螺旋断层放疗的日常质量控制与质量保证

文婷，黎静，张晋建，余咏兰，尹智宇，靳怀志，王雅冰，叶柳青

广州军区总医院 螺旋断层放疗中心，广东 广州 510010

0 前言

螺旋断层放疗设备（TomoTherapy）是集成在螺旋CT里的影像引导调强放疗（IGRT）系统，国内于2007年首次引进并开展病人治疗，至2012年，我国共有8台TomoTherapy在临床上开展病人治疗，预计在不久的将来会得到更快速的发展。TomoTherapy的精度与稳定性是保证治疗准确安全的前提条件，只有在确定机器精度与稳定性的前提下，才能对病人进行治疗。因此与普通的直线加速器一样，建立一定频率的机器检测是必须的。由于TomoTherapy与普通的直线加速器比较具有很多的不同之处，因此在机器的质控（QA）方面具有其独自的特点。

1 材料与方法

1.1 结构与原理

TomoTherapy是一种全新的调强放疗设备[1]，它用直线加速器代替球管安装在CT的滑环机架上，使用扇形束实施螺旋照射。TomoTherapy在进床的同时环绕患者进行360°旋转，在40 cm×160 cm范围内螺旋照射治疗。因此，TomoTherapy能避免在大范围长靶区的放射治疗中层与层连接处可能产生的冷、热点的问题。TomoTherapy采用64片二元多叶光栅调制照射野，源轴距（SAD）为85 cm。射野的最大宽度为40 cm，最大开度为5 cm，由次级准直器（Jaw）开口决定[2]。等中心处的剂量率为9 Gy/min左右。

TomoTherapy系统将CT扫描技术和放射治疗系统整合到了一起。在每次治疗前采集病人图像信息，与定位CT进行配准，以减少摆位误差[3-4]。其自带的自适应软件能快速地将患者治疗前的MVCT图像与定位的kVCT图像进行融合，便于医生进行靶区的修改，同时能快速地创建自适应计划，将肿瘤治疗的精度提高到了一个新的水平。

TomoTherapy是利用6 MV光子线进行调强治疗的设备。它取消了传统加速器的均整器设计，增加了多叶光栅的漏射保护功能和采用窄扇束照射等功能。其机架每旋转一圈有51个投影，具有巨大数目的调制射野，因此可以给复杂的肿瘤靶区非常均匀且高度适形的剂量分布。

由于TomoTherapy是IGRT中的一种新技术，其QA体系具有一些新颖的成分，因此其QA体系需要基于TG40号常规直线加速器的QA报告、轴式螺旋断层放疗QA方法论和螺旋断层放疗QA原理进行建立。

为了保证TomoTherapy的精确度与稳定性，必须按要求完成机器的日检、周检、月检内容，详细的实施报告如下[5-7]。

1.2 日检（表1）

表1 日检项目与其允许值

1.2.1 测量设备

电离室、Tomo平板固体水、TomoEletronmeter静电仪。

1.2.2 执行细节

（1）读取温度、气压读数，计算出温度气压校正系数（Ctp）。

（2）用一张白纸检测静态激光灯的重合度，保证静态激光灯偏移量不超过±1 mm。

（3）设置等中心高度SSD=85，在机器虚拟等中心处摆好位后，将电离室置于等效固体水中1.5 cm深度处。完成摆位后，选择执行Jaw 1.0 cm/2.5 cm/5.0 cm的预期输出计划。

（4）记录静电仪的读数，并与金标准（建模标准）进行比较。

（5）将静电仪的读数转换成相应的输出剂量：Dose(cGy)=Average charge(c)×Pctp×chamber CF(cGy/c)×Electronmeter CF。其中，Average charge(c)=Out put charge(nc)×10-9；chamber CF和Electronmeter CF分别是电离室和静电仪的校正系数。将实测的输出剂量与参考输出值进行比较，利用Radio=参考输出值/实际输出值计算出两者的比例，然后利用%different=100-Radio×100计算出输出剂量的偏移量。

（6）最后进行安全检查，保证可视指示灯、门联锁正常。

1.3 周检（表2）

表2 周检项目与其允许值

1.3.1 测量设备

电离室、Tomo平板固体水、Tomophantom圆柱形水模体、距离尺、TomoElectronmeter静电仪。

1.3.2 执行细节

（1）激光灯一致性检查，与日检一致。

（2）激光灯移动准确性检查。利用距离尺测量可移动激光灯与静态激光灯之间的距离，测量值与标准值进行比较，允许值为：X轴为（2.0±0.1）cm；Y轴为（8.0±0.1）cm；Z轴为（4.0±0.1）cm。

