多葉準(zhǔn)直器位置誤差對(duì)靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃驗(yàn)證通過率影響的研究

王猛

上海同濟(jì)醫(yī)院 放療科，上海 200065

多葉準(zhǔn)直器位置誤差對(duì)靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)放療計(jì)劃驗(yàn)證通過率影響的研究

王猛

上海同濟(jì)醫(yī)院 放療科，上海 200065

目的 通過實(shí)驗(yàn)分析多葉準(zhǔn)直器（Multi-leaf Collimator，MLC）位置誤差對(duì)靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)放療（IMRT）計(jì)劃驗(yàn)證通過率的影響。方法 選取8例鼻咽癌IMRT計(jì)劃，通過計(jì)劃系統(tǒng)設(shè)置為每個(gè)病例計(jì)劃的MLC葉片末端位置分別帶入±0.5 mm、±1 mm、±2 mm的誤差，分別命名為Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2。利用Octavius 4D劑量驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)每個(gè)計(jì)劃進(jìn)行測量，得到所有計(jì)劃的三維劑量分布。采用γ分析方法，得到所有計(jì)劃的劑量驗(yàn)證通過率。結(jié)果 當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為2%/2 mm時(shí)，8例原計(jì)劃的平均通過率為76.3%。Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率均小于原計(jì)劃的通過率，但是只有Trail+2的平均通過率與原計(jì)劃相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為3%/3 mm時(shí)，8例原計(jì)劃的平均通過率為91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計(jì)劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計(jì)劃的通過率相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論 針對(duì)MLC的位置誤差需要進(jìn)行獨(dú)立質(zhì)控以保證放療計(jì)劃的準(zhǔn)確實(shí)施。

多葉準(zhǔn)直器；位置誤差；靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)；通過率；鼻咽癌

調(diào)強(qiáng)放療技術(shù)（Intensity-Modulated Radiation Therapy，IMRT）可以在靶區(qū)的內(nèi)部形成均勻的高劑量區(qū)，而同時(shí)保證附近的危及器官只受到低劑量照射，因此被各個(gè)放療單位廣泛應(yīng)用[1]。多葉準(zhǔn)直器（Multi-leaf Collimator，MLC）的位置誤差會(huì)直接影響IMRT計(jì)劃的劑量分布，有研究顯示MLC葉片外擴(kuò)與內(nèi)收的位置誤差對(duì)放療劑量的影響不可忽略[2-4]。本研究主要通過為IMRT計(jì)劃帶入MLC誤差，分析其對(duì)計(jì)劃驗(yàn)證通過率的影響。

1 儀器與方法

1.1 儀器

本研究采用德國PTW公司的Octavius 4D劑量驗(yàn)證設(shè)備及其配套的VeriSoft 5.1分析軟件，瑞典Elekta公司的Synergy直線加速器，美國Philips公司的MX-16slice CT和Pinnacle 3放療計(jì)劃系統(tǒng)。Octavius 4D驗(yàn)證設(shè)備包括：① Octavius 4D圓柱型等效固體水旋轉(zhuǎn)模體；② Octavius Detector 729二維矩陣。Synergy直線加速器的MLC由40對(duì)葉片組成。

1.2 方法

（1）抽取本院放療科8例鼻咽癌IMRT放療計(jì)劃。射野數(shù)為9個(gè)，機(jī)架角度360°范圍內(nèi)均勻分布，子野數(shù)在72～108之間，跳數(shù)在881～1023之間。

（2）MLC位置誤差模擬。在Pinnacle 3放療計(jì)劃系統(tǒng)9.8版本中，將原鼻咽癌放療計(jì)劃命名為Trail，復(fù)制6個(gè)同樣的計(jì)劃，并分別命名為Trail-0.5、Trail+0.5、Trail-1、Trail+1、Trail-2、Trail+2，并為每個(gè)計(jì)劃的每個(gè)子野分別帶入計(jì)劃名稱中相應(yīng)的誤差值。方法如下，首先在Trail-0.5計(jì)劃中的“MLC OPTION”窗口里找到MLC葉片移動(dòng)距離選項(xiàng)，輸入-0.5，單位為mm，點(diǎn)擊“shift left leaves”和“shift right leaves”按鈕，所有MLC按鈕向射野中心軸方向內(nèi)收0.5 mm，然后將所有射野的全部子野依次處理，最后重新計(jì)算劑量分布。其余計(jì)劃也按照該方法重新設(shè)置并傳輸?shù)郊铀倨鞯腗osaiq工作站執(zhí)行。

