医科达APEX外置微型多叶准直器射野半影的测量

张富利，蒋华勇，王雅棣，许卫东，刘清智，陈建平，何合良，王 平

医科达APEX外置微型多叶准直器射野半影的测量

张富利，蒋华勇，王雅棣，许卫东，刘清智，陈建平，何合良，王 平

目的：应用4种不同探测装置测量外置微型多叶准直器的射野半影。方法：在6 MV X线条件下，采用cc01、cc13、SFD 3种探测器在IBA第二代蓝水箱中测量医科达APEX外置微型多叶准直器1.98 cm×1.98 cm、4.98 cm×4.98 cm、9.8 cm×9.8 cm照射野的半影值；然后采用RW3固体水和EBT3免冲洗胶片再次测量上述射野条件下的半影值，并与上述采用3种类型探测器测得的结果进行比较分析。结果：照射野面积为1.98 cm×1.98 cm时，cc01、cc13探测器测量结果受灵敏体积的影响较大，与胶片测量结果相比较，最大偏差达103.7%，射野增大时，最大偏差逐步缩小。SFD半导体探测器在各个射野面积条件下的测量结果与胶片测量结果重合性较好，偏差不超过11.1%。结论：以胶片作为“金标准”，不同类型的探测器对半影值的准确性存在较大的影响，测量外置微型多叶准直器小照射野半影值时，需要谨慎选择探测器。

微型多叶准直器；半影；剂量学

0 引言

APEX外置微型多叶准直器是近年来推出的一种多元限束装置，安装在直线加速器上，可开展立体定向放疗（stereotactic radiotherapy，SRT）。一般来说，SRT的照射野较常规放射治疗的照射野要小得多，射野边长一般为几个mm至几个cm之间。这样使用常规电离室做剂量测量有一定困难。原因主要为：（1）电离室位于照射野中心轴，测量中心轴深度剂量和输出因子时缺乏侧方向的电子平衡，使得具有一定几何尺寸的探测器其中心到周边剂量有明显的减少；（2）测量照射野的离轴比时，小照射野内有较大梯度的剂量变化[1-5]。本文主要论述采用4种不同的探测器测试APEX外置微型多叶准直器射野半影，以进一步明确适合测量小照射野的探测器和方法。

1 材料与方法

1.1 APEX外置多叶准直器

APEX外置多叶准直器由56对超薄多叶准直器构成，叶片在等中心处的宽度为2.5 mm（如图1所示），可形成的最大照射野为12 cm×14 cm。

1.2 射束扫描装置

应用IBA公司的第二代蓝水箱，三维尺寸为48cm× 48 cm×41 cm，分别选用0.13 cm3（cc13，IBA公司）、0.01cm3（cc01，IBA公司）气体探测器和10-5cm3（SFD，IBA公司）半导体探测器进行测试（几何参数见表1）。测试条件为源皮距SSD=100cm，水下10 cm深度处，照射野面积分别为1.98 cm×1.98 cm、4.98 cm× 4.98 cm、9.8 cm×9.8 cm。

1.3 胶片测量装置

1.3.1 EBT3免冲洗胶片

EBT3胶片有2层保护层，每一层的厚度为125 μm。保护层中间为活性层，厚度为28 μm，保护层内嵌有微硅粒子。其主要技术参数为：（1）剂量测量范围：1～ 4 000 cGy；（2）能量测量范围：MV级光子、电子、质子；（3）能量响应<5%；（4）均匀一致性<1.5%。

图1 APEX外置微型多叶准直器外观示意图

表1 测量所用探测器及其几何参数

1.3.2 Vidar VXR-16 Dosimetry Pro Advantage扫描仪

Vidar VXR-16 Dosimetry Pro Advantage扫描仪是一款胶片灰度剂量仪，主要用于一般溴化银底片的专业扫描。它仅提供灰阶格式的影像输出，分辨率为71和142 dpi 2个选项，灰阶影像格式分为8、12和16位。扫描速率为200线/s。扫描元件采用高分辨率电荷耦合元件（charge coupled device，CCD）技术和白光光源，可以获得可靠的灰阶影像。最大扫描面积为356 mm×432 mm。

1.3.3 胶片刻度

在扫描胶片前要先对扫描系统进行胶片刻度。利用APEX外置微型多叶准直器（multi-leaf collimatior，MLC）形成3cm×3cm的照射野，将一张胶片置于RW3固体水（PTW Freiburg，Germany）1.5 cm深度处，在此张胶片不同位置处曝光10次，出束剂量为50～500 MU，间隔为50 MU，获取不同剂量的光密度（optical donsity，OD）值，从而得到此批次胶片的光密度-剂量特性曲线，如图2所示。在1.98 cm×1.98 cm、4.98 cm×4.98 cm、9.8 cm×9.8 cm射野条件下照射后的胶片通过Vidar VXR-16 Dosimetry Pro Advantage扫描仪将灰度分布图像输入到PTW film analysis（PTW Freiburg，Germany）分析软件中进行数据分析。

