中国辐射卫生  2014, Vol. 23 Issue (2): 97-99  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2014.02.001

引用本文 

卢峰, 宋钢, 李全太, 邓大平, 陈英民, 朱建国, 苏旭. 27台医用电子加速器辐射野半影的胶片法检测结果与分析[J]. 中国辐射卫生, 2014, 23(2): 97-99. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2014.02.001.

基金项目

卫生行业科研专项(201002009)

通讯作者

苏旭, E-mail:suxu@nirp.cn

文章历史

收稿日期:2013-12-26
27台医用电子加速器辐射野半影的胶片法检测结果与分析
卢峰 1, 宋钢 1, 李全太 1, 邓大平 1, 陈英民 1, 朱建国 1, 苏旭 2     
1. 山东省医学科学院放射医学研究所, 山东 济南 250062;
2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与安全医学所
摘要目的 调查医用电子加速器辐射野的半影状况, 探讨提高放射治疗质量的措施。方法 使用GAFCHROMIC® EBT3型免冲洗胶片和固体水模对27台医用电子加速器的36个X射线辐射野及16个电子线辐射野进行半影检测。结果 X射线辐射野半影范围2.76 mm~5.95 mm; 电子线辐射野半影范围8.70 mm~12.73 mm。医科达公司加速器X射线辐射野AB方向上半影大于GT方向上半影, 差异有统计学意义(P < 0.05);瓦里安公司和西门子公司加速器X射线辐射野AB方向上半影小于GT方向上半影, 差异有统计学意义(P < 0.05)。结论 对医用电子加速器辐射野的半影应提出限值要求。不同厂家生产的加速器X射线辐射野的半影存在方向上的差别, 了解这种差别有助于优化放疗计划, 从而更好的保护靶区周围的组织器官。
关键词医用电子加速器    辐射野    半影    胶片    检测    

放射治疗的根本目标是最大限度地将放射线剂量集中到病变(靶区)内,杀灭肿瘤细胞,而使周围正常组织器官少受或免受不必要的照射[1]。医用电子加速器辐射野的半影是实现这一目标的重要的剂量学参数。半影越小,剂量梯度更加陡峭,更有利于保护靶区周围的正常组织器官。影响半影大小的因素很多,最重要的是加速器准直系统的机械设计。为了解加速器辐射野的半影状况,笔者通过使用GAFCHROMIC® EBT3型免冲洗胶片和固体水模对27台不同厂家生产的医用电子加速器的36个X射线辐射野及16个电子线辐射野进行了半影检测,并对相关因素进行了分析。

1 设备与方法 1.1 对象与检测仪器

27台医用电子加速器,其中新华公司5台,医科达公司6台,西门子公司6台,瓦里安公司10台。共检测52个辐射野,其中X射线辐射野36个,电子线辐射野16个。使用的检测设备包括美国国际特工公司GAFCHROMIC® EBT3型免冲洗胶片,最小标称分辨率25 μm; 日本精工爱普生公司EPSON PREFACTION V700 PHOTO胶片扫描仪,扫描胶片分辨率为75 dpi; 美国太阳核工业集团公司SNC Patient 5.2胶片分析软件; PTW公司固体水模,规格为30 cm × 30 cm。

1.2 方法

加速器靶到检测胶片的距离(SSD)为100 cm; 胶片后方使用10 cm厚度固体水作为散射体,前方根据检测射线能量使用不同厚度的固体水,使胶片位置处于最大剂量点深度(Dmax)处。胶片在测量平面摆放完毕后,将加速器准直器、机架角度调至0°,加速器输出剂量处于胶片线性区范围内。曝光后的胶片使用EPSON PREFACTION V700 PHOTO胶片扫描仪扫描成胶片分析软件要求的图像格式,然后用SNC Patient 5.2软件中的胶片分析软件对图像进行分析,得到辐射野主轴AB方向(治疗床横向)和GT方向(治疗床纵向)上的离轴比剂量曲线(OAR),对主轴剂量归一化后,根据80%和20%相对剂量的位置坐标得出半影,见图 1。使用统计学处理软件SPSS Statistics V17.0中配对样本t检验方法分析辐射野主轴AB方向和GT方向上的半影大小是否存在差别。

图 1 胶片法辐射野离轴比(OAR)剂量曲线及半影检测示意图
2 结果与分析 2.1 辐射野半影检测结果

X射线辐射野半影检测结果见表 1,半影范围为2.76 mm ~ 5.95 mm。电子线辐射野半影检测结果见表 2,半影范围为8.70 mm ~ 12.73 mm。

表 1 X 射线辐射野半影检测结果(mm)

表 2 电子线辐射野半影检测结果(mm)
2.2 辐射野半影的统计学处理结果

表 1知,新华公司加速器AB方向和GT方向上的半影差别不大,但医科达公司、西门子公司、瓦里安公司加速器AB方向和GT方向上的半影有较大差别,且体现出一定的规律性。医科达公司加速器AB方向上的半影大于GT方向上的半影,经配对样本t检验,差异具有统计学意义(P<0.05)。西门子公司、瓦里安公司加速器AB方向上的半影小于GT方向上的半影,经配对样本t检验,差异均具有统计学意义(P<0.05)。电子线辐射野AB方向和GT方向上的半影不具备这样的规律性。

3 讨论 3.1 对加速器辐射野的半影应提出限值要求

辐射野的半影对计划靶区(PTV)到照射野边缘的外扩范围有重要影响,特别是在调强放射治疗照射野较多、射野面积较小的情况下,对靶区剂量分布有重要决定作用[2]。国家标准[3]对辐射野的半影给出了检测方法和检测周期,但未提出具体限值要求。电子加速器辐射野的半影主要依赖于准直系统的机械设计(穿射半影)。不同厂家生产的加速器,其辐射野的半影不同。国家标准中有必要提出限值要求,以提高放射治疗质量,也有利于行政部门监管。

3.2 半影与方向的关系分析及利用

瓦里安加速器一般采用三级准直器结构,由上叶准直器、下叶准直器及多叶准直器(MLC)构成。医科达加速器在AB方向上使用MLC取代了上叶准直器,并在MLC和下叶准直器(GT方向)之间增加一对薄片准直器。国产新华加速器一般不带MLC,直接由上叶准直器和下叶准直器二级结构构成。准直器结构的不同以及准直器断面与射线束的平行角度设计不同,使得射线束穿过准直器的厚度不等,结果造成了穿射半影的不同。由表 1知,医科达加速器AB方向上的半影大于GT方向上的半影,这可能是AB方向上MLC产生的半影较大的缘故。西门子和瓦里安加速器AB方向上的半影小于GT方向上的半影,可能是由于AB方向上在上叶准直器的基础上又多了一级MLC,能够过滤掉更多散射线的缘故。总之,临床放射物理人员应该熟悉所使用的加速器辐射野的半影大小及其在方向上的差别,在制作放射治疗计划时,对重要组织器官方向可以选用半影较小的辐射野方向以达到更好的保护。

参考文献
[1]
胡逸民. 肿瘤放射物理学[M]. 北京: 原子能出版社, 1999: 328.
[2]
查元梓, 屠永清, 王为, 等. 加速器多叶准直器半影特性研究[J]. 中国医学物理学杂志, 2011, 28(6): 2981-2984. DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2011.06.007
[3]
国家质量监督检验检疫总局. GB/T19046-2003医用电子加速器验收试验和周期检验规程[S].北京: 中国质检出版社, 2003.