放射肿瘤学问世以来，临床放射肿瘤学家、放射物理学家、放射生物学家的共同努力目标一直是:最大限度地提高肿瘤控制率，降低正常组织的放射损伤。由于肿瘤的生长方式和生长部位的特点，放射治疗照射野应该包括全部肿瘤组织和区域淋巴引流区以及一定范围的外周边缘。要达到照射野与靶区形状一致，同时避免对正常组织不必要照射的要求，大多数照射野形状是不规则的。在临床放疗实践中，一般采用低熔点铅挡块技术和多叶准直器(MLC)实施不规则照射野的放射治疗。这里对多固定野三维适形放射治疗中铅挡块与MLC的适形度、漏射剂量率、不规则靶区边缘1cm处剂量率、物理半影、质量保证和质量控制、CT扫描方向肿瘤计划靶区大小不是MLC叶片整数倍, 每次治疗时间等相关内容进行分析、比较、研究。

1 材料与方法 1.1 一般资料

美国瓦里安23EX医用电子直线加速器，全自动MLC为左右各40片等中心处宽1cm的叶片组合构成，配备有Eclipse DX治疗计划系统, MLC成形器; 深圳医诺尔全自动热丝切割机; 中国测试技术研究院9606B电离室剂量仪, 容积为30cm × 30cm × 30cm的标准水模体, AD200F全自动三维水箱。

选择治疗计划系统设计制作的多固定野三维适形放射治疗89个不同形状的治疗野, 其包括头颈部、体部等全身各部位十多种常见肿瘤，每种肿瘤有3到7个不同形状照射野。对89个治疗野同时制作铅挡块与MLC挡野, 按照射野形状分成规则射野(包括方形野和矩形野)10个、圆形野6个、较规则野50个、凹形野6个、凸形野13个、星形野4个。

铅挡块与MLC遮挡野的设计制作:患者的临床检査和治疗方针确定后，按要求确定好体位和制作好体位固定器。CT定位, 获得为进行治疗计划设计所必需的患者治疗部位的解剖资料，其包括肿瘤的位置和范围、周围重要组织及器官的位置及结构等。将这些信息输人治疗计划系统进行治疗方案的设计, 选择一最佳治疗方案，通过网络传到治疗系统。多固定野三维适形放射治疗时根据治疗方案由计算机控制MLC叶片进行不规则的遮挡。打印出三维适形放射治疗多个固定照射野铅挡块的形状图，在全自动热丝切割机上，将照射野的形状输进计算机，设置相关参数，切割得出治疗托架位置处几何形状的挡铅模块，据此制作成实际挡铅铅块, 将其粘贴到托架的有机玻璃板上即可。

1.2 铅挡块与MLC适形度的测量与计算

从射线源沿中心轴观察，能够看到被野覆盖的整个靶区，这样的视线称为束流视线, 在垂直中心轴的等中心面上的射野称为该束流的BEV。通过适形铅挡块或MLC构成的射野形状与BEV野中的靶区完全包罗，这种仅从射野几何形状上去对肿瘤形状的适形叫几何适形。适形度就是铅挡块和MLC遮挡构成的射野形状与BEV野中的靶区(治疗计划系统打印出的靶区形状图)相吻合的程度，这里用遮挡靶区面积和欠挡区域面积与治疗计划系统打印出的靶区形状图面积的百分比来表示。在直线加速器治疗床SAD = 100cm的平面上，平铺一张方格坐标纸，用直尺和坐标纸测量铅挡块与MLC的投影形状, 与治疗计划系统打印出的靶区形状图比较，分别计算出规则射野、圆形野、较规则野、凹形野、凸形野、星形野铅挡块与MLC遮挡靶区面积、欠挡区域面积，并与治疗计划系统打印出的靶区形状图面积相比。

1.3 铅挡块与MLC漏射剂量率的测量与计算

射野几何边缘附近的剂量主要由模体的侧向散射、准直器的漏射线和散射线造成。直线加速器X射线能量为6MV，对规则射野、圆形野、较规则野、凹形野、凸形野、星形野铅挡块与MLC遮挡进行照射。用全自动三维水箱，在与射线中心轴垂直于最大剂量点(6MV X射线位于水下1.5 cm)的平面上分别测量铅挡块与MLC的漏射剂量、不规则靶区边缘1 cm处剂量, 并分别与铅挡块和MLC射线中心轴最大剂量点处的剂量相比，即为漏射剂量率、不规则靶区边缘1 cm处剂量率。

