日志文件在靜態(tài)調(diào)強計劃MLC到位精度檢測中的應(yīng)用

余輝，張書旭

廣州醫(yī)學(xué)院附屬腫瘤醫(yī)院 放療中心，廣東 廣州 510095

0 前言

目前，直線加速器的MLC到位精度的檢測方法有電離室法[1]、膠片法[2]、二維探測器矩陣法[3-5]和Dynalog日志文件檢測法[6]。由于MLC對同一位置的重復(fù)性有差異，前三種方法只能反映驗證時的到位精度，而Dynalog日志文件檢測法屬于即時驗證法，反映患者每次治療時的實際到位精度。Dynalog文件是Varian加速器所特有的，它由機頭上的監(jiān)測反饋系統(tǒng)產(chǎn)生，記錄內(nèi)容包括劑量索引、機器出束狀態(tài)、MLC葉片位置等信息[7]。Varian公司提供DynalogFileViewer（DFV）軟件，專門用于分析Dynalog文件。近年來，有些學(xué)者設(shè)計一些基于滑窗（Sliding Windows）技術(shù)的計劃方案[8-11]，利用DFV軟件或自主開發(fā)軟件從Dynalog文件中提取信息，研究不同劑量率對MLC到位精度的影響，對葉片速度、最大加速度、葉片誤差對劑量的影響等方面做了大量的工作，均認(rèn)為Dynalog日志文件檢測法可以作為MLC QA工作的一種手段。但他們采用的計劃方案都屬于動態(tài)調(diào)強，在靜態(tài)調(diào)強方面的報道甚少。

我院于2008年引入1臺Varian23EX加速器，能執(zhí)行動態(tài)調(diào)強計劃（Dynamic IMRT，DIMRT）和靜態(tài)調(diào)強計劃（Static IMRT，SIMRT），自帶DFV軟件（Version 7.0），作者在應(yīng)用DFV軟件時發(fā)現(xiàn)：① DFV軟件在分析一些SIMRT的Dynalog文件時，出現(xiàn)較大的MLC到位偏差數(shù)據(jù)，甚至有偏差>10 mm的葉片，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不符合限定偏差<1 mm的規(guī)定[6]，但實際劑量監(jiān)測也未見到MLC到位偏差很大的情況。② 一個SIMRT計劃通常有10多個Dynalog文件，DFV軟件不具有批處理功能，每次只能分析1個文件，因而不能很方便地分析整個計劃的MLC到位精度，需后續(xù)處理。③ 工程師和物理師希望得到每天的MLC整體到位精度報告，對偏差較大的葉片進行維修和校正，或評估MLC到位偏差對劑量的影響，特別是重要器官的受量。本文針對DFV軟件的報告與實測劑量分布相矛盾的情況，采用Visual C++ 2008自行開發(fā)軟件，用于分析本院SIMRT的MLC到位精度。

1 材料

1.1 靜態(tài)調(diào)強計劃

本院的靜態(tài)調(diào)強計劃由Pinnacel3 Version8.0設(shè)計，一個計劃的照射角度個數(shù)為5～9個，每個角度通常有10多個子野，治療能量為6MV 光子線。

1.2 Dynalog日志文件

Varian23EX加速器的三級準(zhǔn)直器由兩組MLC構(gòu)成，分別命名為A組和B組，各有60個葉片。機頭上的監(jiān)測反饋系統(tǒng)每間隔50 ms記錄1次MLC葉片信息，包括劑量索引、機器出束狀態(tài)、葉片位置等。實施1個患者的SIMRT計劃需花8～15 min，可以產(chǎn)生10～30個Dynalog日志文件。作者選取連續(xù)3個工作日的所有Dynalog日志文件，共4558個文件，這3天有81個患者連續(xù)做SIMRT治療，每天1次。

1.3 分析工具

（1）Varian23EX加速器自帶的DFV軟件，版本為7.0。

（2）采用Visual C++ 2008自行開發(fā)的軟件VarianMLCDlgFile（VMD），開發(fā)環(huán)境為Microsoft Windows XP。

2 方法與結(jié)果

2.1 Dynalog文件在機器出束時的MLC到位精度

一個Dynalog文件有300～700次MLC記錄，每次記錄均有機器的出束狀態(tài)和60個葉片的位置信息，每個葉片有4個位置信息，實際位置與計劃位置之差的絕對值為此葉片的即時到位偏差。機器的出束狀態(tài)有Beam Hold-off和Beam ON，均以0和1代表狀態(tài)特征，故有4種組合方式，分別為00、01、11、10。4種組合方式對應(yīng)不同的機器出束和MLC運動狀態(tài)，見表1。對于SIMRT計劃，物理師通常關(guān)心表1中第2種組合時的MLC到位偏差。某個Dynalog文件中不同出束狀態(tài)下的MLC位置，見表2。。

