Oncentra治疗计划系统电子线剂量模型的评估

朱煜和，赵艳群，黎杰

1.凉山州第一人民医院，四川 西昌615000；2.四川省肿瘤医院，四川 成都610000

Oncentra治疗计划系统电子线剂量模型的评估

朱煜和1，赵艳群2，黎杰2

1.凉山州第一人民医院，四川 西昌615000；2.四川省肿瘤医院，四川 成都610000

目的 评估Oncentra治疗计划系统电子线剂量模型功能。方法 将治疗计划系统的剂量计算结果与IBA三维水箱对5档电子线照射、斜入射百分深度剂量的实测结果做比较。对有无补偿胶的放疗计划计算结果进行对比，并与相关文献对照。结果 Oncentra治疗计划系统计算剂量与水箱实测数据误差在2%以内，有无补偿胶的剂量变化与相关文献结论一致。结论 Oncentra治疗计划系统的电子线剂量模型是正确、可靠的。

电子线计划；Oncentra治疗计划系统；术后放疗；开野；斜入射；补偿胶

0 前言

电子线治疗深度较浅，能够给靶区较高剂量，而在靶区后剂量迅速跌落，有利于保护肿瘤后的正常组织[1]，主要用于疤痕、乳腺癌胸壁等浅表和皮下组织肿瘤的照射。由于电子线与物质作用的物理过程非常复杂，其靶区剂量以手工计算为主，结果不够精确。随着肿瘤放疗技术的发展，带有电子线剂量计算功能的治疗计划系统陆续出现[2]，Oncentra治疗计划系统是其中一款。目前治疗计划系统的验收涉及X线的讨论较多，针对电子线的较少，我们以Oncentra治疗计划系统为例，探讨电子线治疗计划剂量模型的验收方法和功能特点。

1 材料与方法

1.1 仪器设备

采用IBA公司的Blue Phantom三维水箱及其配套采集与分析软件OmniPro-Accept；治疗计划系统为荷兰Nucletron公司的Oncentra MasterPlan；加速器为Varian公司的2300C/D。

1.2 评估方法

1.2.1 开野治疗计划

开野治疗计划涉及两个因素：限光筒和能量选择。测量条件为源皮距SSD=100 cm，使用15×15限光筒，加速器自动形成方形野，探测器探头沿着射野中心轴纵向扫描，扫描范围为水下0～180 mm；电子线能量选择为6、9、12、15、18 MeV。Oncentra MasterPlan治疗计划系统设计一个1 m ×1 m×1 m的等效水模体，按实测条件制定5个放疗计划。

1.2.2 带补偿胶治疗计划

采用12 MeV电子线垂直照射，制作带5 mm补偿胶和不带补偿胶两个放疗计划并对其进行比较，结果与相关文献对照。

1.2.3 电子线斜入射治疗计划

制作6 MeV（20°）、9 MeV（20°）、12 MeV（30°）、15 MeV（30°）、18 MeV（40°）5个电子线倾斜入射治疗计划，再由计划系统生成与之匹配的验证计划，将其由网络传至加速器控制台，用水箱进行验证。

1.2.4 直观剂量表示及优化

随机选取一位乳腺癌患者，在治疗计划系统中导入其CT扫描图像，扫描层厚为3 mm，对胸壁进行淋巴结照射。电子线能量选择12 MeV，与垂直方向成40°夹角倾斜单野照射。

2 结果

2.1 开野治疗计划评估

电子线治疗中，要求靶区被90%以上的等剂量线包围，若靶区后正常组织的耐受剂量较低，靶区的剂量包裹可差些[3]，我们重点考察了治疗深度范围内的剂量精确性，从表1可知，R80～R100等剂量线包围靶区，计划系统计算剂量与IBA三维水箱实测剂量误差在2%以内，可以满足治疗要求。治疗计划系统与水箱测量结果显示表面剂量处较高，达到70%最大剂量深度以上，且二者结果差异比治疗区域大，这可能是因为表面处电子线散射严重，不易测准，以及治疗计划系统在处理两种物质界面的粒子输运时需要更复杂的运算模型[4]。我们只做了15×15限光筒的开野治疗计划，另外，在其它规格限光筒下也是可行的。

