IC Profiler性能研究

雷宏昌，馬蕾杰，劉冰，陳鵬，劉晗

鄭州大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院 河南省腫瘤醫(yī)院 放療科，河南 鄭州 450008

引言

在加速器照射野的性能測(cè)量中，經(jīng)常要使用三維劑量分析儀[1]，有時(shí)使用膠片測(cè)量[2]、熱釋光劑量?jī)x[3-4]或二維矩陣測(cè)量[5-6]。加速器的安裝調(diào)試、治療計(jì)劃系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、年檢或更換加速管時(shí)均需使用三維劑量分析儀，其用途廣，測(cè)量數(shù)據(jù)精度高，但該儀器每次使用前安裝準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，體積大，運(yùn)輸不便，屬易損設(shè)備。新的測(cè)量工具IC Profiler可以彌補(bǔ)這些缺陷，在檢查和調(diào)試加速器的射野性能時(shí)方便快捷。我們對(duì)IC Profiler和三維劑量分析儀的測(cè)量結(jié)果及精度進(jìn)行對(duì)比分析，研究IC Profiler的測(cè)量性能。

1 材料與方法

1.1 設(shè)備與材料

美國(guó)SUN NUCLEAR公司IC Profiler測(cè)量?jī)x，探測(cè)器類型為電離室，測(cè)量射野范圍32 cm×32 cm，電離室寬度0.29 cm，相鄰電離室間距0.5 cm，電離室總數(shù)251個(gè)，有效測(cè)量點(diǎn)上方有0.9 cm等效水材料；IBA Blue Phantom2型三維水箱，0.13 cc電離室；Elekta公司In finity加速器，包含 6 MV、10 MV、6 X FFF（FFF：Flattening Filter Free，射線束沒有被勻整過濾）和10 X FFF四檔X射線；IBA固體水模等。

1.2 檢測(cè)內(nèi)容及方法

（1）首先執(zhí)行IC Profiler軟件校準(zhǔn)程序，分別對(duì)6 MV、10 MV、6 MV FFF和10 MV FFF四檔X射線進(jìn)行校對(duì)。測(cè)量不同方野條件下X軸和Y軸方向的離軸比曲線，對(duì)于6 MV X射線和10 MV X射線，方野大小包括5、6、7、8、9、10、20和30 cm，比較測(cè)量項(xiàng)目包括平坦度、對(duì)稱性、射野大小、半影和中心點(diǎn)偏差五項(xiàng)[7-10]；對(duì)于 6 MV FFF X射線和10 MV FFF X射線，測(cè)量方野大小包括5、10、15和20 cm，比較測(cè)量項(xiàng)目包括對(duì)稱性和中心點(diǎn)偏差兩項(xiàng)。

（2）使用Blue Phantom2三維水箱測(cè)量不同方野條件下X軸和Y軸方向的離軸比曲線[11]，能量和方野大小同（1）。

（3）IC Profiler測(cè)量時(shí)，將其有效測(cè)量面位于SAD水平面上，上面覆蓋9.1 cm等效水材料；Blue Phantom2三維水箱測(cè)量時(shí)，源皮距為90 cm，電離室位于SAD平面測(cè)量離軸比曲線[12]。

2 結(jié)果

測(cè)量結(jié)果，見表1～3。其中表1為IC Profiler與Blue Phantom2測(cè)量6 MV X射線的差別，表2為IC Profiler與Blue Phantom2測(cè)量10 MV X射線的差別，表3為IC Profiler與Blue Phantom2測(cè)量6 MV FFF X射線和10 MV FFF X射線的差別，三個(gè)表的差別值均為使用IC Profiler測(cè)量值減去Blue Phantom2測(cè)量值而得到。

表1 IC Profiler與Blue Phantom2測(cè)量6 MV X射線的差別

表2 用IC Profiler與用Blue Phantom2測(cè)量10 MV X射線的差別

表3 IC Profiler與Blue Phantom2測(cè)量6 MV FFF X射線和10 MV FFF X射線的差別

由表1可知，對(duì)6 MV X射線的測(cè)量，Y軸方向上，兩種測(cè)量方法平坦度的差別從-1.4%到1.0%，差值-0.57%±0.6%，相對(duì)較小；對(duì)稱性兩者測(cè)量差值-0.22%±0.35%，與射野大小沒有關(guān)系；射野寬度差別為（-0.13±0.09）cm；半影測(cè)量差值為（0.13±0.10）cm；中心點(diǎn)測(cè)量差值為（0.09±0.03）cm。X軸方向上，兩種儀器測(cè)量差別為：平坦度從-1.2%到0.7%，差值-0.48%±0.55%；對(duì)稱性-0.16%±0.41%；射野寬度（-0.15±0.08）cm；半影（-0.12±0.14）cm；中心點(diǎn)位置（0.07±0.05）cm。