（3）劑量驗(yàn)證及評(píng)價(jià)指標(biāo)。用Octavius 4D進(jìn)行測量，得到所有計(jì)劃的劑量分布，然后同Pinnacle 3放療計(jì)劃系統(tǒng)輸出的劑量分布做對(duì)比。采用γ分析方法，去除劑量值小于最大劑量點(diǎn)5%的值，選取3%/3 mm和2%/2 mm兩個(gè)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，得到每個(gè)計(jì)劃的通過率。采用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，所有病例原計(jì)劃通過率和引入誤差計(jì)劃的通過率進(jìn)行Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

在3%/3 mm和2%/2 mm兩種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)下，引入不同誤差后的平均通過率統(tǒng)計(jì)，見圖1。當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為2%/2mm時(shí)，8例原計(jì)劃的平均通過率為76.3%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計(jì)劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計(jì)劃的通過率相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。當(dāng)評(píng)價(jià)指標(biāo)為3%/3mm時(shí)，8例原計(jì)劃的平均通過率為91.7%，Trail-1、Trail-2、Trail+2的通過率小于原計(jì)劃的通過率，只有Trail+2的平均通過率與原計(jì)劃的通過率相比具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

MLC葉片±1 mm和±2 mm的位置誤差能降低IMRT計(jì)劃的通過率，而±0.5 mm的位置誤差并不能顯著影響其通過率，甚至出現(xiàn)比原計(jì)劃還要高的通過率。2%/2 mm的評(píng)價(jià)指標(biāo)比3%/3 mm的評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)這種誤差更敏感，但差異并不顯著。

圖1 引入不同誤差后的平均通過率

3 討論

Mu等[4]的研究表明MLC葉片的隨機(jī)誤差對(duì)鼻咽癌放療計(jì)劃的影響不顯著，因此，本研究忽略了該種誤差對(duì)計(jì)劃通過率的影響。在此次研究中，3%/3 mm的平均通過率低于91.7%。低于之前的一些平面驗(yàn)證通過率報(bào)道，可能與驗(yàn)證方式有關(guān)，Octavius 4D的驗(yàn)證通過率包含了機(jī)架誤差，床板因子等在內(nèi)誤差。根據(jù)美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(huì)（AAPM）的建議，IMRT計(jì)劃中MLC葉片的位置誤差應(yīng)小于±1 mm。通過本研究發(fā)現(xiàn)計(jì)劃通過率并不能很好反映MLC葉片±1 mm及±0.5 mm誤差。王清鑫等[5]的研究同樣顯示MLC葉片±1 mm及±0.5 mm誤差對(duì)容積調(diào)強(qiáng)旋轉(zhuǎn)放療計(jì)劃的通過率影響較小，無法檢測。因此，應(yīng)該通過對(duì)MLC進(jìn)行獨(dú)立的質(zhì)控以保證放療計(jì)劃的準(zhǔn)確實(shí)施[6-8]。

本研究利用了Pinnacle計(jì)劃系統(tǒng)自帶的功能設(shè)置MLC位置誤差以檢測其對(duì)通過率的影響，方法簡便易行、易于推廣，也可以由此判斷驗(yàn)證系統(tǒng)對(duì)靜態(tài)野調(diào)強(qiáng)MLC誤差的靈敏度。

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Study on the Inf uence of Multi-leaf Collimator Position Error on the Verif cation Pass Rate of the Static IMRT Plan

WANG Meng
Department of Radiotherapy, Shanghai Tongji Hospital, Tongji University School of Medicine, Shanghai 200127, China

Objective To analyze the influence of MLC (Multi-Leaf Collimator) position error on the verif cation pass rate of IMRT (Intensity-Modulated Radiation Therapy) plan through experiments. Methods Altogether 8 cases of nasopharyngeal carcinoma IMRT plans were selected. And then, for each case, the errors of ±0.5 mm, ±1 mm and ±2 mm in MLC leaf terminal positions were set respectively through the program system, which was named as Trail-0.5, Trail+0.5, Trail-1, Trail+1, Trail-2 and Trail+2 respectively. Each program was measured by using Octavius 4D dose verif cation system to obtain all the three dimensional dose distribution of each plan. And the dose verif cation pass rate of all the plans was acquired by using the gamma analysis method. Results When the evaluation index was 2%/2 mm, the average pass rate of 8 cases was 76.3%. The pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 were less than that of the original plan. But only the average pass rate of Trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. When the evaluation index was 3%/3 mm, the average pass rate of 8 cases was 91.7%. Similar to 2%/2 mm, the pass rate of Trail-1, Trail-2 and Trail+2 was less than that of the original plan; only the average pass rate of trail+2 had statistical signif cance (P＜0.05) in contrast with the original plan. Conclusion The location precision of MLC need independent quality control to ensure the accurate implementation of radiotherapy.

multileaf collimator; position error; intensity-modulated radiation therapy; pass rate; nasopharyngeal carcionoma

TH774

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.10.033

1674-1633(2016)10-0106-02

2015-12-09 修改日期：2 015-12-15

作者郵箱：1986wangmeng@163.com