立体定向放射治疗(stereotactic radiotherapy, SRT)是一门新的医疗技术。它应用CT、MRI等影像立体定位和扫描技术, 精确确定病灶空间坐标, 利用多个野立体聚焦照射计划, 评估优化其空间剂量分布, 确保将大剂量γ射线, 单次照射到所设定的靶区病灶上, 使该靶区体积内无论良性或恶性的病灶都受到了足够剂量的照射或不可逆损毁, 同时又能保证靶体积边缘之外所接受的放射线剂量呈锐减性分布, 从而达到治疗肿瘤而对靶体积周围的正常组织影响很小的目的。但由于伽玛刀的辐射场比较小, 剂量分布曲线边缘陡峭, 形成焦点的射线束是从各个方向入射, 所以对伽玛刀辐射场焦点处的半影和半高宽等剂量学指标进行测量, 并将测量结果与治疗计划系统的剂量分布进行比较, 就显得尤为重要。

1 材料与方法 1.1 测量伽玛刀型号的选择

伽玛刀按聚焦方式分为:静态式伽玛刀和旋转式伽玛刀; 而上述两种伽玛刀的头盔形状又分为球形头盔和桶形头盔。针对这些特点, 选择了具有一定代表性的静态式球形头盔伽玛刀编号"A ", 静态式桶形头盔伽玛刀编号" B", 旋转式球形头盔伽玛刀编号"C", 旋转式桶形头盔伽玛刀编号D", 共四台伽玛刀进行了测量。

1.2 测量设备

胶片选用Kodak公司的EDR2胶片, 该胶片的线性比较好; 胶片扫描仪选用AGFA扫描仪, 此扫描仪是一款专业的胶片灰度扫描仪, 主要用于溴化银底片的专业扫描; 扫描软件为FD99film Dosimeter, V1.2专用胶片分析软件, 可以对定位偏差、辐射野和半影等指标进行分析; 直径160 mm标准有机玻璃模体以及配套的暗盒插板。

1.3 胶片剂量刻度

在使用EDR2胶片对伽玛刀剂量场进行测量前, 首先对胶片建立灰度-剂量刻度曲线。根据伽玛刀的剂量场照射剂量值为200 cGy左右, EDR2胶片的剂量限值大约为500 cGy, 刻度剂量上限应超过最大分析剂量20%左右。选用实验室内钴-60标准辐射场, SSD=80 cm, 射野20 cm×20 cm, 测量深度为最大剂量点。先用标准剂量仪测量模体内的剂量, 根据IAEA-277号报告, 计算出当时的剂量值, 将裁剪封装好的胶片, 放在模体内, 按设定的剂量进行照射(见表 1)。照射后的胶片, 经过冲洗扫描后, 生成一条剂量-灰度刻度曲线。

(见图 1)此曲线可以将灰度和剂量进行转化。

1.4 辐射场的测量

测量时, 将EDR2胶片在暗室内裁剪成合适的尺寸, 装在直径160 mm有机玻璃球模配套的暗盒中, 将暗盒插在球模中心, 然后将球模安装在治疗床的耳轴上, 调整耳轴的坐标, 使左右两方向的坐标分别为100, 伽玛角为90, 且球模中胶片与治疗床的X-Z方向一致, 固定好后; 分别选择设备中的每一个准直器, 照射剂量大约为200 cGy左右。进床对胶片进行照射, 照射结束后, 取出胶片, 标记胶片的方向。更换胶片, 调整球模到X-Y方向, 重复以上的照射。经过上述方法的照射, 可以分别得到每一个辐射野的水平片和垂直片。将这些胶片在暗室中, 按照和刻度胶片同样的冲洗条件进行冲洗。通过专业的胶片分析软件, 获得各个型号伽玛刀X、Y、Z三个方向的辐射野, 结果见表 2~表 5。

2 结果

分析以上结果数据, 偏差为照射野厂家尺寸与实测尺寸的差值。A伽玛刀照射野偏差最大为0.7 mm, 4号准直器半影最大为3.2 mm, 8号准直器半影最大为5.0 mm, 14号准直器半影最大为9.0 mm, 18号准直器半影最大为10.3 mm; B伽玛刀照射野偏差最大为0.7 mm, 4号准直器半影最大为3.3 mm, 8号准直器半影最大为4.5 mm, 16号准直器半影最大为9.9 mm; C伽玛刀照射野偏差最大为1.3 mm, 4号准直器半影最大为2.5 mm, 8号准直器半影最大为3.8 mm, 14号准直器半影最大为6.5 mm, 18号准直器半影最大为6.9 mm; D伽玛刀照射野偏差最大为1.2 mm, 4号准直器半影最大为3.9 mm, 8号准直器半影最大为5.2 mm, 14号准直器半影最大为7.5 mm, 18号准直器半影最大为10.9 mm, 22号准直器半影最大为13.0 mm。根据国家标准照射野尺寸与标称值最大偏差为± 1.5 mm; 焦平面上照射野半影宽度4号准直器半影≤ 4 mm, 8号准直器半影≤ 6 mm, 14号准直器半影≤ 10 mm, 18号准直器半影≤ 12 mm, 22号准直器半影≤ 14 mm的要求。无论是静态式伽玛刀A、B还是旋转式伽玛刀C、D, 照射野偏差值和各个准直器的半影均小于国家标准, 可以满足临床的使用要求。

3 讨论

伽玛刀是单次、大剂量聚焦分割照射, 特别是针对不规则野, 更需要使用不同的准直器进行分割照射。只有保证照射野尺寸的精度, 才能保证布野的准确性。另外照射野周围的器官对剂量的要求比较高, 只有半影尺寸足够小, 才能达到减小周围器官剂量的要求。采用胶片法测量伽玛刀照射野尺寸偏差和半影宽度是一种比较准确的测量方法。但胶片在使用中需要注意在冲洗和处理时人为方面的影响, 尽量减少分析时的误差。