表1 Oncentra治疗计划系统与三维水箱实测百分深度剂量比较

2.2 带补偿胶治疗计划评估

在某些治疗中，会在皮肤表面加一层补偿胶，以提高表浅处的剂量。Oncentra治疗计划系统有专门的blous模块，可以在体表设计添加0～3 cm之间任意厚度的补偿胶。由等剂量曲线可以看出（图1），加了补偿胶后表面剂量增加，整个等剂量线上移，高剂量区绝对剂量也下降，与实验结果吻合[5]。

图1 有补偿胶和无补偿胶时的剂量分布

2.3 电子线斜入射治疗计划评估

由于人体轮廓存在弯曲，电子线照射这些部位的靶区，与皮肤成倾斜角度入射。与射束正入射相比人体中的等剂量线发生倾斜，电子线的最大电离深度减小，穿透能力减弱[6]。Oncentra治疗计划系统支持电子线斜入射模式。从表2可以看出，计划系统中参考点的剂量显示与实测误差在2%以内，表明治疗计划系统的斜入射计算模型是正确的。

表2 电子线斜入射时百分深度剂量

2.4 直观剂量表示及优化评估

Oncentra治疗计划系统能够显示多个解剖层面的剂量分布，剂量显示更为详细。其剂量体积直方（DVH）图可以直观显示靶区、皮肤以及邻近正常器官的平均剂量和最大剂量。根据DVH图对电子线治疗计划进行评估，优化设计，最后获得最大治疗增益比，该评估功能是Oncentra电子线剂量计算系统最大优点之一。图2给出了乳腺癌病人胸壁照射计划的DVH图。由表3可知，靶区的最大剂量和平均剂量，与胸壁相邻肺、心脏的受照剂量，为正常器官所受剂量是否在耐受剂量范围内提供参考。

图2 乳腺癌病人胸壁电子线计划剂量的体积直方图

表3 乳腺癌病人电子线靶区及邻近器官受照剂量

3 讨论

Oncentra治疗计划系统在开野适形、斜入射、带补偿胶等各种治疗模式中的剂量精度可以满足临床要求，已有研究证实它可以减少放射治疗对正常器官组织的损伤以及并发症的发生[7]。Oncentra治疗计划系统采用快速准确的蒙特卡罗电子线算法，它在处理不均匀介质，空气间隙层等复杂模型时，相比早期的笔形束模型，计算结果更接近于实际情况[8]，其DVH图是计算剂量评估及优化有力工具，代表了电子线三维适形计划系统的发展方向[9]。

4 结论

Oncentra的剂量模型准确可靠，可以应用于临床。我们对Oncentra治疗计划系统电子线模式所做的功能特点分析和验收方法也适用于其它具有电子线计划功能的计划系统。

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[6] 李智华.电子线斜入射对剂量分布影响的分析[J].中华放射肿瘤学杂志,2004,13(1):58-60.

[7] 李林,李庆,王志强,等.鼻咽癌颈部淋巴结电子线三维适形放射治疗的研究[J].中国现代医生,2010,48(5):41-42.

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Evaluation of the Electron Beam Model of the Oncentra Treatment Planning System

ZHU Yu-he1, ZHAO Yan-qun2, LI J ie2
1.The First People’s Hospital of Liangshan, Xichang Sichuan 615000, China; 2.Sichuan Cancer Hospital, Chengdu Sichuan 61000, China

Objective To perform a clinical evaluation of the electron beam model of the Oncentra treatment planning system. Methods The dose value were calculated by the Oncentra treatment planning system and compared with the real value that were validated by measurements of fi ve grades of electron beams and percentage depth dose in an IBA 3D (Three Dimensional) water phantom. Comparisons were also made among the calculations of the Oncentra treatment planning system with and without boluses as well as corresponding references. Results The discrepancies between the calculations achieved by the Oncentra treatment planning system and the IBA 3D water phantom were found less than 2%. And the dose changes induced by boluses were in line with the corresponding references. Conclusion The electron beam model for the Oncentra treatment planning system had proven its correctness and stability.

electron beam planning; Oncentra treatment planning system; post-operative radiotherapy; open fi eld; oblique incidence of radiation; boluses

R73

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.05.032

1674-1633(2015)05-0101-03

2014-11-21

2014-12-31

作者邮箱：476376044@qq.com