IP板在醫(yī)用直線加速器質(zhì)量控制中的應(yīng)用

【作 者】劉光波，閆慧娟，孫云川

河北省滄州中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院放療科，滄州市，061000

IP板在醫(yī)用直線加速器質(zhì)量控制中的應(yīng)用

【作 者】劉光波，閆慧娟，孫云川

河北省滄州中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院放療科，滄州市，061000

目的 探討計(jì)算機(jī)X線攝影（Computed Radiography，CR）在放療質(zhì)量控制中的應(yīng)用價(jià)值。 方法 分別采用CR和輻射自顯影膠片對(duì)醫(yī)用直線加速器進(jìn)行光野射野一致性、準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)同心度、治療床旋轉(zhuǎn)同心度以及多葉光柵系統(tǒng)（Multi-Leave Collimators，MLC)的到位精度進(jìn)行10次重復(fù)測(cè)試，比較兩種成像方式測(cè)量結(jié)果的差異。 結(jié)果 同一組中CR與輻射自顯影膠片測(cè)量結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。 結(jié)論 CR可滿足放療質(zhì)量控制的要求，在加速器質(zhì)控方面有一定的使用價(jià)值。

CR；輻射自顯影膠片；質(zhì)量控制

0 引言

隨著放療設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)用直線加速器的質(zhì)量控制愈加重要。依據(jù)美國(guó)AAPM TG142號(hào)報(bào)告，多項(xiàng)質(zhì)控的測(cè)試均需采集射野圖像進(jìn)行檢測(cè)[1]。目前大多數(shù)醫(yī)院使用輻射自顯影膠片進(jìn)行圖像采集，但輻射自顯影膠片價(jià)格較貴，我們將IP板代替輻射自顯影膠片進(jìn)行加速器質(zhì)量控制，通過(guò)對(duì)CR和輻射自顯影膠片兩種成像方式的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，探討使用IP板進(jìn)行加速器質(zhì)量控制的可行性。

1 材料和方法

1.1 設(shè)備

① 醫(yī)用直線加速器：瑞典醫(yī)科達(dá)公司；② IP板：美國(guó)Eastman Kodak公司；③KODAK CR900處理系統(tǒng)；④ GAFCH-ROMIC EBT2膠片(以下簡(jiǎn)稱EBT2膠片)：美國(guó)ISP公司；⑤ Epson V700掃描儀：中國(guó)；⑥ RW3固體虛擬水：德國(guó)IBA公司。

1.2 關(guān)于光野射野一致性的檢測(cè)

在加速器6 MV X線模式下，設(shè)置加速器機(jī)架角為0°，源皮距為100 cm，射野大小為10×10 cm2；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，EBT2膠片位于醫(yī)用直線加速器標(biāo)稱源皮距處垂直于射線軸，設(shè)置MU=300，在膠片上疊加1.5 cm厚的固體虛擬水，下方放置5 cm厚的固體虛擬水，所得圖像使用掃描儀測(cè)得數(shù)據(jù)；IP板照射時(shí)，設(shè)置MU=5，正面放置1 mm銅板，反面依次加倒置的濾線器和1 mm銅板，所得圖像使用CR影像處理軟件系統(tǒng)調(diào)整圖像的窗寬窗位，使用所帶工具測(cè)得所需數(shù)據(jù)；重復(fù)測(cè)量10組數(shù)據(jù)。

1.3 準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)同心度的檢測(cè)

在加速器6 MV X線模式下，設(shè)置機(jī)架角為0o，Y Jaw設(shè)置為Y1=0.3 cm、Y2=0.3 cm，X Jaw設(shè)置為X1=20 cm、X2=20 cm，以形成等中心處0.6cm的狹長(zhǎng)射野，EBT2膠片每次曝光300 MU，IP板5 MU，分別在機(jī)架角0o、45o、90o、135o下曝光4次，各條狹長(zhǎng)射野在介質(zhì)上形成“米”字線圖像。在米字線圖像上分別做其中分線，代表每次輻射的輻射束軸，分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測(cè)量?jī)山M圖像四條中分線形成的中心圓形區(qū)域的最大直徑，重復(fù)測(cè)量10組數(shù)據(jù)。

1.4 關(guān)于治療床旋轉(zhuǎn)同心度的檢測(cè)