表1 在Dynalog文件中機器出束狀態(tài)與MLC運動狀態(tài)的對應(yīng)關(guān)系

表2 某個Dynalog文件中不同出束狀態(tài)下的MLC位置（單位為：mm）

本研究將MLC到位偏差在0～10mm之間分為10個等級，即每1 mm為1個等級，而DFV軟件的默認(rèn)間隔為0.5 mm，故須對其統(tǒng)計結(jié)果進行重新歸類。為比較DFV軟件和VMD軟件的統(tǒng)計結(jié)果，我們先采用DFV軟件分析某個Dynalog文件，然后采用VMD軟件分析同一個文件，而且只統(tǒng)計表1中第2種與第3種組合時的到位偏差，見表3。

表3 VMD和DFV分析同一個Dynalog文件得到MLC到位偏差在不同區(qū)間的葉片個數(shù)

2.2 多個SIMRT計劃的MLC到位精度的重復(fù)性

考慮監(jiān)測反饋系統(tǒng)本身的系統(tǒng)誤差[12]，本文不細(xì)分MLC的到位偏差區(qū)間，對于某一個葉片，計劃執(zhí)行兩次的到位偏差都<1 mm，就認(rèn)為該葉片的兩次到位一致，即重復(fù)性好。選取5個SIMRT計劃，機器每執(zhí)行一次，分別產(chǎn)生14、18、26、24、28個Dynalog日志文件，然后用VMD軟件分別統(tǒng)計機器出束時的MLC到位偏差。一個SIMRT計劃連續(xù)執(zhí)行3天，驗證此計劃的MLC到位重復(fù)性，見表4。

表4 5個SIMRT計劃連續(xù)執(zhí)行3 d的MLC到位偏差在不同區(qū)間的葉片個數(shù)

2.3 某一天的MLC整體到位精度

機頭上的監(jiān)測反饋系統(tǒng)每隔50 ms記錄1次MLC信息，那么一個SIMRT計劃的某一個子野在出束過程中，將會有多次記錄，而且每次記錄的MLC位置信息是相同的，這與SIMRT計劃的MLC運動方式相一致。本研究采用VMD軟件反復(fù)分析多個Dynalog日志文件，都能證明這一點。因此，若要分析某一個SIMRT計劃的MLC到位精度，可只統(tǒng)計子野在機器剛出束時的葉片位置，無需全部進行統(tǒng)計分析，可大大減少統(tǒng)計分析時間。

某一天的MLC整體到位精度報告須提供兩點，一是葉片誤差>1mm的計劃個數(shù)及相關(guān)基本信息（患者姓名和住院號等），二是出現(xiàn)誤差>1mm的最多次數(shù)的葉片。這兩點對物理師和工程師的QA和QC工作有幫助。本研究選取第2個工作日的所有Dynalog文件，以一個計劃為單位，采用VMD軟件逐個分析，為減少統(tǒng)計分析時間，只統(tǒng)計子野在剛出束時的到位誤差。由于涉及患者的個人信息，本文只給出簡單報告，見表5。

表5 第2個工作日的MLC整體到位精度的簡單報告

3 討論

從表3可見，DFV軟件的統(tǒng)計總個數(shù)等于VMD軟件兩種組合的個數(shù)之和，說明DFV軟件統(tǒng)計的范圍包括機器出束和出束結(jié)束瞬間這兩種狀態(tài)。在出束結(jié)束瞬間，MLC的位置雖然不改變，但計劃位置已發(fā)生改變，因而計算得到的到位偏差不等于0（表1），所以對于SIMRT計劃，DFV軟件的統(tǒng)計結(jié)果存在較大的偏差數(shù)據(jù)，特別是相鄰子野的MLC位置相差較大時，會出現(xiàn)更大的位置偏差，甚于存在>10 mm的偏差。但是，物理師通常只關(guān)心機器出束時的MLC到位精度，從表3的數(shù)據(jù)看，均符合限定標(biāo)準(zhǔn)（<1 mm）。而對于基于滑窗技術(shù)的動態(tài)調(diào)強計劃（DIMRT），從機器出束到出束完成，MLC從一側(cè)向另一側(cè)，按預(yù)定位置連續(xù)改變，相鄰50ms的位置比較接近，并且只有一次出束結(jié)束的瞬間，若采用DFV軟件分析DIMRT的Dynalog文件，其統(tǒng)計結(jié)果沒有異常數(shù)據(jù)。

