γ射线立体定向放射治疗(俗称γ刀)是放射治疗中的重要组成部分。它是一种分次少，单次治疗剂量高的放射治疗方法。由于其治疗射线入射途径显著高于常规放射治疗，因此能够给予肿瘤组织更高的治疗量，从而提高了肿瘤的局部控制率^[1]。然而，由于立体定向放射治疗的单次剂量大，且多用于较小肿瘤病灶，因此如何去保证在定位、计划、治疗过程中的治疗精度是相当重要的。本研究使用山东省医学科学院放射医学研究所研制的RTP-H1型放射治疗质量控制检测模体，模拟临床放射治疗过程，对1台奥沃公司生产的头部γ刀焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差进行了测量。这对保证患者得到精确的立体定向治疗，降低毒性反应是非常必要的。

1 设备与方法 1.1 测量仪器及模体

放射治疗质量控制检测模体(以下简称“模体”，RTP-H1型，山东省医学科学院放射医学研究所，见图 1)，为直径16 cm的球体，由密度为1.17 g/cm³的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制成，模体内带有探测器插孔，用于插入电离室或半导体探测器，电离室探测器和半导体探测器测量参考点位于球模中心位置；PTW公司UNIDOS型剂量仪、31010型0.125cc电离室、60019型半导体探测器，上述仪器(除60019型半导体探测器外)及现场使用的温度计、气压表均经过计量器具检定部门检定并在检定期限内使用；OUR-XGD型头部旋转式伽玛射线立体定向放射治疗系统(以下简称“γ刀”，深圳奥沃医学新技术发展有限公司)，放射治疗计划系统(TPS)版本RT ProTPS V1.0。根据PTW公司31010型电离室、60019型半导体探测器使用说明书，其主要性能参数见表 1。

1.2 方法 1.2.1 根据测量照射野尺寸选择探测器

根据IAEA TRS—483号技术报告^[2]，被测照射野边界与电离室有效收集体积边界的距离应满足侧向带电粒子平衡的距离要求。OUR-XGD型γ刀有4个准直器，分别是18#、14#、8#和4#，该γ刀放射治疗计划系统(TPS)中4个准直器在3个轴向上标称的照射野尺寸见表 2。根据IAEA TRS—483号技术报告中推荐的公式计算了侧向带电粒子平衡距离，根据计算结果，PTW 31010型电离室所能测量的钴-60射线最小照射野尺寸约为16mm×16mm，因此，对18#、14#准直器照射野使用31010型0.125cc电离室直接测量吸收剂量；对8#和4#准直器照射野，首先使用60019型半导体探测器测量出照射野输出因子后经转换间接得到吸收剂量。

基于IAEA TRS-483的侧向带电粒子平衡距离计算公式如下：

$ {r_{LCPE}} = 8.369 \times TP{R_{20,10}}\left( {10} \right) - 4.382 $

(1)

式(1)中：r_LCPE-侧向带电粒子平衡距离，cm；TPR_{20, 10}(10)-源到探测器距离(SDD)100 cm，照射野10 cm×10 cm，水深20 cm处和水深10 cm处的组织模体比比值。

1.2.2 模拟照射

模拟临床患者的放射治疗流程进行测量。将已插入电离室(或半导体探测器)的RTP-H1型模体按临床方法(立体定位框架)进行固定，使用飞利浦公司Brilliance型CT扫描定位(扫描层厚1.0 mm)，将扫描图像传输到放射治疗计划系统(TPS)。在TPS工作站上进行治疗计划。根据扫描层厚，将电离室(或半导体探测器)的测量参考点处(31010型0.125cc电离室距顶端4.5 mm处；60019型半导体探测器距顶端1.0 mm处)划定为靶区中心(焦点)。使用TPS工作站上“点剂量”测量工具给出测量参考点处的治疗计划剂量，记录。批准治疗计划，下传到治疗设备。将RTP-H1型模体移至治疗床上。UNIDOS型剂量仪预热完成后，执行放射治疗计划，测量并记录剂量仪读数。

焦点计划剂量与实测剂量相对偏差的计算公式为：

$ {\eta _1} = \frac{{{D_1} - {D_{01}}}}{{{D_{01}}}} \times 100\% $

(2)

式(2)中：η₁-焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差，%；D₀₁-焦点计划剂量，cGy；D₁-实测剂量，cGy。

1.3 评价标准

根据ICRU第24号报告提出的原发肿瘤根治剂量的误差应低于±5%的目标^[3]及《X、γ射线立体定向放射治疗系统质量控制检测规范》^[4](WS 582—2017)中的要求，对焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差不超过±5%评价为合格。

2 结果 2.1 使用电离室直接测量的结果

18#、14#准直器照射野使用31010型0.125cc电离室的吸收剂量测量结果见表 3；2个准直器焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差分别-0.31%和-1.58%。

