試表明，不同劑量率下aSi-1200 EPID測(cè)量的CU值差異在0.5%以內(nèi)，故對(duì)結(jié)果的有效性影響可忽略。

盡管Octavius 729 矩陣電離室中心間距1 cm，但Verisoft軟件能將測(cè)量劑量重建成0.25 cm分辨率的劑量分布，與TPS 劑量計(jì)算網(wǎng)格相吻合。對(duì)不同的通過(guò)率標(biāo)準(zhǔn)，Octavius 729 的γ 通過(guò)率相比EPID整體偏低（統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果顯示Z和t均為負(fù)值），兩兩比較只有3%/3 mm（TH 20%）和2%/2 mm（TH 20%）標(biāo)準(zhǔn)不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，不同閾值沒有明顯規(guī)律。一方面，較低的一致性表明與其他系統(tǒng)相比，一個(gè)系統(tǒng)可能對(duì)劑量計(jì)算和測(cè)量過(guò)程出現(xiàn)的錯(cuò)誤有更好的響應(yīng)。另一方面，臨床中常見使用不同驗(yàn)證系統(tǒng)得到差異較大的結(jié)果，除了劑量計(jì)算和測(cè)量環(huán)節(jié)存在的系統(tǒng)和隨機(jī)誤差，還可能是：（1）不同商用劑量驗(yàn)證系統(tǒng)使用的軟件算法存在差異從而給出不同的結(jié)果，γ指數(shù)在不同系統(tǒng)中以不同的方式響應(yīng)［13-15］；（2）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)，迄今為止，所有空氣電離室矩陣都存在采樣過(guò)疏的問(wèn)題，這會(huì)影響γ 指數(shù)的結(jié)果。胡悄悄等［16］通過(guò)對(duì)比Octavius 1500 矩陣和PD 兩種方式在Halcyon 加速器的劑量驗(yàn)證結(jié)果，表明相同評(píng)價(jià)條件下，2D γ通過(guò)率和驗(yàn)證精度與探測(cè)器空間分辨率正相關(guān)。對(duì)于Octavius 1500 驗(yàn)證方式，由于矩陣分辨率不高，可能因驗(yàn)證精度不夠而導(dǎo)致較低的通過(guò)率，PD的高分辨率提高了驗(yàn)證精度，有助于2D γ通過(guò)率的提高。Hussein等［13］研究表明，當(dāng)去除由于探測(cè)器分辨率不夠造成的劑量傳遞波動(dòng)和欠采樣效應(yīng)時(shí)，各種商用軟件在計(jì)算全局方式下γ 通過(guò)率時(shí)，即使是2%/2 mm 的標(biāo)準(zhǔn)也能很好地一致。另一方面，考慮到評(píng)估結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性不僅與探測(cè)器有關(guān)，也與評(píng)估軟件的數(shù)據(jù)處理方法有關(guān)，可使用相同的第三方軟件對(duì)兩種探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，以消除特定于軟件的γ計(jì)算的影響，有利于比較探測(cè)器本身的誤差。

PTW Octavius 系統(tǒng)新的軟件具備進(jìn)行患者解剖結(jié)構(gòu)驗(yàn)證的可行性，使用前需提供目標(biāo)加速器的百分深度劑量，通過(guò)將電離室測(cè)量劑量重建的DVH 與TPS 結(jié)果比較評(píng)估偏差。廠家技術(shù)手冊(cè)揭示患者體內(nèi)DVH 重建結(jié)果的不確定性源于算法的誤差和測(cè)量不準(zhǔn)確性，OARs越均勻，重建的DVH準(zhǔn)確性越高，其誤差估計(jì)在±（2%～6%），且通過(guò)使用具有更高空間分辨率的探測(cè)器可提高系統(tǒng)的精度［17］。Octavius 729受限于探頭數(shù)目和物理分辨率導(dǎo)致靶區(qū)和OARs劑量重建更多的不確定性，使用Octavius 1500矩陣重建了另外5例通過(guò)率較低的計(jì)劃，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，靶區(qū)和OARs部分劑量指標(biāo)偏差降低，但也導(dǎo)致某些指標(biāo)更大的差異。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于此系統(tǒng)重建DVH 的報(bào)道很少，其重建結(jié)果需要更多的臨床研究去補(bǔ)充并與其他廠家的DVH重建結(jié)果對(duì)比。

