EDOSE進(jìn)行調(diào)強(qiáng)劑量驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估

【作者】王小深，鞠忠建，徐偉，鞏漢順，蔣中凱，叢小虎中國人民解放軍總醫(yī)院 放療科，北京市，100853

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EDOSE進(jìn)行調(diào)強(qiáng)劑量驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估

【作者】王小深，鞠忠建，徐偉，鞏漢順，蔣中凱，叢小虎
中國人民解放軍總醫(yī)院 放療科，北京市，100853

【摘要】目的 使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)基于加速器電子射野影像系統(tǒng)（EPID）對(duì)靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療(IMRT)計(jì)劃劑量驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估。方法 分析不同射野下EDOSE對(duì)EPID成像板劑量響應(yīng)均勻性的修正；不同大小射野gamma通過率；比較EDOSE反推計(jì)算的相關(guān)參數(shù)與計(jì)劃系統(tǒng)的差異。結(jié)果 修正后EPID不同射野均勻區(qū)域圖像灰度值的均勻性較好；γ(3mm/3%)分析不同射野的通過率均在理想范圍。計(jì)劃系統(tǒng)和EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)分別計(jì)算危及器官的體積并比較，僅右肺存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；計(jì)劃系統(tǒng)和EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)反推計(jì)算DVH比較，部分結(jié)果存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。結(jié)論 EDOSE與計(jì)劃系統(tǒng)具有契合度較高的計(jì)算和分析結(jié)果。

【關(guān) 鍵 詞】EDOSE；EPID；劑量驗(yàn)證

0　引言

放療技術(shù)發(fā)展迅速，調(diào)強(qiáng)放療逐漸成為主流放射治療模式，能夠更好的減少病人的副反應(yīng)并提高療效[1-3]。隨著調(diào)強(qiáng)放療治療比例不斷增加的同時(shí)也增加了物理師進(jìn)行調(diào)強(qiáng)計(jì)劃劑量驗(yàn)證的工作強(qiáng)度。常規(guī)的劑量驗(yàn)證方式主要為使用膠片或者不同類型的電離室矩陣進(jìn)行驗(yàn)證?，F(xiàn)階段電離室矩陣為主流劑量驗(yàn)證方式，但是其特性存在某些方面的不足：例如矩陣中電離室數(shù)量有限及間距較大，空間分辨率較差；多數(shù)較為笨重使用不夠方便；不能進(jìn)行病人治療過程中的劑量驗(yàn)證等。EPID成像具有較高空間分辨率并使用方便，現(xiàn)多用于病人擺位位置信息驗(yàn)證[4-6]，同時(shí)多數(shù)學(xué)者通過不同的方法對(duì)使用EPID進(jìn)行劑量驗(yàn)證進(jìn)行了探索[7-11]。EDOSE劑量驗(yàn)證軟件基于加速器EPID進(jìn)行病人劑量驗(yàn)證，使用方便，可以進(jìn)行病人治療前和治療過程中的劑量驗(yàn)證。本文主要探討靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃治療之前使用EDOSE進(jìn)行劑量驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估。

1　設(shè)備和方法

進(jìn)行劑量驗(yàn)證所使用的設(shè)備主要有：醫(yī)科達(dá)（Elekta）Snergy-s治療系統(tǒng)和電子射野影像系統(tǒng)（EPID），RAYDOSE?公司EDOSE劑量驗(yàn)證軟件，Pinnacle 8.0計(jì)劃系統(tǒng)，ImageJ圖像分析軟件，SPSS 19.0。

首先，將加速器EPID移到合適位置并將治療床移出照射野范圍。然后，分別在機(jī)架和機(jī)頭都為0度時(shí)，使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)分別采集束流200 MU時(shí)不同照射野5.2 cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm的EPID信息并保存。最后，將不同大小射野的經(jīng)過EDOSE修正的dicom格式圖像導(dǎo)出，再用ImageJ讀取圖像像素值并使用SPSS 19.0分析其均勻性，使用變異系數(shù)(C.V)表示。

在Pinnacle計(jì)劃系統(tǒng)中針對(duì)上述射野及參數(shù)使用均勻水模體模擬計(jì)算并將數(shù)據(jù)導(dǎo)入EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)。將不同大小的射野數(shù)據(jù)使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)反推到均勻水模體中計(jì)算，并與計(jì)劃系統(tǒng)所得結(jié)果進(jìn)行比較得到γ(3 mm/3%)通過率。

選取8例Pinnacle8.0計(jì)劃系統(tǒng)單側(cè)肺癌的靜態(tài)調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃，并分別傳輸?shù)絊ynergy-S加速器治療系統(tǒng)和EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)。在病人QA模式下分別使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)采集8例單側(cè)肺癌病人束流信息并保存。分別使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)采集的8例單側(cè)肺癌數(shù)據(jù)進(jìn)行反推計(jì)算，將所得結(jié)果與計(jì)劃系統(tǒng)導(dǎo)出結(jié)果進(jìn)行比較。分別比較兩者計(jì)算出的危機(jī)器官的體積和DVH，使用SPSS19.0分別進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，并記錄γ（3 mm/3%）通過率。

