螺旋断层放射治疗将螺旋CT和医用直线加速器结合，具有图像引导和调强放疗功能的新型治疗设备^[1-2]，与传统医用加速器相比无均整器、源皮距小、输出剂量率高，在临床上取得了剂量均匀性、剂量梯度及正常器官保护等剂量学上的显著优势^[3-4]，得到了广泛认可与应用。TOMO作为新型医疗设备，对质量控制要求相当严格^[5-6]。现阶段TOMO性能检测采用的模体多是厂家提供的Cheese模体，随着国家卫生标准WS531-2017《螺旋断层治疗装置质量控制检测规范》实施，迫切需要研制检测专用的TOMO模体，居于此研制了TOMO模体，并与Cheese模体在相同条件下进行了剂量测量对比研究。

1 材料与方法 1.1 实验材料

TOMO HD治疗机(美国Accuray公司)，Cheese模体(美国Tomotherapy公司)，A1SL型电离室(美国Standard Imaging公司，0.056 cm³)，TomoElectrometer静电计(美国Standard Imaging公司)，自制TOMO模体(自主研发)，温度计，气压表。

1.2 自制TOMO模体

自制TOMO模体为直径30 cm，长18.5 cm的圆柱体，材质为ABS塑料(acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer，abs)。如图 1所示，模体矢状面中间有14个插棒，插棒材质与模体相同，间隔2.0 cm，内部直径为1.2 cm，结合电离室适配器可放置不同型号的电离室。自制TOMO模体矢状面黑色指示线所在层面为电离室灵敏体积所在位置，操作人员可根据指示线，参考机房中红色或绿色激光线摆位。模体背面有20个不同密度值的插棒，用于建立CT的电子密度曲线。

1.3 Cheese模体

Cheese模体为直径30 cm，长18.0 cm的圆柱体，由与水等效偏差0.5%的均匀材料构成。Cheese模体矢状面中间有29个插棒，间隔1.0 cm，插棒内部直径为0.63 cm，只能放置A1SL型电离室。

1.4 固定射野输出条件

TOMO加速器机架角设为0°，射野开为40 cm×5 cm，多叶准直器全开状态，TomoElectrometer静电计和A1SL型电离室相连接加+300 V偏压，出束70 s测量电荷量。

1.5 数据采集步骤

首先利用自制TOMO模体和Cheese模体联合A1SL型电离室在相同条件下多次摆位重复测量TOMO治疗机输出剂量，分析输出剂量重复性，来验证加速器输出剂量的重复性、摆位精度、温度气压的变化等因素对剂量的影响。接下来在相同照射条件下，测试两种模体在不同位置剂量差异，通过剂量差异验证自制TOMO模体与Cheese模体材质和构造的相似性。

1.6 数据采集方法

将自制TOMO模体放置在治疗床上，按照机房中绿色激光线进行摆位，绿色激光线误差在±1 mm内，适当调整治疗床和模体的位置，水平方向绿色激光线与模体中心面相切，垂直方向绿色激光线与模体矢状面上指示线重合，通过治疗床操作界面设置进床70 cm到加速器等中心。由于模体重力导致治疗床下沉，模体中心面与水平方向绿色激光线偏离，通过治疗床操作界面升床，使得模体中心面与水平方向激光线相切，将治疗床退出。

A1SL型电离室与TomoElectrometer静电计连接，将A1SL型电离室依次放置在自制TOMO模体中心轴等中心上2 cm、4 cm和10 cm处，等中心下3.5 cm、5.5 cm 5个不同测试深度处进行固定射野照射测量，上述5个测试深度位置在两种模体中能够精确配准，便于测试结果的比较。将Cheese模体按照相同条件进行剂量测量，获得结果与自制TOMO模体结果进行对比。

1.7 剂量计算方法根据AAPM

TG-148报告和TG-51报告计算TOMO在静态射野照射条件下的吸收剂量，见公式^[7-8]：

$ D_{w, {Q_{msr}}}^{{f_{msr}}} = M_{{Q_{msr}}}^{{f_{msr}}}\cdot{N_{D, w, {Q_0}}}\cdot{k_{Q, {Q_0}}}\cdot k_{{Q_{msr}}, Q}^{{f_{msr}}, {f_{ref}}} $

(1)

式中：M_Qmsr^f_msr-经温度、气压修正的静电计示数；N_{D, w, Q0}-电离室、静电计水吸收剂量校正因子，电离室校正因子0.5516 Gy/C，静电计校正因子0.998；k_{Q, Q0}-射线质校正因子0.998；k_{Qmsr, Q}^{f_msr, f_ref}-照射野校正因子0.997。

2 结果

利用自制TOMO模体和Cheese模体联合A1SL型电离室测量输出剂量重复性，测量数据与重复性结果列于表 1和表 2，从表可见，相同照射条件下，在多次不同位置下测得重复性最大值为0.27%。

在相同照射条件下，两种模体中心轴5个不同位置测量结果列于表 3，所得实验结果为电荷量nC，但在实际应用中，通常使用剂量单位Gy，因此依据公式(1)将实验结果电荷量转化为吸收剂量，电荷量转化为吸收剂量结果列于表 4，吸收剂量相对偏差为0.35%、0.3%、0.3%、0.34%和0.0%，实验结果差异小。

3 讨论

剂量测量准确性受诸多因素的影响，如加速器输出剂量的重复性、摆位精度、温度气压的变化等^[9-11]，蒋社伟^[11]研究表明温度每波动3 ℃，输出剂量则波动约1%，本文每一项数据都进行了温度气压的核对和校准，温度和气压引起的剂量波动已体现在测量数据上。

摆位主要依据绿色激光线定位，因此摆位误差主要来自激光线的误差, ±1 mm内，通过多次摆位测量可以得出此误差对实验结果的影响。笔者为分析加速器输出剂量的重复性和摆位精度等因素对实验结果的影响，通过两种模体(表 1是Cheese模体测量数据，表 2是自制TOMO模体测量数据)联合A1SL型电离室在相同条件下多次摆位重复测量TOMO治疗机输出剂量，两种模体输出剂量重复性结果均小于0.27%，该结果表明加速器输出剂量重复性和摆位精度等因素对剂量影响在0.27%以内。

在考虑加速器输出剂量、摆位、温度气压等因素下，本研究采用两种模体获得结果相对偏差最大为0.35%，表明两种模体所用材质及构造差异极小，用自制TOMO模体获得剂量数据与Cheese模体数据相比无明显差异性，自制TOMO模体可用于TOMO的剂量测量。另外，Cheese模体只能放置A1SL型电离室，而自制TOMO模体插棒处可放置不同型号电离室，可研究不同型号电离室在TOMO剂量测量中的差异^[12]。

本文达到了初步实验目的，为自制TOMO模体实现临床应用提供了可行性，自制TOMO模体的研发填补了TOMO质量控制检测方面国产模体的空白。