1.4 铅挡块与MLC物理半影的测量与计算

在射野边缘附近，剂量随离轴距离增加逐渐减少。这种减少，一方面由于几何半影、准直器漏射引起，另一方面由于侧向散射的减弱引起。由几何半影、准直器漏射和侧向散射引起的射野边缘的剂量渐变区称为物理半影，这里用垂直于射线中心轴的平面内，以该平面与射线中心轴交点处剂量为100%，在此平面内20%至80%等剂量线间的侧向距离表示物理半影的大小^[1]。在直线加速器治疗床SAD = 100cm的平面上，平铺一张方格坐标纸，加速器X射线能量为6MV, 对规则射野、圆形野、较规则野、凹形野、凸形野、星形野铅挡块与MLC遮挡进行照射; 在空气中同一方向分别测量出其20%、80%等剂量线在方格坐标纸上的位置，位置之间的距离即为其物理半影的大小。源皮距照射规则射野、圆形野、较规则野、凹形野、凸形野、星形野MLC遮挡时，分别对治疗深度为2、4、6、8、10、12 cm(此时源到床面的距离分别为102、104、106、108、110、112cm)的MLC物理半影进行测量。

1.5 铅挡块与MLC质量保证和质量控制的比较

铅挡块制作完成后到治疗机上验证, 出现的问题可在实际治疗前发现解决，质量保证和质量控制较易完成，可以确保患者接受不规则野治疗时，几何位置准确无误，并有很好的重复性。而MLC由于自身固有的特点，在应用于实际放疗工作中质量保证和质量控制情况复杂，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，其包括：MLC检査:叶片的编号顺序、叶片的运动范围、叶片位置的数字; 叶片运动的一致性; MLC叶片的到位精度，在不同的机架角如90°、180°、270°, MLC叶片到位精度随机架角的变化; MLC形成的照射野与灯光野的符合性; MLC旋转中心轴与线束中心轴的符合性; MLC本身及相邻叶片间、相对叶片间漏射线；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。MLC射野的S_c(S_{c, p})随M.U.的变化。MLC射野平坦度随M.U.的变化等。

1.6 CT扫描方向

肿瘤计划靶区大小不是MLC叶片整数倍，采用CT扫描层厚为2.5 mm, 当确定CT扫描方向(径向、头脚方向)N个扫描层面都有肿瘤计划靶区时，经过TPS重建CT图像，则得到一个CT扫描方向2.5N mm长的PTV。MLC按PTV成型，当PTV在M个叶片中都有时，由于叶片在等中心处宽为10 mm, 结果在CT扫描方向MLC形成的实际照射野宽度为10M mm, 此时在CT扫描方向MLC形成的实际照射野宽度10M mm大于肿瘤计划靶区宽度2. 5N mm。PTV两端外的非肿瘤计划靶区受到了肿瘤计划靶区一样的照射，造成了非肿瘤计划靶区正常组织不必要的照射。铅挡块做出的照射野边缘和肿瘤计划靶区的效果相吻合。

1.7 每次治疗时间

加速器在常规放疗2Gy肿瘤量用时约1.5min; 6个固定野MLC三维适形放射治疗2Gy肿瘤量用时约3 min; 但6个固定野铅挡块三维适形放射治疗，由于每照射一个野后，技术员要打开防护门进入治疗室，取下已治疗的铅挡块，插入待用的铅挡块，旋转机架到计划位置，离开治疗室，关上防护门，开机治疗……6个固定野铅挡块三维适形放射治疗2Gy肿瘤量用时达15 min左右。固定野减少，治疗时间会适当减少; 固定野增加, 治疗时间会相应增加。治疗时间长意味着降低了照射剂量率，对放射生物效应有一定影响；同时治疗时间越长，患者治疗体位改变的可能性也增加。

1.8 数据处理方法

为保证测量值的准确性，以上指标均取3次测量值的平均值。

2 结果

源皮距照射规则射野、圆形野、较规则野、凹形野、凸形野、星形野MLC遮挡时，治疗深度为2、4、6、8、10、12cm的MLC物理半影分别为7.1 ~8.2、7.3 ~8.3、7.4~8.5、7.6 ~8.6、7.7 ~ 8.8、7.8~9.0mm。详见表 1。