2　結(jié)果

5.2cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm大小射野經(jīng)修正后均勻區(qū)域圖像像素值的變異系數(shù)分別為0.45%、0.44%、0.46%、0.44%。不同大小的射野在均勻水模體中模擬計(jì)算的γ通過率分別為：99.32%、99.58%、98.34%、97.8%。

8例單側(cè)肺癌計(jì)劃危及器官的體積與計(jì)劃系統(tǒng)導(dǎo)出危機(jī)器官的體積比較，右肺具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。

對(duì)TPS和EDOSE分別計(jì)算所得結(jié)果的DVH進(jìn)行比較：Body的V20、V10、V5，患側(cè)肺V20、V10和全肺V20存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見表2。

8例靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的γ（3 mm/3%）通過率分別為：96.4%，95.24%，94.23%，93.71%，97.33%，97.25%，97.61%，91.73%。

3　討論

多數(shù)醫(yī)院EPID僅用于病人體位驗(yàn)證[4-6]，造成一定程度的資源浪費(fèi)。該文主要針對(duì)EDOSE用于治療前的劑量驗(yàn)證結(jié)果的評(píng)估。由上述結(jié)果可知EDOSE針對(duì)加速器EPID平板的劑量響應(yīng)的均勻性修正相對(duì)于常規(guī)膠片驗(yàn)證的膠片劑量響應(yīng)均勻性[12, 13]具有較好的結(jié)果，滿足臨床要求。不同射野在均勻水模體中EDOSE測(cè)量反推結(jié)果與計(jì)劃系統(tǒng)所得結(jié)果比較具有較高的γ通過率。該研究基于醫(yī)科達(dá)（Elekta）Snergy-s治療系統(tǒng)，加速器多葉光柵（MLC）等中心處厚度為0.4 cm，沒有鉛門，無法形成整數(shù)大小射野且最大射野為16 cm×21 cm。

表1　計(jì)劃系統(tǒng)和EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)計(jì)算區(qū)域內(nèi)的計(jì)劃靶區(qū)和危機(jī)器官的體積Tab.1 The volume of PTV and OAR in calculated region of TPS and EDOSE

使用EDOSE所計(jì)算危及器官體積與計(jì)劃系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果差異較小可接受。對(duì)于不同危及器官的不同劑量的百分體積部分具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，究其原因具有多方面因素影響：由于EDOSE本身反推算法與計(jì)劃系統(tǒng)之間的差異導(dǎo)致；由于加速器本身多頁光柵的到位精度的差異導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果存在差異，但此因素影響較小，由于測(cè)量結(jié)果為加速器MLC經(jīng)過保養(yǎng)和校準(zhǔn)之后進(jìn)行的測(cè)量；最后可能由于EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)數(shù)據(jù)擬合與計(jì)劃系統(tǒng)數(shù)據(jù)并非完全一致導(dǎo)致。在計(jì)算靶區(qū)及OAR體積差異較小的情況下，劑量計(jì)算部分存在差異由多因素導(dǎo)致，但在差異較小的情況下可以接受。經(jīng)過三維的γ(3 mm/3%)分析所測(cè)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的通過率分別較高。

4　結(jié)論

經(jīng)過多方面的分析，EDOSE具有良好的數(shù)據(jù)采集處理能力；使用EDOSE劑量驗(yàn)證系統(tǒng)基于EPID進(jìn)行靜態(tài)調(diào)強(qiáng)計(jì)劃的治療前驗(yàn)證具有正常的γ通過率，對(duì)所采集數(shù)據(jù)進(jìn)行反推計(jì)算具有較科學(xué)的結(jié)果。

表2　不同劑量對(duì)應(yīng)危機(jī)器官的百分體積Tab.2 The dose percentage volume of different OARs

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Evaluation of the EDOSE for IMRT Delivery Quality Assurance

【W(wǎng)riters】WANG Xiaoshen, JU Zhongjian, XU Wei, GONG Hanshun, JIANG Zhongkai, CONG Xiaohu
Department of Radiotherapy, PLA General Hospital, Beijing, 100853

【Abstract】Objective Evaluation of intensity-modulated radiation therapy(IMRT) delivery quality assurance(DQA) using EDOSE software based on accelerator electronic portal imaging device (EPID). Methods Analysed the dose response uniformity correction of EPID imaging plate in different fields and the gamma pass rates about the fields; And compared the calculated parameters of the EDOSE and the Pinnacle planning station. Results The uniformities on the homogeneous region of the fi elds are good after who corrected by EDOSE. The gamma（γ, 3mm/3%) pass rates are in the ideal range. The volume of the organs at risk(OAR) have no statistical signifi cance except the right lung; A part of the parameters have statistical signifi cance. Conclusions The results of the calculation and analysis of EDOSE has a high agreement with the planning system.

【Key words】EDOSE, EPID, delivery quality assurance

【中圖分類號(hào)】R730.5

【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2016.02.022

文章編號(hào)：1671-7104(2016)02-0147-03

收稿日期：2015-12-04

基金項(xiàng)目：中國人民解放軍總醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)基金(105059)

作者簡(jiǎn)介：王小深，E-mail: wangxiaoshen0408@126.com

通信作者：鞠忠建，E-mail: 15801234725@163.com