螺旋斷層放療的日常質(zhì)量控制與質(zhì)量保證

文婷，黎靜，張晉建，余詠蘭，尹智宇，靳懷志，王雅冰，葉柳青

廣州軍區(qū)總醫(yī)院 螺旋斷層放療中心，廣東 廣州 510010

0 前言

螺旋斷層放療設(shè)備（TomoTherapy）是集成在螺旋CT里的影像引導(dǎo)調(diào)強放療（IGRT）系統(tǒng)，國內(nèi)于2007年首次引進并開展病人治療，至2012年，我國共有8臺TomoTherapy在臨床上開展病人治療，預(yù)計在不久的將來會得到更快速的發(fā)展。TomoTherapy的精度與穩(wěn)定性是保證治療準確安全的前提條件，只有在確定機器精度與穩(wěn)定性的前提下，才能對病人進行治療。因此與普通的直線加速器一樣，建立一定頻率的機器檢測是必須的。由于TomoTherapy與普通的直線加速器比較具有很多的不同之處，因此在機器的質(zhì)控（QA）方面具有其獨自的特點。

1 材料與方法

1.1 結(jié)構(gòu)與原理

TomoTherapy是一種全新的調(diào)強放療設(shè)備[1]，它用直線加速器代替球管安裝在CT的滑環(huán)機架上，使用扇形束實施螺旋照射。TomoTherapy在進床的同時環(huán)繞患者進行360°旋轉(zhuǎn)，在40 cm×160 cm范圍內(nèi)螺旋照射治療。因此，TomoTherapy能避免在大范圍長靶區(qū)的放射治療中層與層連接處可能產(chǎn)生的冷、熱點的問題。TomoTherapy采用64片二元多葉光柵調(diào)制照射野，源軸距（SAD）為85 cm。射野的最大寬度為40 cm，最大開度為5 cm，由次級準直器（Jaw）開口決定[2]。等中心處的劑量率為9 Gy/min左右。

TomoTherapy系統(tǒng)將CT掃描技術(shù)和放射治療系統(tǒng)整合到了一起。在每次治療前采集病人圖像信息，與定位CT進行配準，以減少擺位誤差[3-4]。其自帶的自適應(yīng)軟件能快速地將患者治療前的MVCT圖像與定位的kVCT圖像進行融合，便于醫(yī)生進行靶區(qū)的修改，同時能快速地創(chuàng)建自適應(yīng)計劃，將腫瘤治療的精度提高到了一個新的水平。

TomoTherapy是利用6 MV光子線進行調(diào)強治療的設(shè)備。它取消了傳統(tǒng)加速器的均整器設(shè)計，增加了多葉光柵的漏射保護功能和采用窄扇束照射等功能。其機架每旋轉(zhuǎn)一圈有51個投影，具有巨大數(shù)目的調(diào)制射野，因此可以給復(fù)雜的腫瘤靶區(qū)非常均勻且高度適形的劑量分布。

由于TomoTherapy是IGRT中的一種新技術(shù)，其QA體系具有一些新穎的成分，因此其QA體系需要基于TG40號常規(guī)直線加速器的QA報告、軸式螺旋斷層放療QA方法論和螺旋斷層放療QA原理進行建立。

為了保證TomoTherapy的精確度與穩(wěn)定性，必須按要求完成機器的日檢、周檢、月檢內(nèi)容，詳細的實施報告如下[5-7]。

1.2 日檢（表1）

表1 日檢項目與其允許值

1.2.1 測量設(shè)備

電離室、Tomo平板固體水、TomoEletronmeter靜電儀。

1.2.2 執(zhí)行細節(jié)

（1）讀取溫度、氣壓讀數(shù)，計算出溫度氣壓校正系數(shù)（Ctp）。

（2）用一張白紙檢測靜態(tài)激光燈的重合度，保證靜態(tài)激光燈偏移量不超過±1 mm。

（3）設(shè)置等中心高度SSD=85，在機器虛擬等中心處擺好位后，將電離室置于等效固體水中1.5 cm深度處。完成擺位后，選擇執(zhí)行Jaw 1.0 cm/2.5 cm/5.0 cm的預(yù)期輸出計劃。

（4）記錄靜電儀的讀數(shù)，并與金標(biāo)準（建模標(biāo)準）進行比較。

（5）將靜電儀的讀數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出劑量：Dose(cGy)=Average charge(c)×Pctp×chamber CF(cGy/c)×Electronmeter CF。其中，Average charge(c)=Out put charge(nc)×10-9；chamber CF和Electronmeter CF分別是電離室和靜電儀的校正系數(shù)。將實測的輸出劑量與參考輸出值進行比較，利用Radio=參考輸出值/實際輸出值計算出兩者的比例，然后利用%different=100-Radio×100計算出輸出劑量的偏移量。

（6）最后進行安全檢查，保證可視指示燈、門聯(lián)鎖正常。

1.3 周檢（表2）

表2 周檢項目與其允許值

1.3.1 測量設(shè)備

電離室、Tomo平板固體水、Tomophantom圓柱形水模體、距離尺、TomoElectronmeter靜電儀。

1.3.2 執(zhí)行細節(jié)

（1）激光燈一致性檢查，與日檢一致。

（2）激光燈移動準確性檢查。利用距離尺測量可移動激光燈與靜態(tài)激光燈之間的距離，測量值與標(biāo)準值進行比較，允許值為：X軸為（2.0±0.1）cm；Y軸為（8.0±0.1）cm；Z軸為（4.0±0.1）cm。