拍攝條件的設(shè)置同測(cè)量準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)同心度的設(shè)置，旋轉(zhuǎn)治療床的角度分別置為0o、45o、90o、315o，然后拍攝EBT2膠片和IP板關(guān)于治療床旋轉(zhuǎn)形成的的“米”字形圖像，采集圖像后分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測(cè)量?jī)山M圖像四條中分線形成的中心圓形區(qū)域的最大直徑，重復(fù)測(cè)量10組數(shù)據(jù)。

1.5 關(guān)于加速器MLC的位置精確度的檢測(cè)

我們主要考察MLC的第20對(duì)葉片的到位精度。在加速器6 MV X線能量下，設(shè)置加速器機(jī)架角為0o，源皮距為100 cm，在計(jì)劃系統(tǒng)中做一10×10 cm2方形野，手動(dòng)將第20對(duì)葉片拉至Y1=0。照射時(shí)，EBT2膠片每次曝光300 MU，IP板為5 MU，采集圖像后分別使用掃描儀和CR影像處理軟件測(cè)量?jī)山M圖像第20組MLC的位置值，重復(fù)測(cè)量10組數(shù)據(jù)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

測(cè)量結(jié)果以x±s表示，采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，兩組數(shù)據(jù)的比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

圖1 光野射野一致性檢測(cè)Fig.1 The alignment of light felds with radiation felds

圖2 準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)同心度檢測(cè)Fig.2 Collimator rotation with center

圖3 治療床旋轉(zhuǎn)同心度檢測(cè)Fig.3 Couch rotation with center

圖4 MLC到位精度檢測(cè)Fig.4 Position accuracy of MLC

在光野射野一致性的檢測(cè)中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖1(a)，圖1(b)，兩者的的檢測(cè)結(jié)果分別為(0.100±0.875) mm和(-0.050±0.831) mm；在準(zhǔn)直器旋轉(zhuǎn)同心度的檢測(cè)中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖2(a)，圖2(b)，兩者的檢測(cè)結(jié)果分別為(0.350±0.338) mm和(0.300±0.258) mm；在治療床旋轉(zhuǎn)同心度的檢測(cè)中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖3(a)，圖3(b)，兩者的檢測(cè)結(jié)果分別為(0.700±0.483) mm和(0.550±0.284) mm；在加速器MLC到位精度的檢測(cè)中，EBT2膠片與IP板拍攝圖像如圖4(a)，圖4(b)，兩者的檢測(cè)結(jié)果分別為(-0.500±0.497) mm和(0.050±0.761) mm；以上兩組測(cè)量數(shù)據(jù)的結(jié)果均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=0.361、-1.406、1.309、-0.688，P＞0.05），詳見(jiàn)表1。

表1 EBT2膠片與IP板檢測(cè)結(jié)果的比較（x±s, mm）Tab.1 Comparison of EBT2flm and IP plate test results（x±s, mm）

3 討論

本研究結(jié)果顯示，IP板與輻射自顯影膠片關(guān)于醫(yī)用直線加速器光野射野一致性的測(cè)量結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。張啟順等[3]將IP板應(yīng)用于放射治療定位和放射治療照射野驗(yàn)證中，結(jié)果拍攝的射野驗(yàn)證片和模擬定位片圖像清晰，能直觀反映患者定位和投照的部位與區(qū)域，且圖像便于數(shù)字化處理，存儲(chǔ)方便易查找。IP板的靈敏度高，因此也可以減少病人不必要的受量。在加速器準(zhǔn)直器與治療床的旋轉(zhuǎn)同心度檢測(cè)中，兩者所得數(shù)據(jù)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。張建英等[4]做過(guò)加速器質(zhì)量控制中星型片分析的研究，影響其結(jié)果的因素有很多，主要是能量的影響會(huì)導(dǎo)致軟件分析出現(xiàn)誤差，需仔細(xì)分析再做出最后判斷，而CR系統(tǒng)的圖像后處理功能使得到的圖像信息更加可靠。在MLC到位準(zhǔn)確性檢測(cè)中，兩者所得結(jié)果無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。蔡漢飛等[5]使用輻射自顯影膠片用于多葉準(zhǔn)直器的校準(zhǔn)，能滿足校準(zhǔn)后MLC的到位精度在±1 mm之內(nèi)的要求。但是，為了檢測(cè)到各組葉片還要進(jìn)行膠片的拼接，與輻射自顯影膠片相比經(jīng)CR后處理軟件處理的IP板圖像影像對(duì)比度好，緣銳利度好，圖像清晰，價(jià)格低并且可以重復(fù)使用。