在表2中，對(duì)10 MV X射線的測(cè)量，射野平坦度的差別，Y軸方向差值為-1.17%±0.60%，X軸方向差值為-0.95%±0.60%。對(duì)稱性方面，Y軸方向差別為-0.13%±0.47%，X軸方向?yàn)?0.17%±0.66%，與射野大小沒有關(guān)系。射野寬度方面，Y軸方向差別為（-0.12±0.09）cm，X軸方向?yàn)椋?0.14±0.09）cm。射野半影方面，Y軸方向差別為（-0.13±0.09）cm，X軸方向?yàn)椋?0.15±0.09）cm。中心點(diǎn)位置的測(cè)量，Y軸方向差別為（0.08±0.04）cm，X軸方向?yàn)椋?0.01±0.02）cm。

在表3中，兩種儀器測(cè)量6 MV FFF X射線對(duì)稱性的差別，Y軸方向?yàn)?.07%±0.39%，X軸方向?yàn)?.76%±34%；測(cè)量中心位置的差別，Y軸方向?yàn)椋?.01±0.01）cm，X軸方向?yàn)椋?.13±0.02）cm。兩種儀器測(cè)量10 MV FFF X射線對(duì)稱性差別，Y軸方向?yàn)?.63%±0.39%，X軸方向?yàn)?.09%±0.27%；測(cè)量中心點(diǎn)位置的差別，Y軸方向?yàn)椋?0.02±0.01）cm，X軸方向?yàn)椋?.02±0.01）cm。

3 討論

對(duì)比分析相同條件下IC Profiler和Blue Phantom2的測(cè)量結(jié)果，對(duì)IC Profiler性能得到如下結(jié)論：

（1）射野平坦度。用IC Profiler測(cè)量的結(jié)果比使用Blue Phantom2稍小，即看起來平坦度更好，產(chǎn)生這種差別的原因是：IC Profiler測(cè)量點(diǎn)間隔5 mm，相對(duì)較少，一些測(cè)量點(diǎn)未檢測(cè)出來，有些最大點(diǎn)或最小點(diǎn)未能顯示出來，在小野≤9 cm時(shí)測(cè)量點(diǎn)較少，差別較明顯，大野時(shí)兩種設(shè)備符合度更好。在測(cè)量中使用IC Profiler軟件曾得出測(cè)量的小野平坦度與Blue Phantom2測(cè)量結(jié)果不一致，分析發(fā)現(xiàn)軟件對(duì)小野數(shù)據(jù)處理有錯(cuò)誤，糾正后修改了測(cè)量結(jié)果。

（2）射野對(duì)稱性。對(duì)比測(cè)量FF（射線束經(jīng)過均勻過濾）和FFF大小不同射野[13]，均與Blue Phantom2測(cè)量值差別很小，符合度好，可以用于測(cè)量所有射野的對(duì)稱性。

（3）射野寬度。測(cè)量中，用IC Profiler測(cè)量的數(shù)值比三維劑量分析儀測(cè)量值稍小，小約1.3 mm。因IC Profiler測(cè)量電離室相距5 mm，測(cè)量的射野寬度不能區(qū)分射野小于5 mm的小變化[14]，而實(shí)際射野與標(biāo)稱值存在的1 mm或2 mm的差別，三維劑量分析儀能夠準(zhǔn)確測(cè)量出來，產(chǎn)生了兩者測(cè)量差別。

（4）IC Profiler半影。測(cè)量值較小，最大差別2.4 mm，半影一般為7～10 mm，兩者差別較大。IC Profiler測(cè)量點(diǎn)相距5 mm，與半影相近，不易準(zhǔn)確測(cè)量。

（5）射野中心的測(cè)量。兩種方法差別較小。該項(xiàng)差別與測(cè)量設(shè)備的精確擺放有關(guān)[15]，與Blue Phantom2機(jī)械重復(fù)性相關(guān)[16]。從測(cè)量結(jié)果分析得出，使用IC Profiler，不宜測(cè)量照射野半影；測(cè)量射野的寬度會(huì)產(chǎn)生2～3 mm的誤差；測(cè)量射野平坦度、對(duì)稱性、射野中心位置，與三維劑量分析儀相一致。在快速檢查射野性能、調(diào)試加速器時(shí)，IC Profiler是一個(gè)較好的工具。