2.2 使用半导体探测器间接测量结果

使用60019型半导体探测器测量出的照射野输出因子见表 4；经照射野输出因子转换后得到的8#和4#准直器吸收剂量结果见表 5；2个准直器焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差分别-0.52%和0.44%。

电量(nC)到吸收剂量(cGy)的转换公式为：

$ {D_j} = {D_1} \times \frac{{{C_j}}}{{{C_1}}} $

(3)

式(3)中：D_j-某一准直器j的根据输出因子转换得到的吸收剂量值，cGy；D₁-输出因子为“1”的准直器吸收剂量电离室实测值，cGy；C₁-输出因子为“1”的准直器半导体探测器电量实测值，nC；C_j-某一准直器的半导体探测器电量实测值，nC。

3 讨论

放疗医生勾画出临床靶区后，物理师需根据靶区的大小选择不同的准直器来实施治疗。为了达到较好的适形度，有时还需要多个准直器共同使用形成叠加照射野。无论是单准直器照射野还是多准直器照射野，焦点剂量精度都是靶区剂量分布精度的基础，关系到实际给予患者肿瘤的剂量。γ刀作为精确放射治疗的代表，既要位置准确也要剂量准确^[5]。本研究按照《X、γ射线立体定向放射治疗系统质量控制检测规范》(WS 582—2017)中的测量方法对1台奥沃公司生产的头部γ刀4个准直器的焦点计划剂量与实测剂量的相对偏差进行了测量，其中最大偏差为-1.58%，均能够满足国家标准中±5%的要求。

γ射线立体定向放射治疗不同于常规放射治疗的一个显著特点是照射野小，例如本研究中的4#准直器，其轴向上的照射野尺寸(半高宽)仅有6 mm左右(见表 1)。4#准直器照射野X轴向上的剂量分布曲线见图 2。

由图 2可知，4#准直器照射野的剂量曲线几乎不存在“剂量平台”，剂量达到“峰值”(100%)后立刻又出现跌落。如果不使用合适的探测器进行测量，必然会导致测量结果产生偏差。γ射线立体定向放射治疗吸收剂量测量较为常用的电离室有0.125cc电离室和0.015cc电离室两种。PTW公司31010型0.125cc电离室有效收集体积的长度约为6.5mm，31014型0.015cc电离室有效收集体积的长度约为5 mm。根据IAEA TRS-483号技术报告中推荐的侧向带电粒子平衡距离计算公式进行计算，0.125cc电离室所能测量的钴-60射线最小照射野尺寸约为16 mm，0.015cc电离室所能测量的钴-60射线最小照射野尺寸约为14 mm。对照表 1中照射野尺寸数据，这两种电离室都不能用于8#和4#准直器照射野吸收剂量的测量。PTW公司60019型半导体探测器其测量灵敏体积为0.004 mm³，可以用于8#和4#准直器照射野的测量^[6]。由于半导体探测器的特性^[7]，一般不直接用于吸收剂量的绝对测量，常用于相对测量。因此，在本研究中，使用半导体探测器首先对照射野输出因子进行了相对测量，然后经照射野输出因子转换后得到了8#和4#准直器的吸收剂量偏差。需要注意的是，即使使用半导体探测器，对4#准直器照射野输出因子的测量往往也需要通过多点测量才能找到其最大值。WS 582—2017中提出的定位参考点与照射野中心的距离限值是0.5 mm。对4#准直器照射野而言，0.5 mm的偏差足以导致半导体探测器灵敏体积与剂量分布曲线的“峰值”点偏离。因此，需要在半径为0.5 mm的球体积内进行多点测量，只有当探测器灵敏体积与剂量分布曲线的“峰值”重合时，测量的才是焦点最大值。

使用模体对γ刀焦点计划剂量和实测剂量的相对偏差进行测量，其测量结果更贴近于临床实际^[8]。首先，其测量过程完全模拟临床放射治疗过程，要对模体进行固定、CT扫描、治疗计划和摆位过程，任何一个环节的误差都可能造成测量结果偏差。其次，模体具有不同于水的密度，治疗计划系统中要进行密度修正。最后，模体具有一定的外形轮廓，不同的照射角度有不同的组织深度，因此要进行TMR修正、曲面修正等。总之，使用模体法测量γ刀焦点计划剂量和实测剂量的相对偏差是一种更为接近临床实际的测量方法。

本研究仅对单准直器照射野焦点计划剂量和实测剂量的相对偏差进行了测量，但临床上使用多个准直器共同使用形成叠加照射野的治疗计划不在少数，因此，对叠加照射野治疗计划剂量和实测剂量的相对偏差进行质量控制监测是今后研究的一个方向。