隨著放療設(shè)備技術(shù)的發(fā)展，我們對(duì)放療質(zhì)量控制的要求也越來(lái)越高，醫(yī)用直線加速器的機(jī)械等中心的精度和MLC的到位精度對(duì)于患者能否得到精確的靶區(qū)照射至關(guān)重要。現(xiàn)今，輻射自顯影膠片作為常用的醫(yī)用直線加速器質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，由于其本身價(jià)格的昂貴，使得很大一部分醫(yī)院無(wú)法普及使用，尤其是在MLC到位精度測(cè)量時(shí)，為了檢測(cè)到各組葉片還要進(jìn)行膠片的拼接，這就造成了極大的浪費(fèi)。有的醫(yī)院采用傳統(tǒng)膠片采集驗(yàn)證圖像，但是傳統(tǒng)膠片需要在暗室環(huán)境中使用藥水沖洗，這樣就占用了大量的使用空間，分析結(jié)果還依賴于洗片機(jī)的穩(wěn)定性，而且膠片易受輻射能量的影響，操作上的復(fù)雜使得這種方式逐漸趨于淘汰。CR作為替代普通X線膠片成像的一種技術(shù)[5-6]，可以把存儲(chǔ)于IP板上的X線信號(hào)用激光掃描轉(zhuǎn)化為電信號(hào)并進(jìn)行數(shù)字處理，結(jié)果可靠且操作簡(jiǎn)便。CR系統(tǒng)強(qiáng)大的后處理功能便于數(shù)字化處理，信息存儲(chǔ)方便，而且IP板感光范圍寬、靈敏度高，在照射量低的情況下也可獲得清楚的圖像，減少了對(duì)機(jī)器的損耗。另一方面CR系統(tǒng)也存在其不足之處，IP板在讀取存儲(chǔ)信息前有輕微的消退現(xiàn)象，存儲(chǔ)時(shí)間過(guò)久和曝光不足會(huì)導(dǎo)致噪聲過(guò)大，建議及時(shí)讀取信息，需定期對(duì)IP板進(jìn)行擦洗處理，清除殘留噪聲。另外，基于加速器的質(zhì)量控制，IP板在MV級(jí)射線下的壽命少有報(bào)道。

總之，CR能滿足加速器質(zhì)量控制的要求，可以作為醫(yī)用直線加速器質(zhì)量控制方式在醫(yī)院進(jìn)行使用,在一些基層醫(yī)院，利用已經(jīng)淘汰的IP板進(jìn)行加速器的質(zhì)控，不僅保證了質(zhì)量控制的精確性，也使資源可以得到有效地利用。

[1] 胡逸民, 張紅志, 戴建榮, 等. 腫瘤放射物理學(xué)[M]. 北京: 原子能出版社, 1999.

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[3] 張啟順, 武道福. IP板在放射治療定位和射野驗(yàn)證中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代腫瘤醫(yī)學(xué), 2009, 17(4): 738-739.

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Application of Image Plate in Quality Assurance of Medical Accelerator

【 Writers 】LIU Guangbo, YAN Huijuan, SUN Yunchuan
Department of Radiation Oncology, Hebei Province Cangzhou Hospital of Integrated Traditional and Western Medicine, Cangzhou, 061000

Objective To explore the value of Computed Radiography(CR) in quality control for the medical linear accelerator. Methods By using both CR and autoradiography flm respectively, we tested the alignment of light felds with radiation felds, collimator rotation with center, couch rotation with center and multi-leave collimators(MLC) position accuracy of medical linear accelerator. Each tests were carried out ten times repetitive collection. Then compared the differences between this two methods. Results There were no signifcant difference between CR and autoradiography flm in the same grup(P＞0.05). Conclusion CR can be used in quality control for the medical linear accelerator since it can meet quality control requirements of radiotherapy.

computed radiograpy, autoradiography flm, quality control

TH774

A

10.3969/j.issn.1671-7104.2016.06.018

1671-7104(2016)06-0458-03

2016-04-28

劉光波，E-mail：liuguangbo001@163.com