（3）靜態(tài)激光燈與射束中心的一致性檢查。進行圖像掃描，選擇合適的層面數(shù)（至少7層），保證橫斷面的靜態(tài)激光燈在中間層面。利用靜態(tài)激光燈擺好Tomophantom（須考慮治療床的下沉），在距離模體中心5 mm深度處插入電離室，進行MVCT掃描。掃描完成后檢查模體中心與電離室中心之間的距離（建模值為5 mm），然后用白紙檢查兩組靜態(tài)激光燈的重合度。

（4）掃描劑量檢測。由于病人在治療前都需要進行一次MVCT掃描以減少擺位誤差，因此掃描劑量每次要保證在4 cGy以下，以保證病人的劑量吸收在合理的范圍內(nèi)（執(zhí)行細節(jié)可參考步驟3）。這時要注意的是選擇的層數(shù)不能太少，建議選擇20層進行掃描。

（5）輸出劑量與日檢一致。

1.4 月檢（表3）

表3 月檢項目與其允許值

1.4.1 測量設(shè)備

電離室、平板固體水、Tomophantom圓柱形水模體、TomoEletronmeter靜電儀、距離尺、EDR2膠片（35 cm×43 cm）。

1.4.2 執(zhí)行細節(jié)

（1）激光燈檢查，MVCT掃描劑量檢查及安全檢查等與周檢方法一致。

（2）輸出劑量檢查。月檢時輸出劑量至少采用兩種電離室進行檢測，以確保日檢與周檢時采用的電離室的準確性。

（3）驗證虛擬等中心。將EDR2大膠片放置在5 cm的平板等效固體水上，確保膠片處于等中心高度，即SSD=85，這里要注意的是要使膠片的對角線與橫斷面的靜態(tài)激光燈基本一致（圖1）。在膠片上標(biāo)記好激光燈位置和進床方向，再放上1 cm的建成固體水，自動進床掃描。分析膠片，檢查結(jié)果是否滿足≤1 mm（偏移），如滿足則檢測通過。

（4）靜態(tài)模式下束流能量檢測。利用平板等效固體水在機器的虛擬等中心處進行擺位。分別測出電離室位于1.5 cm、10.0 cm和20.0 cm深度處的輸出劑量，計算出百分深度劑量（PDD）PDD10/PDD1.5、PDD20/PDD1.5和PDD20/PDD10的值并與金標(biāo)準進行對比。

（5）Y方向離軸曲線測量。由于Jaw的到位精度相差1 mm都會導(dǎo)致螺旋斷層放療系統(tǒng)相當(dāng)明顯的劑量偏差。因此需要得到Jaw為1.0 cm、2.5 cm和5.0 cm的Y方向離軸曲線，與金標(biāo)準的Profile進行比較，得到射野寬度的偏差值，以確保Jaw的到位精度。沿著Y方向?qū)⑵桨宓刃Ч腆w水在虛擬等中心處擺好，將采集到的Y方向離軸曲線與機器的金標(biāo)準進行比較，得到射野寬度的偏差值。其中主要要保證兩個參數(shù)符合標(biāo)準：γ值在2%以內(nèi)，半高寬在1%以內(nèi)。

（6）機架與床的同步性檢測。機架與床的同步性對治療精度有著重要影響，必須保證機架與床運動有著較好的同步性。先沿著Y方向?qū)⑵桨宓刃Ч腆w水在虛擬等中心處擺好位置，然后將膠片擺好并標(biāo)記好進床方向，并放上1 cm的建成固體水，出束照射。分析膠片上的3條窄帶波峰之間的距離是否與機器周期一致且間距相等（圖 2）。

1.5 年檢

在年檢中，除了月檢內(nèi)容外，射野的橫向、縱向截面劑量分布以及PDD 曲線都需要測量并與相應(yīng)的建模數(shù)據(jù)相比較。還要采集每個治療射野的縱向截面劑量分布以及PDD 曲線，但只需要檢查5 cm的治療射野的橫向截面劑量分布。Y 軸方向鉛門以及MLC 校準的測量結(jié)果需與制造商的允許值相一致。

2 結(jié)束語

TomoTherapy是高精度高適形度影像調(diào)強放療設(shè)備中的佼佼者，為了保證其治療精確度與安全性，需要基于傳統(tǒng)直線加速器和其自身的特性建立完善的質(zhì)量控制體系。通過一年多的努力，本中心初步建立了TomoTherapy質(zhì)量控制體系與實施方法。隨著放射治療質(zhì)控設(shè)備的快速發(fā)展，需要繼續(xù)探索，更好地完善TomoTherapy質(zhì)量控制體系。

[1]Ruchala KJ,Olivera GH,Kapatoes JM.Limited-data image registration for radiotherapy positioning and verification[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2002,5(4):592-605.

[2]Erridge SC,Seppenwoolde Y,Muller SH,et al.Portal imaging to assess set-up errors,tumor motion and tumor shrinkage during conformal radiotherapy of non-small cell lung cancer[J].Radiother Onclo,2003,6(6):75-85.

[3]馬林,王連元,周桂霞,等.TOMOTHERAPY腫瘤斷層放射治療[M].成都:四川出版社,2010.

[4]陳永東.直線加速器劑量校準質(zhì)量保證探討[J].中國醫(yī)療設(shè)備,2012,27(6):64-65.

[5]Palma DA,Verbakel WFAR,Ottok,et al.New developments in arc radiation therapy:a review[J].Cancer Treatment Reviews,2010,36(5):393-399.

[6]Kutcher GJ,Coia L,Gillin M,et al.Comprehensive QA for radiation oncology:report of AAPM Radiation Therapy Committee Task Group 40[J].Med Phys,1994,21(4):581-618.

[7]Williamson JF,Dunscombe PB,Sharpe MB,et al.Quality assurance needs for modern image-based radiotherapy:recommendations from 2007 interorganizational symposium on "quality assurance of radiation therapy:challenges of advanced technology"[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2008,71(1 Suppl):S2-S12.