從表4可見，5個SIMRT連續(xù)執(zhí)行3天，它們的MLC到位精度均符合<1 mm的限定偏差，重復(fù)性較好，但監(jiān)測反饋系統(tǒng)記錄MLC的總次數(shù)略有差異，這可能與機器出束時的劑量率稍有變化有關(guān)，如設(shè)置機器的劑量率為300MU/min，出束時可能會出現(xiàn)299MU/min或301MU/min。監(jiān)測反饋系統(tǒng)每隔50 ms記錄1次MLC信息，那么劑量率變化會增加或減少整個計劃的總記錄次數(shù)，如表4中的第1個計劃，第1天記錄了1817次，第2天1815次，第3天1816次。

從表5可見，第2個工作日總共執(zhí)行81個SIMRT計劃，只有1個未達(dá)到限定偏差。本研究專門分析了這個計劃，發(fā)現(xiàn)>1 mm的葉片個數(shù)占整個計劃的葉片總個數(shù)的0.009%，且偏差均<2 mm，所以對整個計劃的劑量影響不大。Dynalog日志文件能反映MLC在每次治療時的實際到位精度，整個計劃的子野執(zhí)行順序可從Varian RT Chat軟件的治療歷史記錄中獲取，然后將每一個子野的實際葉片位置輸入計劃系統(tǒng)，重新計算劑量，即可得到患者的當(dāng)天受照劑量，最后能綜合評估患者在整個療程的實際受量，如鼻咽癌患者的SIMRT計劃，要注意晶體、脊髓、腦干等重要器官的受量，特別是在葉片位置偏差較大，出現(xiàn)次數(shù)較多時對它們的影響。

Varian23EX的6MV光子線有6檔輸出劑量率（100～600 MU/min），每間隔100 MU/min為1檔。對于DIMRT而言，在不同的劑量率條件下葉片的運動速度是不同的，受葉片的最大運動速度<2.5 cm/s的限制，葉片有時可能會達(dá)不到計劃預(yù)定位置，因而不能實現(xiàn)計劃模擬的受照射劑量[8]。但是，對于SIMRT而言，在機器出束時，不同的劑量率對劑量影響不大，關(guān)鍵是MLC的到位精度。為了提高MLC的到位精度，除了工程師可參考表5提供的信息，有針對性地開展日常維護工作外，計劃系統(tǒng)軟件的子野排序功能也能減少MLC到位出現(xiàn)偏差的機率，如Pinnacel3 Version8.0、Oncentra、CMS-XIO等，它們的調(diào)強功能模塊能對子野進行重新排序，使得相鄰子野之間的MLC位置更接近，有助于減少MLC的運動距離。

[1]Woo MK,Nico A.Impact of multi-leaf collimator leaf positioning accuracy on intensity modulation radiation therapy quality assurance ion chamber measurements[J].Med Phys,2005,32(5):1440-1445.

[2]Chui CS,spirou S,LoSaaso T.Testing of dynamic multi-leaf collimation[J].Med phys,1996,23(5):635-641.

[3]Simon TA,Kahler D,Simon WE,et a1.An MLC calibration method using a detector array[J].Med Phys,2009,36(10):4495-4503.

[4]馬攀,戴建榮,Shi J.二維半導(dǎo)體探測器陣列在多葉準(zhǔn)直器日常質(zhì)量保證中的應(yīng)用[J].中華放射醫(yī)學(xué)與防護雜志,2009,29(2):217-220.

[5]鞠忠建,于運來,馬林,等.用二維電離窀舉證驗證多葉準(zhǔn)直器葉片到位精度[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2006,(15):335-338.

[6]李長虎,徐利明,滕建建,等.瓦里安加速器動態(tài)治療日志文件在多葉準(zhǔn)直器到位精度檢測中的應(yīng)用研究[J].中華放射腫瘤學(xué)雜志,2010,19(6):552-554.

[7]Varian Medica Systems.Varain user manual.Dynalng File Viewer reference guide[Z].2002.

[8]徐利明,李長虎,李承軍,等.多葉準(zhǔn)直器葉片速度對滑窗調(diào)強放療劑量分布的影響研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2011,28(5):2862-2885.

[9]張國前,張書旭,韓鵬慧.動態(tài)調(diào)強放射治療滑窗技術(shù)的劑量和機械穩(wěn)定性評價[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2011,26(10):21-24.

[10]J W Lee,J H Part,J B Chung,et al.Inverse verification of the dose distribution for intensity modulated radiation therapy patientspecific quality assurance using dynamic MLC log files[J].Journal of the Koream Physical Society,2009,55(4):1649-1656.

[11]Litzenberg DW,Moran JM,Fraass BA.Verification of dynamic and segmental IMRT delivery by dynamic log file analysis[J].J App Clin Med Phys,2002,3(2):63-72.

[12]Klein EE,Hanley J,Bayouth J,et a1.Task group 142 report:quality assurance of medical accelerators[J].Med Phys,2009,36(10):4197-4212.