DAVID系统探测MLC叶片位置误差的能力测试与评估

徐慧军，李 玉，张素静，杨 晓，徐寿平

0 引言

质量保证是安全应用调强放疗（intensity modulatecl radiation theroph，IMRT）的重要前提，而确保MLC叶片准确到达预定位置是质量保证的一个重要环节[1]。在IMRT治疗中，采用TLD探测器、半导体探测器、MOSFET探测器进行实时验证时，由于IMRT照射的通量或剂量具有较高的梯度，并且射野大小和入射角度在照射过程中也是变化的，因此无法精确验证剂量和MLC叶片到位的准确性[2]。利用平板探测器（EPID）结合三维重建算法探测MLC位置变化，却因患者位置每天变化，很难探测到毫米级的细小偏差[3]。DAVID系统是一种平坦的穿射型多丝电离室，用于在治疗中实时验证叶片的到位精度和每个射野剂量的准确性。DAVID系统放置于直线加速器的附件托架上，每条探测丝对应一对叶片，收集一对叶片打开时射线电离的电荷[4]。DAVID系统测量的是原始的、未受干扰的信号，它只依赖于设备的各项参数[3]。在本文中，通过人为改变射野大小、叶片位置，检测DAVID的探测能力，从而为利用DAVID实时监测IMRT治疗中叶片的到位精度提供依据。

1 材料与方法

（1）D A V I D系统（P T W公司，德国）型号：DAVID system Siemens MLC-160，34084。ARTISTE 直线加速器（SIEMENS，德国）配备160叶多叶光栅，叶片厚度5 mm[5]。射线选择6 MV X线，每次出束100 MU。

（2）射野设置为中心轴10cm×10cm，利用DAVID系统进行参考值测量。Y方向上挡块位置不变，X方向上射野（MLC）扩大为 10．1、10．2、10．3 和 10．4 mm；X方向上MLC叶片位置不变，Y方向上射野扩大为10．1 和 10．2 mm，利用 DAVID 系统测量偏差[2，6]。

（3）形成中心轴10 cm×10 cm射野的MLC叶片编号为31～50，31号和40号叶片分别是射野边缘和中间的叶片。调整31号叶片朝射野内移动1～7 mm，调整40号叶片朝射野内、外分别移动1～7 mm，利用DAVID系统测量偏差。

（4）保持10 cm×10 cm射野大小不变，Y方向挡块位置不变，X方向上MLC朝一方移动5 mm；X方向上MLC位置不变，Y方向上挡块朝一侧移动5mm，利用DAVID系统测量偏差。

（5）射野保持10 cm×10 cm大小不变，当位于最大射野边角和侧边时，检测DAVID系统对叶片位置误差的探测能力。

2 结果

（1）射野X方向上是MLC，Y方向上是挡块，10 cm×10 cm的射野，前面的10 cm为X方向，后面的10 cm为Y方向。10 cm×10 cm的射野测量的平均偏差为0．28%，X 方向上射野增大到 10．1、10．2、10．3 和 10．4 cm 时，平均偏差分别为 0．98%、2．04%、3．03%和4．11%。随着X方向射野大小的偏差逐渐增大，检测出的偏差结果也随之增大，见表1。X方向的MLC保持10 cm开野不变，调整Y方向上固定挡块位置，射野增大到10．1和10．2 mm时，平均偏差为 5．11%和 10．45%，见表 1。可以看出，DAVID 在检测MLC位置的偏差幅度上弱于检测固定挡块。

表1 射野大小改变后DAVID检测结果

（2）MLC的叶片数为80对，形成中心轴10 cm×10 cm射野所用的叶片为31～50号叶片，31号为边缘叶片，40号为中间叶片，DAVID系统测量的结果见表2。31号叶片朝射野内偏离指定位置1～7 mm，探测到的偏差分别为：-0．41%、-0．80%、-1．13%、-1．64%、-1．90%、-2．37%和-2．59%。40 号叶片朝射野内偏离正常位置 1～7 mm（即伸进射野内），DAVID 系统探测到的偏差分别为-0．88%、-1．34%、-1．75%、-2．10%、-2．54%、-2．88%和-3．37%；该叶片朝射野外偏离 1～7 mm，偏差分别为 0．42%、0．70%、1．11%、1．38%、1．54%、1．93%和 2．22%。叶片伸进射野内，阻挡了射线，测量的偏差值均为负值；反之，叶片伸出射野，增加了额外的射线，测量的偏差值均为正值。

表2 叶片偏离指定位置，DAVID系统探测的结果

（3）射野10 cm×10 cm大小不变，但X方向MLC叶片朝一个方向同时移动5 mm，Y方向挡块不移动，此时探测到的偏差为-0．51%。由此可知，保持开口宽度不变，叶片同时移动，DAVID系统就探测不到，这是因为DAVID系统收集主信号大小只与叶片的打开宽度有关。如果Y方向挡块同时朝一个方向移动5 mm，而MLC的位置不变，偏差达到1 184．11%，DAVID系统则可以明显检测到，这是因为探测丝与叶片一一对应，测量的信号也一一对应，同时移动时，会造成一侧的探测丝收集不到主信号，而另一侧则收集到额外的信号。如果MLC和挡块同时朝某一方向移动5 mm，射野大小保持不变，偏差将达到1 368．56%。

（4）当10 cm×10 cm射野位于边角，射野一边扩大1 mm时，探测到的偏差为1．25%；位于射野中心轴一侧时，射野一边扩大1 mm，探测到的偏差为1．15%。说明对于10 cm×10 cm的射野而言，无论位于中心轴还是侧边，DAVID系统都具有同样的探测能力。

3 讨论

（1）DAVID系统的多通道静电计与探测丝相连，测量每条丝的电离信号，每条丝的信号与电离密度的线性积分成正比，当叶片间距发生变化时，DAVID系统可以精准探测到[2]。DAVID系统以第一次测量为基准，将后续测量结果与第一次测量结果相比较，计算偏差[7]。对于10 cm×10 cm的射野，射野变化1 mm，偏差就可以被探测到（见表1），可用于IMRT每次治疗中叶片到位精度的实时验证[8]。DAVID系统在Y方向（挡块）上的探测能力比X方向（MLC）上的更强。

（2）DAVID系统能够准确探测到叶片是否未到或超出指定位置，未到偏差值为正值，超出偏差值为负值（见表2），可以根据偏差的正负判断叶片的位置。它对射野边缘的叶片（31号叶片）和中间的叶片（40号叶片）具有同样的探测能力，但叶片伸进射野会比在射野外更容易被探测到。从表1和表2中可以看出，射野整体偏差1 mm就可被探测到，单个叶片偏差1 mm以上才可以。

（3）DAVID系统探测丝收集的主信号与叶片打开的宽度近似成正比，但无法判断叶片的具体位置[7，9]。若MLC叶片方向的射野大小不变而位置改变，在相同剂量条件下，DAVID系统是无法探测的。

总之，对10 cm×10 cm射野而言，DAVID系统对MLC射野和单个叶片的位置误差探测能力分别为1和2 mm，同时对中心轴射野和偏一侧的射野具有同等的探测能力。DAVID系统没有位置判断能力，沿MLC方向同等大小的射野位置若发生变化则探测不到。

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