准直器角度误差对鼻咽癌容积旋转调强放射治疗计划验证结果的影响

鄢佳文，高靖琰（通信作者），刘旭红，朱思瑾

昆明医科大学第三附属医院放射治疗科 （云南昆明 650118）

鼻咽癌作为临床常见的恶性肿瘤，放射治疗已成为其主要的治疗手段。容积旋转调强放射治疗（volumetric modulated arc therapy，VMAT）作为新型的调强技术[1]，照射中可同时改变机架角度、机架旋转速度、多叶准直器（multi-leaf collimator，MLC）形状、剂量率、准直器角度等多项参数以达到更优的剂量分布[2-3]。相较于传统调强计划，VMAT 计划对加速器的精度要求更加严格[4]，照射过程中任一参数的误差都会引起计划剂量输出不准确。本研究旨在探讨准直器角度误差对鼻咽癌VMAT 计划验证结果的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年于我院接受放疗的15例鼻咽癌患者作为研究对象，其中男11例，女4例；年龄27～76岁，中位年龄43岁；患者均处于疾病早期，行头颈肩模固定及西门子大孔径CT 扫描，范围为头顶至锁骨下2 cm，重建层厚为3 mm，并参考ICRU 83号报告勾画靶区和危及器官，完成VMAT 计划设计。本研究已获得医院医学伦理委员会的审核批准。

1.2 仪器与软件

直线加速器为医科达公司的Versa HD 加速器；计划系统采用Pinnacle 9.10版本，可完成VMAT 计划设计；验证设备选用Sun Nuclear 公司的ArcCHECK 验证模体，分析软件为ArcCHECK 配套的Sun Nuclear 分析软件。

1.3 方法

原计划均采用共面双弧设计的VMAT计划，将其命名为Trail，误差计划按照原计划参数改变准直器角度±0.5°和±1°，将其命名为Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°，保证其他参数不变，引入准直器角度误差，重新计算一次剂量分布；将所有计划导入ArcCHECK CT图像完成模体剂量计算，与实际测量的吸收剂量进行对比分析；采用SNC软件的DTA距离符合度分析法和Gamma分析法[5-6]对采集的射野通量数据进行分析、比较，两种分析方法均基于不同的剂量偏差Δdose和位置偏差Δdistance的对比，选择对比标准为2%/2 mm、3%/3 mm、4%/4 mm，阈值水平（threshold，TH）为10%，对比两者通过率的结果差异。

1.4 统计学处理

采用IBM SPSS 19.0统计软件进行数据分析，计量资料以±s表示，采用非参数配对Wilcoxon 秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

DAT分析法中，当对比标准为3%/3 mm、4%/4 mm时，Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的计划通过率均小于Trail；当对比标准为2%/2 mm时，Trail＋0.5°的计划通过率大于Trail，Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的计划通过率均小于Trail；当对比标准为2%/2 mm、3%/3 mm时，Trail+1°的计划通过率与Trail比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；当对比标准为4%/4 mm时，Trail+1°的计划通过率与Trail比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见图1。Gamma分析法中，其结果与DAT分析法接近，但在3种对比标准下，Trail+0.5°、Trail-0.5°、Trail+1°、Trail-1°的计划通过率与Trail比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见图2。

图1 引入不同误差的DTA 分析法的平均通过率

图2 引入不同误差的Gamma 分析法的平均通过率

3 讨论

剂量验证作为放射治疗照射的基本质量控制工作，需要在对患者行放射治疗前，通过不同的测量工具确保治疗剂量投照的准确性。VMAT 计划对治疗的精度要求更加严格，相较于常规调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy，IMRT）计划，需要将机架运动速度、准直器角度及照射剂量率等的准确性作为考虑因素，增加治疗自由度的同时需要更高的质量控制精度[3，7]。

在放射治疗计划的剂量验证中，对比的是计划系统中模拟在模体中的剂量与在实际模体中的照射剂量，其结果受各方面误差的影响，主要是机器误差、计划系统计算误差及测量过程中的误差，前两者一般通过验收较稳定，而测量过程中最易出现误差而导致剂量的差异。以往的研究多为引入MLC 的误差对Gamma 通过率的影响[4]。

本研究选取两种分析方法对准直器误差的通过率差异进行分析，结果显示，两者差异并不明显，造成此结果的原因可能为引入的角度值过小；两种分析方法中，DTA 分析法有一定的显著性差异，其是基于平面中3 mm 距离的对比分析，相较于Gamma 分析法对比条件更加严格且更为敏感，Gamma 分析法主要表现在平均通过率的下降。本研究是基于单因素的研究，在实际的VMAT 计划中，有多种因素（包括MLC 受重力影响的到位精度等）均会影响计划通过率。

综上所述，准直器角度误差对鼻咽癌VMAT 计划的验证结果有一定的影响，当VMAT 的计划验证率下降时，需要检测准直器的角度误差。