3 讨论

MLC叶片在等中心处的投影宽度决定了射野的适形度，也造成了射野边缘剂量波动和有效半影的增大^[2]。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1 cm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，不能和靶区投影的光滑边界完全一致，造成较差的适形度和较大的物理半影，但其叶片端面采用弧形设计，可改善光野与射野的重合性、减小物理半影。从结果来看, 源皮距照射时，在不同的治疗深度MLC物理半影是不一样的，治疗深度越深物理半影越大。对于一个患者有用的物理半影应该在肿瘤的平面，多固定野三维适形放射治疗常使用SAD等中心照射。为了避免磨损、碰撞引起机械损伤等故障, 瓦里安40对MLC叶片间通常留有少许间隙, 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。但对于凹形野、凸形野、星形野等特殊形状照射野，最小外接矩形野无法完全遮挡相邻叶片和相对叶片间微小缝隙处可能的漏射线，造成MLC的漏射剂量率、不规则靶区边缘1 cm处剂量率较大。各种形状照射野，当扫描方向肿瘤计划靶区(PTV)大小不是多叶准直器叶片整数倍时，在CT扫描方向MLC形成的实际照射野宽度大于肿瘤计划靶区宽度, PTV两端外的非肿瘤计划靶区受到了肿瘤计划靶区一样的照射, 造成了非肿瘤计划靶区正常组织不必要的照射、MLC的漏射剂量率、不规则靶区边缘1 cm处剂量率较大。

从形状来看，对于凹形野、凸形野、星形野，瓦里安40对MLC适形度很差，有些应照射部位被叶片挡住了，造成被叶片挡住的靶区漏照; 有些不应照射部位叶片露空, 暴露在照射野中，正常组织或重要器官受到不必要照射; 叶片越宽，这种现象越严重。同时由于MLC自身固有的特点，在应用于实际放疗工作中存在着许多问题，如机械磨损，维护费用高，边缘剂量不可靠, 不能与普通放疗科学地接野，质量保证和质量控制复杂难以保证，肿瘤计划靶区大小不是叶片整数倍带来的问题等。铅挡块在制作时模拟了源与托架及靶区的距离关系，所以物理半影小，而且铅挡块遮挡的靶区边缘光滑，使等剂量曲线比较平滑，能很好地满足设计要求^[3]。按照上述方法定位和摆位及制作铅挡块，完成后到治疗机上验证，出现的问题可在实际治疗前发现解决, 可以确保患者接受不规则野治疗时，几何位置准确无误，并有很好的重复性，能很好地与普通放疗接野，质量保证和质量控制较易完成，患者的治疗质量更能得以保证。但较多个固定野铅挡块三维适形放射治疗时, 治疗时间较长，这意味着降低了照射剂量率，对放射生物效应有一定影响；同时治疗时间越长，患者治疗体位改变的可能性也增加。采用凹形野、凸形野、星形野等特殊形状照射野用铅挡块, 其他照射野用MLC遮挡的混合方式可减少治疗时间。

从结果可以看出，瓦里安40对MLC的漏射剂量率、不规则靶区边缘1 cm处剂量率、物理半影都比铅挡块大，所以对一些凹形野、凸形野、星形野等特殊形状照射野放射治疗时, 宜用铅挡块。鼻咽癌、鼻腔淋巴瘤放疗对适形度要求很高，宜用铅挡块; 对常规放疗后补量照射时，尤其肿瘤边缘有放射线敏感性的重要器官和组织, 如晶体，脊髓等, 不宜用MLC而应采用铅挡块。将MLC叶片端面与射野边界的夹角称为MLC的边缘角。边缘角越小，适形度越好，当MLC的边缘角小于15度时, 适形度较好，临床上可以接受。有时，某一边的边缘角比较大, 但如果附近不存在重要脏器，如晶体, 脊髓等，临床应用亦无问题。由于叶片运动的范围, 与叶片运动方向一致的凹陷部位才能形成较好的遮挡, 其余情况可改变射野小机头角度来改善射野的适形度，以满足临床需要的形状。原发肿瘤的局部控制是肿瘤治疗的先决条件，局部控制的失败, 会导致肿瘤的局部复发和肿瘤的远处转移；同时漏射剂量的存在，可能会在重要器官和组织形成剂量热点，给患者带来极大的损失和痛苦。所以在多固定野三维适形放射治疗中，应根据肿瘤的位置和范围、周围重要组织及器官的位置及结构等科学、准确、有效地使用铅挡块和MLC; 以便较好地处理好肿瘤组织和周围正常组织间的剂量关系, 使肿瘤得到最大限度的局部控制而周围正常组织和器官的放射性损伤最小，提高疗效。