多叶准直器(MLC)是通过计算机控制的多个微型电机独立驱动每个叶片单独运动, 达到射野静态或动态成形的目的。其结构包括无聚焦结构、单聚焦结构、双聚焦结构、防漏射结构。用途为在传统的常规放疗中代替各种各样的实心铅挡块; 代替人工制作的空心适形铅挡块, 实现共面多野适形照射; 实现动态楔形板功能; 实现旋转适形照射功能; 实现共面多固野适形调强功能; 旋转式动态调强适形照射法; 配合立体定向技术实现适形SRS和精确放疗; 在同步挡块法和循迹扫描法中的应用等。瓦里安23EX医用电子直线加速器MLC为左右各40片等中心处宽1cm的叶片组合构成, 是无聚焦的叶片平移结构。这里介绍其质量保证(QA)和质量控制(QC)的主要内容, 它包括:MLC检查; MLC射野的Sc(Sc, p)随M.U.的变化; MLC射野平坦度随M.U.的变化。

1 确认QA和QC主要内容的方法 1.1 MLC检查

(1) SSD取正常治疗距离, 如100cm, 在垂直于射线束轴的平面上, 通过MLC的来回反复运动检测出:叶片的编号顺序、叶片的运动范围、叶片位置的数字。

(2) SSD取正常治疗距离, 如100cm, 在垂直于射线束轴的平面上, 用坐标纸检测出MLC叶片运动的一致性。

(3) MLC叶片的到位精度:机架角为0°, 在与射野中心轴垂直的等中心平面处, 置一张胶片, 在胶片上盖一层建成厚度的固体模体材料。用MLC设置8个射野, 每个射野为40cm× 5cm, 由射野中心向双侧对称排列, 每个射野曝光时设置的开机量为使胶片的黑度大约为0.75。照射从一侧开始, 前一个照射野的右(左)叶片位置, 正好是下一个射野的左(右)叶片位置。照完8个照射野后, 在胶片上出现7条左右叶片交换位置时的线条影。对瓦里安弧形端面的叶片, 沿线条方向, 用高分辨率的扫描黑度计进行测量, 黑度计高于或低于平均黑度的20%的位置的相应叶片的位置, 需要调整。沿线条影垂直方向进行黑度扫描, 每个窄条野的50%剂量边界, 应为叶片的停留位置。在不同的机架角如90°、180°、270°, 可检测出MLC叶片到位精度随机架角的变化。

(4) MLC形成的照射野与灯光野的符合性, 在胶片上作出灯光野周边和十字线的标记, 并在胶片上盖一层建成厚度的固体模体材料, 然后曝光, 灯光野大小对应于实际射野的50%等剂量线的范围, 两者的符合性应小于±2mm。将某相对叶片独立出来, 可检测出相对叶片的照射野与灯光野的符合性。同时可检测出单个叶片的端面和侧面在等中心处的投影(灯光影与射线影)的符合性。

(5) MLC旋转中心轴与线束中心轴的符合性, 通过机头旋转可知MLC旋转中心轴与灯光野的符合性, 再通过灯光野与MLC形成的照射野的符合性, 就可检测出MLC旋转中心轴与线束中心轴的符合性。

(6) MLC本身及相邻叶片间、相对叶片间漏射线的检测, 将慢感光胶片放在射束等中心位置, 胶片上压1.6cm等效组织, 由治疗计划系统设计不同形状的照射野, 加速器X线能量为6MV, 开机量为200MU, 由黑度计读出其本身及相邻叶片间、相对叶片端面间漏射线。

1.2 MLC射野的S_c(S_{c, p})随M.U.的变化

一般用带有剂量建成套的电离室剂量仪在空气中直接测量准直器散射因子S_c (射野输出因子OUF), 测量不同大小射野的剂量率, 与10cm×10cm参考射野的剂量率相除后得出准直器散射因子随射野大小的变化。S_{c, p}为总散射较正因子, 定义为射野在模体中的输出剂量率与参考射野10cm×10cm在模体中的输出剂量率之比。从小到大给出M.U.如2、3、4、…观测MLC射野的S_c (S_{c, p})随M.U.的变化。

1.3 MLC射野平坦度随M.U.的变化

SSD取正常治疗距离, 如100cm, 在X射线束轴水下10cm处垂直于射线束轴的平面上, 光野为10cm×10cm, 辐射野内最大吸收剂量点与均整区内最小吸收剂量点处的吸收剂量的比值不应大于1.06。从小到大给出M.U.如2、3、4、…观测MLC射野平坦度随M.U.的变化。

2 结果

相邻叶片间的漏射线在1% ~ 3.7%, 相对叶片端面间隙的漏射线为1% ~ 5.4%;MLC叶片的到位精度、MLC形成的照射野与灯光野的符合性、MLC射野的S_c(S_{c, p})随M.U.的变化和MLC射野平坦度随M.U.的变化等各项指标符合相关规定的要求。

3 讨论

MLC处方准备系统的软、硬件和MLC处方准备系统与MLC控制计算机间通讯的检查, 也是MLC质量保证和质量控制的主要内容之一。MLC处方准备系统数字化仪的精度和线性直接影响MLC的叶片位置精度, 必须进行校对。用一系列已知大小和形状的、规则的和不规则的射野, 可以检查MLC处方准备系统与MLC控制计算机组成的整个系统的射野精度及其指示系统。由于MLC构成的静态或动态不规则射野较难用常规肉眼方法进行查看, 只能依靠叶片的连锁系统的有效性。连锁系统包括硬件连锁、软件连锁以及使这些连锁有效或失效的MLC叶片运动到位的位置误差允许量的大小, 还应包括防止叶片非法运动的软件措施的有效性^[1]。

瓦里安23EX医用电子直线加速器MLC为左右各40片等中心处宽1cm的叶片组合构成, 是无聚焦的叶片平移结构, 没有考虑射线发散聚焦问题, 在射野边缘呈锯齿印状, 造成较差的适形度和较大的物理半影。同时为了避免磨损、碰撞引起机械损伤等故障, 通常留有少许间隙, 所以它们有射线泄漏。为了将相邻叶片间的漏射线剂量和相对叶片合拢时端面间的漏射线剂量减低到规定要求的水平, 通常MLC还需与治疗机的可调常规准直器配合使用, 规定一个相对有效的最小外接矩形野, 使之既可屏蔽有效野外各对未完全闭合叶片端面间隙的漏射线, 又能遮挡相邻叶片间微小缝隙处可能的漏射线。

多叶准直器用于传统的常规放疗时, 须要进行质量保证和质量控制的内容和操作相对简单, 其方法和要求类似于加速器的常规准直器和射野挡块的检验, 主要的检测内容为MLC叶片的机械定位精度和射野边界的校准精度。当MLC用于IMRT(调强放疗)时, 情况要复杂得多。由于IMRT治疗时常常遇到为保护重要器官而要求比常规放疗有更大的剂量梯度, 某些时候甚至会达到每毫米10% ~ 15%的梯度, 而且叶片的到位精度可能直接影响各个射野或线束在靶区内形成的剂量强度分布, 因而对射野形状或叶片的到位精度要求也更高。IMRT治疗时, 机器出束时间大大多于常规放疗, 相邻叶片间和相对叶片合拢时端面间的漏射线剂量将会对最终的剂量分布产生更大的影响, 叶片的运动速度的稳定性等对IMRT剂量强度分布的影响也必须检测。多叶准直器的质量保证和质量控制是正确执行治疗的重要保证。根据有关规定的要求, 并结合本单位的具体条件进行修订, 不断完善后形成制度, 定期对上述内容进行验测, 以确保治疗的科学性和准确性。