2 结果

对于6 MV X线，3种探测器和胶片的射野半影测量值见表2。图3为cc01探测器测量半影值与射野边长和测量深度关系示意图。

图2 EBT胶片的光密度-剂量特性曲线

表2 3种型号探测器和EBT3胶片在不同射野条件下测量的半影值 cm

图3 cc01探测器测量半影值与射野边长和深度关系示意图

照射野面积为1.98 cm×1.98 cm时，cc01、cc13探测器测量结果受灵敏体积的影响较大，与胶片测量结果相比较，最大偏差达103.7%，射野增大时，最大偏差逐步缩小。由表2可看出，无论对于哪个射野尺寸及测量深度，cc13探测器的探测结果均是最大的。SFD半导体探测器在各个射野面积条件下的测量结果与胶片测量结果重合性较好，偏差不超过11.1%。

3 讨论

半影是SRT系统重要的物理剂量学参数，选择合适的探测器至关重要。由于照射时采用的照射野较小，常规用的探测器往往体积相对较大，因缺乏侧向电子平衡且射野边缘剂量梯度过大而不能用于较小照射野的测量，否则将增加测量的不确定性。胶片良好的剂量响应特性及较高的空间分辨率等优点确定了胶片测量可以作为始终如一的“金标准”工具。本研究中，对于1.98 cm×1.98 cm、4.98 cm×4.98 cm、9.8 cm×9.8 cm不同尺寸的照射野，所使用的3种探测器对于6 MV光子线侧向电子平衡均能够建立[6-7]，但cc01和cc13的测量结果与胶片测量结果差别仍较大，其中尤以cc13探测器与胶片测量结果偏差最大。而SFD半导体探测器由于空腔尺寸小（仅为5～ 10 cm3）及其特有的物理特性，辐射测量的灵敏度远高于cc01和cc13探测器，各个射野面积条件下的测量结果与胶片测量结果重合性较好。实践证实，选择灵敏体积直径约1 mm的半导体探测器并注意测量的几何条件，可以获得准确有效的SRT系统的半影数值。

4 结语

测量小照射野的物理数据需要谨慎处理，包括摆位和探测器的选择[8-12]。在探测器选择上，除了要考虑如方向性、稳定性、能量响应等特性外，还要考虑测量探测器形状和体积都能与其匹配。小照射野的物理数据的测量还需要大量的工作，我们将在本研究的基础上，继续采用合适的探测器和蒙特卡罗方法对小照野物理数据的测量和计算展开进一步的研究，期望能对SRT治疗提供更准确的剂量学参考数据。

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（收稿：2014-11-15 修回：2015-03-10）

Measurement of penumbra for Elekta APEX micro multi-leaf collimator

ZHANG Fu-li,JIANG Hua-yong,WANG Ya-di,XU Wei-dong, LIU Qing-zhi,CHEN Jian-ping,HE He-liang,WANG Ping
(Department of Radiotherapy,General Hospital of Beijing Military Area Command,Beijing 100700,China)

ObjectiveTo measure the penumbra of external micro multi-leaf colimator utilizing four kinds of detectors.MethodsThe penumbra values for 6 MV X-rays were measured with three types of detectors(cc01,cc13,SFD)in the 2nd blue water tank of IBA,and detected with RW3 solid water and EBT3 film,then the measuring results were compared.The beam sizes were 1.98 cm×1.98 cm,4.98 cm×4.98 cm and 9.8 cm×9.8 cm.ResultsFor the field size of 1.98 cm×1.98 cm, the measuring results of cc01 and cc13 detectors were affected significantly by the sensitive volume,and the maximum error reached 103.7%when the results by the detctors were compared with those by the film.The maximum error decreased gradually with the field increased.SFD semiconductor detector had the measuring results consistent with those by the film, with the error not more than 11.1%.ConclusionDifferent detectors may result in deviations for measuring the penumbra values of external micro multi-leaf colimator when the film is used as the gold standard,and thus the considerations have to be taken into when the detectors are chosen.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（8）：101-103]

micro multi-leaf collimator;penumbra;dosimetry

R318.6；TH774

A

1003-8868（2015）08-0101-03

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.08.101

全军医学计量专项课题（2011-JL2-005）

张富利（1974—），男，主要从事肿瘤放射物理及保健物理方面的研究工作，E-mail：radiozfli@163.com。

100700北京，北京军区总医院放疗科（张富利，蒋华勇，王雅棣，许卫东，刘清智，陈建平，何合良，王 平）