Eclipse 計(jì)劃系統(tǒng)臨床使用前根據(jù)廠商要求需對(duì)TF 和DLG 這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)QA 結(jié)果微調(diào)，通過(guò)補(bǔ)償MLC 葉片圓形末端的透射和舌槽效應(yīng)得到最優(yōu)DLG 值，以保證TPS 計(jì)算與加速器實(shí)際執(zhí)行的劑量分布盡可能一致。醫(yī)學(xué)物理學(xué)家通常使用不同的設(shè)備和方法對(duì)這兩個(gè)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，DLG 的測(cè)量結(jié)果受電離室尺寸影響較大，這項(xiàng)工作可幫助物理師更好地理解這兩個(gè)參數(shù)如何影響計(jì)劃劑量的準(zhǔn)確性，以及參數(shù)之間的相互作用［18］。盡管難以控制影響γ 結(jié)果的所有可能因素，然而γ分析方法作為一種定量比較工具廣泛應(yīng)用于臨床，本研究使用此評(píng)估方法探究?jī)煞N探測(cè)器對(duì)MLC 模型參數(shù)變化的響應(yīng)是否存在差異。任選一計(jì)劃，調(diào)整計(jì)劃系統(tǒng)MLC配置中6 MV FFF能量的TF 和DLG 值重新計(jì)算劑量后建立驗(yàn)證計(jì)劃，與原始計(jì)劃測(cè)量結(jié)果進(jìn)行劑量分布對(duì)比得到新的通過(guò)率，與基準(zhǔn)γ 值比較發(fā)現(xiàn)：隨著TF和DLG偏差幅度的增大，兩種軟件計(jì)算的γ值并未如預(yù)期呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)。許多研究質(zhì)疑γ 方法是否能夠捕捉計(jì)劃或設(shè)備錯(cuò)誤，源于γ指數(shù)分析的響應(yīng)和局限性取決于測(cè)量設(shè)備、算法和通過(guò)率標(biāo)準(zhǔn)［13，19-20］。Kruse等［21］報(bào)道γ 分析對(duì)不準(zhǔn)確的TPS劑量計(jì)算不敏感，Nelms 等［22］發(fā)現(xiàn)γ 通過(guò)率和引入的半影、MLC模型中TF的誤差之間沒有相關(guān)性。在這種情況下建議不僅只依靠γ 指數(shù)評(píng)估引入的誤差，還需審查計(jì)劃的劑量學(xué)指標(biāo)變化。Koger 等［23］的研究表明，Eclipse TPS模型中MLC的DLG微小變化會(huì)導(dǎo)致IMRT和VMAT計(jì)劃計(jì)算劑量的巨大變化，但這些變化很難通過(guò)臨床標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃驗(yàn)證方式（如ArcCheck）來(lái)識(shí)別，只有使用IROC-H體模進(jìn)行驗(yàn)證才能檢測(cè)到TPS 建模錯(cuò)誤。其他重要證據(jù)也表明，常規(guī)的劑量驗(yàn)證設(shè)備未能檢測(cè)出TPS 錯(cuò)誤［21，24-25］。本文結(jié)果支持并補(bǔ)充了文獻(xiàn)中的證據(jù)，表明常規(guī)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量驗(yàn)證工具無(wú)法可靠地識(shí)別引入誤差的MLC 射束模型，這些結(jié)果可能在一定程度上解釋了IROC-H 體模試驗(yàn)高失敗率的報(bào)道。下一步工作將其與射束模型參數(shù)變化引起的治療計(jì)劃劑量偏差聯(lián)系起來(lái)，對(duì)比DVH 評(píng)估和γ 分析對(duì)檢測(cè)引入的TPS 模型參數(shù)誤差的敏感性是否存在差異。值得注意的是，所有TF和DLG值下得到的Octavius 729冠狀面的平面通過(guò)率低于模體內(nèi)的數(shù)值，可能由于在被測(cè)平面上下都沒有參考劑量，因此導(dǎo)致2D γ 通過(guò)率結(jié)果較差。

雖然FFF模式具有高劑量率的特點(diǎn)，但在常規(guī)分割旋轉(zhuǎn)調(diào)強(qiáng)放療中，分次劑量?jī)H為2～3 Gy，若使用全弧照射或照射弧的角度范圍較大，受限于C系列加速器機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度（最大6(°)/s），即使用FFF模式，射束也無(wú)法持續(xù)以高劑量率輸出，只能達(dá)到與FF 模式相似的效果甚至不及，對(duì)深部腫瘤如直腸癌，F(xiàn)FF高劑量率的優(yōu)勢(shì)無(wú)法得到發(fā)揮［26］。因此，本研究建議對(duì)于乳腺癌等表淺或偏向一側(cè)靶區(qū)盡可能使用FFF能量多部分弧照射，且注意選擇段弧射野角度范圍應(yīng)盡量小，這樣在機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度為5～6(°)/s時(shí)，射束仍能保持FFF模式的高劑量率輸出。

目前發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)工作還存在如下局限性：在3%/2 mm 標(biāo)準(zhǔn)下使用γ 指數(shù)通過(guò)率方法測(cè)試兩種軟件提供適當(dāng)γ 評(píng)估的能力，使用的3%劑量差異和2 mm的位置誤差標(biāo)準(zhǔn)雖然符合臨床應(yīng)用規(guī)范，但探查模型誤差似乎有些寬松，有可能導(dǎo)致一些潛在的誤差被遺漏。此外，測(cè)量過(guò)程存在不同的隨機(jī)與系統(tǒng)誤差，這些誤差完全不同于TPS 優(yōu)化與計(jì)算過(guò)程可能出現(xiàn)的誤差，因此進(jìn)行無(wú)誤差和引入誤差TPS劑量對(duì)比似乎更合理，以消除不同探測(cè)器本身和測(cè)量過(guò)程的誤差。

4 結(jié)論

建議結(jié)合所使用QA設(shè)備的特點(diǎn)和局限性及軟件計(jì)算方式來(lái)理解評(píng)估劑量驗(yàn)證結(jié)果，研究開發(fā)第三方軟件對(duì)多種探測(cè)器的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，以消除不同軟件使用不同采樣和插值算法對(duì)γ 指數(shù)值計(jì)算的影響；Octavius 729和aSi-1200 EPID所使用軟件計(jì)算的γ 指數(shù)通過(guò)率無(wú)法可靠地識(shí)別引入誤差的MLC 射束模型，擴(kuò)展了QA 局限性的發(fā)現(xiàn)，為解釋IROC-H體模試驗(yàn)高失敗率提供了參考。此外，提出了一種測(cè)試EPID 探測(cè)板背散射屏蔽層效果的方法，并證明了瓦里安EDGE和Halcyon加速器aSi-1200 EPID背散射屏蔽層效果的有效性。

致謝 感謝中山大學(xué)腫瘤防治中心鄧小武教授為本研究提供的思路支持和Varian公司的公共服務(wù)平臺(tái)Varian helpdesk 提供的臨床與技術(shù)支持！