MOSFET探測器在全身放療質(zhì)量控制中的應(yīng)用

陳旭明，姚升宇，許奕，陳智維，胡喆凱，徐冰，趙國旗

上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院放射治療科，上海 201620

全身放射治療主要用于骨髓移植或外周血干細(xì)胞移植前的免疫抑制和機(jī)體內(nèi)的惡性腫瘤細(xì)胞的消滅[1-2]，目前已大量應(yīng)用于各類白血病、淋巴瘤的治療中。然而，其質(zhì)量控制相對比較困難。MOSFET是一種金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管，其特點是體積小、對各能量級的X射線和電子線有很好的能量效應(yīng)、不受劑量率與溫度氣壓影響、劑量儀刻度方便、靈敏度高、劑量重復(fù)性好等，目前已被應(yīng)用于臨床X線劑量的測量中[3-4]。本文主要探討MOSFET探測器用于全身放療質(zhì)量控制的方法。

1 治療設(shè)備與劑量檢測設(shè)備

治療設(shè)備使用Siemens Oncor直線加速器，將機(jī)架角旋轉(zhuǎn)至270°，機(jī)頭旋轉(zhuǎn)45°，射野開至最大野40 cm×40 cm，能量選取6 MV，放射源至患者中心（臍下4 cm處）距離為360 cm；同時為保證射野范圍內(nèi)的平坦度，要在機(jī)頭前插入一塊自制均整擋鉛塊使射野劑量均整度控制在±5%以內(nèi)。

劑量檢測儀分別采用NE2670劑量檢測儀和加拿大Thomson Nielsen公司制造的MOSFET 20型劑量檢測儀。

2 治療照射劑量

照射劑量由血液科根據(jù)患者的病情決定。一般分為以下幾種情況：照射劑量3 Gy，患者仰臥于治療床上，1次性完成，在照射劑量完成1/2時更換頭腳方向以使左右兩側(cè)劑量保持均勻；照射劑量6 Gy，患者仰臥于治療床上，在1天內(nèi)分2次完成，每次照射3 Gy，間隔6 h；照射劑量10 Gy，分5次完成，前3次患者坐在全身放療亭中行前后位放療，用合金鉛模遮擋肺部，后2次患者仰臥于治療床上，1次照射2 Gy，1天2次，間隔6 h。

3 測量方法

針對不同身體條件和照射劑量的患者，分別在治療前測量其臍下4 cm處的身體厚度與寬度。

使用有機(jī)玻璃板模擬患者的參考深度用于劑量預(yù)測，由于密度差異，有機(jī)玻璃板厚度與人體厚度之比為1:1.2。為完全模擬治療條件，將體模中心置于源軸距360 cm處并插入電離室和MOSFET探頭進(jìn)行測量。同時對MOSFET探頭進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定時將10個MOSFET探頭逐一與電離室置于同一位置，在完全模擬治療條件的情況下出束6 MV X線500 MU，重復(fù)5次以檢測探頭穩(wěn)定性。標(biāo)定時偏壓盒需采用高靈敏度檔。標(biāo)定完成后再將MOSFET探頭分別置于體模入射面與出射面，并換算出入射面、出射面劑量與中心層面劑量的關(guān)系。換算關(guān)系為：

式中Dm為體中點劑量，Din為入射點劑量，Dout為出射點劑量，可計算得到修正因子Fc[5]。測量時加速器射線500 MU，通過劑量儀讀取體中點劑量Dm，可計算得出加速器最終跳數(shù)：MU=500×Dp/Dm，Dp為處方劑量。對于照射劑量為3 Gy和6 Gy的患者，由于只需在治療床上進(jìn)行照射，故只需取其臍下4 cm處體寬作為體模參考深度進(jìn)行測量；對于照射10 Gy的患者，還需取其臍下4 cm處體厚作為體模參考深度在治療亭中進(jìn)行測量。

4 劑量監(jiān)測

對于照射劑量為3 Gy和6 Gy的患者，在治療時分別將MOSFET探測器粘貼于患者臍下4 cm處的身體兩側(cè)，以測量其入射點與出射點劑量，再通過修正因子Fc計算得出體中點劑量。對于照射劑量為10 Gy的患者，在治療亭中需分別將MOSFET探測器粘貼于患者臍下4 cm處的體前側(cè)與后側(cè)，并同時將探頭粘貼于被鉛模遮擋的胸部前后側(cè)，以測算胸壁處需加量照射的電子線劑量；在治療床上的劑量監(jiān)測方法則與照射劑量為3 Gy者相同。

5 結(jié)果

5.1 對MOSFET探測器的標(biāo)定結(jié)果

在實際應(yīng)用中，不能使用最大偏差>3%的探測器。10例MOSFET探測器的標(biāo)定結(jié)果，見表1。

表1 MOSFET探測器的標(biāo)定結(jié)果（10例）

5.2 不同體模厚度測得的修正因子Fc

由于患者體寬或體厚的不同必然引起修正因子Fc不同，結(jié)果見表2。

表2 不同模體厚度測得的Fc

5.3 治療中測得誤差

在治療時將MOSFET探測器粘貼與患者體表，通過修正因子Fc計算體中點劑量，除兩例外誤差均控制在5%以內(nèi)，結(jié)果見表3。

表3 治療誤差 （%）

6 討論

由表1可以看出，10個探測器中有7個最大偏差均控制在3%以內(nèi)，另3個經(jīng)再次重新標(biāo)定后，最大偏差亦能控制在3%以內(nèi)，均可用于臨床測量。在標(biāo)定探測器時，因全身放療設(shè)備的源軸距一般為常規(guī)放療的3倍左右，且機(jī)頭前插有一塊均整擋鉛塊，各種因素如射線質(zhì)、輻射場等的變化易造成系統(tǒng)的測量誤差，所以應(yīng)將標(biāo)定條件設(shè)置為完全模擬全身放療條件，以減少上述測量誤差。同時由于全身放療的源軸距是常規(guī)的3倍，根據(jù)距離平方反比定律，全身放療輻射場的強(qiáng)度會大幅衰減[6]，因此在標(biāo)定時偏壓盒需設(shè)置為高靈敏度以控制每次測量時探頭讀數(shù)的一致性。

由表2可以看出，不同厚度的體模對修正因子Fc的影響：隨著體模厚度的增加，F(xiàn)c逐漸減小，這是由于體模的增大使得體模散射因子Sp增大；同時，由于測量是在規(guī)則的有機(jī)玻璃體模中進(jìn)行的，故而無法考慮到人體表面的不規(guī)則曲度以及內(nèi)部的密度不均勻性，這也是導(dǎo)致最終測量誤差的一個因素[7]。另外，在全身放療中另一個難點就是對胸壁和后背電子線補(bǔ)量的計算，而MOSFET探測器可以通過直接測量胸壁和后背的劑量來完成。

MOSFET探測器是一種高效、可靠、操作簡便的測量工具，經(jīng)過一系列系統(tǒng)的測量和運(yùn)算，可以應(yīng)用于全身放療的質(zhì)量控制中，起到監(jiān)測治療劑量、控制誤差的作用。

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