（3）静态激光灯与射束中心的一致性检查。进行图像扫描，选择合适的层面数（至少7层），保证横断面的静态激光灯在中间层面。利用静态激光灯摆好Tomophantom（须考虑治疗床的下沉），在距离模体中心5 mm深度处插入电离室，进行MVCT扫描。扫描完成后检查模体中心与电离室中心之间的距离（建模值为5 mm），然后用白纸检查两组静态激光灯的重合度。

（4）扫描剂量检测。由于病人在治疗前都需要进行一次MVCT扫描以减少摆位误差，因此扫描剂量每次要保证在4 cGy以下，以保证病人的剂量吸收在合理的范围内（执行细节可参考步骤3）。这时要注意的是选择的层数不能太少，建议选择20层进行扫描。

（5）输出剂量与日检一致。

1.4 月检（表3）

表3 月检项目与其允许值

1.4.1 测量设备

电离室、平板固体水、Tomophantom圆柱形水模体、TomoEletronmeter静电仪、距离尺、EDR2胶片（35 cm×43 cm）。

1.4.2 执行细节

（1）激光灯检查，MVCT扫描剂量检查及安全检查等与周检方法一致。

（2）输出剂量检查。月检时输出剂量至少采用两种电离室进行检测，以确保日检与周检时采用的电离室的准确性。

（3）验证虚拟等中心。将EDR2大胶片放置在5 cm的平板等效固体水上，确保胶片处于等中心高度，即SSD=85，这里要注意的是要使胶片的对角线与横断面的静态激光灯基本一致（图1）。在胶片上标记好激光灯位置和进床方向，再放上1 cm的建成固体水，自动进床扫描。分析胶片，检查结果是否满足≤1 mm（偏移），如满足则检测通过。

（4）静态模式下束流能量检测。利用平板等效固体水在机器的虚拟等中心处进行摆位。分别测出电离室位于1.5 cm、10.0 cm和20.0 cm深度处的输出剂量，计算出百分深度剂量（PDD）PDD10/PDD1.5、PDD20/PDD1.5和PDD20/PDD10的值并与金标准进行对比。

（5）Y方向离轴曲线测量。由于Jaw的到位精度相差1 mm都会导致螺旋断层放疗系统相当明显的剂量偏差。因此需要得到Jaw为1.0 cm、2.5 cm和5.0 cm的Y方向离轴曲线，与金标准的Profile进行比较，得到射野宽度的偏差值，以确保Jaw的到位精度。沿着Y方向将平板等效固体水在虚拟等中心处摆好，将采集到的Y方向离轴曲线与机器的金标准进行比较，得到射野宽度的偏差值。其中主要要保证两个参数符合标准：γ值在2%以内，半高宽在1%以内。

（6）机架与床的同步性检测。机架与床的同步性对治疗精度有着重要影响，必须保证机架与床运动有着较好的同步性。先沿着Y方向将平板等效固体水在虚拟等中心处摆好位置，然后将胶片摆好并标记好进床方向，并放上1 cm的建成固体水，出束照射。分析胶片上的3条窄带波峰之间的距离是否与机器周期一致且间距相等（图 2）。

1.5 年检

在年检中，除了月检内容外，射野的横向、纵向截面剂量分布以及PDD 曲线都需要测量并与相应的建模数据相比较。还要采集每个治疗射野的纵向截面剂量分布以及PDD 曲线，但只需要检查5 cm的治疗射野的横向截面剂量分布。Y 轴方向铅门以及MLC 校准的测量结果需与制造商的允许值相一致。

2 结束语

TomoTherapy是高精度高适形度影像调强放疗设备中的佼佼者，为了保证其治疗精确度与安全性，需要基于传统直线加速器和其自身的特性建立完善的质量控制体系。通过一年多的努力，本中心初步建立了TomoTherapy质量控制体系与实施方法。随着放射治疗质控设备的快速发展，需要继续探索，更好地完善TomoTherapy质量控制体系。

[1]Ruchala KJ,Olivera GH,Kapatoes JM.Limited-data image registration for radiotherapy positioning and verification[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2002,5(4):592-605.

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[3]马林,王连元,周桂霞,等.TOMOTHERAPY肿瘤断层放射治疗[M].成都:四川出版社,2010.

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