精确放疗中，调强适形放疗(IMRT)因使靶区剂量更适形与均匀，且保护危及器官等优势，在肿瘤放疗中占据了重要地位。为确保IMRT治疗计划准确施行于患者，在治疗前必须对计划进行验证^[1-4]，通常将治疗计划系统计算得到的模体平面剂量分布与测量结果相对比。目前，利用由二维电离室矩阵组成的探测器来测量，已经代替传统的胶片系统而成为主流，MatriXX为常见的一种^[5-6]。二维探测器的设计适用于垂直入射情形，若要应用于多机架角情形，应考虑其角度响应，并作修正^[7]。多数研究认为电离室矩阵的角响均一，因而只用电离室矩阵中心点处剂量来对整个矩阵进行角响修正^[8-9]。而实际上，即使在机架角相同时，由于MatriXX的每个单元电离室与入射光子束之间的相对角度有差异而存在角响差异。因而，本研究旨在对MatriXX的每个电离室分别进行角响修正，以使MatriXX更准确验证多机架角的IMRT计划。

1 材料与方法 1.1 材料

美国Varian公司的2300C/D医用直线加速器，及其三维治疗计划系统(TPS) Eclipse (8.0);瑞典Elekta公司的TPS为Xio (7.0);美国GE公司的Lightspeed Ultra螺旋CT; 德国IBA公司MatriXX^Evolution，配置有固体水模MULTICube Lite，及其剂量验证评价软件OmniPro Ⅰ’mRT软件等。

1.2 方法 1.2.1 获取

TPS计算的MatriXX平面剂量分布并验证其准确性为确保TPS计算值的准确性，本工作首先对比了两套不同算法的TPS(Eclipse和Xio)的结果的一致性。将MatriXX在CT中扫描，层厚2 mm，层间距2 mm，并分别传入两套TPS建模。默认照射条件为6 MV光子能量和100 MU剂量，射野为28 cm × 28 cm开野，该开野选取的原则是为了包含MatriXX所有的单元电离室且不照射到电子电路系统。

计算加速器在机架角从0°到360°变化时，MatriXX的电离室有效测量平面的剂量分布; 其中，0°为垂直入射MatriXX的方向，且在与有效测量平面夹角接近90°的角度范围内，包括60° ~ 120°和240° ~ 300°范围，5°为间隔，其余角度则以10°为间隔。接着，以ASCII格式导出该平面中心25 cm × 25 cm范围内的剂量数据，分辨率0.1 cm × 0.1 cm。通过OmniPro Ⅰ’ mRT软件中的γ算法(阈值标准2%，2 mm，10%)对比两套不同TPS所计算剂量学分布差异。

1.2.2 用MatriXX测量平面剂量分布

将MatriXX有效测量平面中心放置在加速器等中心处，通过网络连接到装有OmniPro Ⅰ’mRT软件的计算机，并打开软件以接受和处理测量到的数据，对MatriXX充分预热约60 min。在常规模式下，选取与计算条件相同的照射情形，即射野面积为28 cm × 28 cm，6 MV光子能量，100 MU时，获取不同机架角时MatriXX测量的平面剂量分布数据。

1.2.3 计算MatriXX剂量校准系数和角度响应修正系数

测量过程中，MatriXX中电离室矩阵为32 × 32 (四顶角无电离室)共1020个电离室，每相邻电离室间隔7.619 mm。以ASCII格式导出各机架角下MatriXX的测量数据，导出文件中为完整的1024个测量值，这里完全采用这些数据。

计算过程中，以MatriXX测量数据中坐标位置作为各电离室的中心位置; 针对某一角度，计算Eclipse TPS导出数据中以某电离室标号为行i，列j，对应坐标为(X，Y) = 12.5719 + (i，j) × 0.7619，后文各图均以该坐标值表示相应电离室。中心位置为中心、半径2.25 mm内数据的平均值，将该值作为该电离室所在位置的实际剂量沉积，假设该平均值为D_θ，ij，而相应电离室测量值记为D_θ，ij。因而，当θ= 0时，各电离室的剂量校准系数η_ij计算公式为:

(1)

角度响应修正系数ω_0，ij为:

(2)

这里剂量校准系数是一个综合的概念，反映了角度影响以外其他因素对测量结果的影响，同时，该值也反映了MatriXX中各单元电离室剂量测量的一致性。

1.2.4 评价角度响应修正的结果

随机选取20个实际IMRT计划的射野，通过γ算法比较测量数据未修正和修正后对通过率的影响。对于未计算角度响应修正系数的角度，其各电离室的角度响应修正系数由临近已知值进行线性插值。为了放大对通过率的影响，γ算法阈值标准采用2%，2 mm，50%。

2 结果与讨论 2.1 Eclipse计算MatriXX有效测量平面剂量分布准确性验证

不同机架角下，Eclipse和Xio所计算MatriXX有效测量平面的剂量分布运用γ算法进行对比，结果如图 1所示。通过率最低为98.6%，平均为(99.8 ± 0.3) %，可见Eclipse和Xio计算的剂量分布高度一致，因而，后文将Eclipse的计算值作为测量值的对比。

2.2 剂量校准系数(η_ij)

0°机架角时得到的MatriXX各单元电离室的剂量校准系数结果见图 2。总体上，随XY坐标的增加，剂量校准系数略有增加的趋势; 各电离室的η_ij介于0.96与1.03之间，但整体仍接近1，平均为1.00 ± 0.01，修正后，确保了每个单元电离室剂量响应的一致性。

2.3 角度响应修正系数

不同机架角时MatriXX中各单元电离室的角响修正系数不同，且所有电离室形成的角响修正系数分布也不同。首先，不同机架角时MatriXX中电离室角度响应修正系数概况见表 1，可见在机架角为90°及270°附近，角度响应修正系数整体达到最小。

另外，不同机架角度下X方向和Y方向中心轴附近电离室角度响应修正系数见图 3。可见，各电离室矩阵中每个电离室的角响情况不一致，因而也说明了需要对每个电离室分别作修正。沿着X方向的各电离室的角响修正系数在不同机架角时不同，90°时最明显，从0.911 ~ 1.068递增; 而沿着Y方向，各电离室的修正系数相对更为稳定。

在机架角旋转一周时，选取MatriXX电离室矩阵中心点以及四周中心的共5个电离室，其角度响应修正系数见图 4。可以看出，在机架角为60° ~150°及210° ~300°范围内，角度响应修正系数变化范围大，波动明显。本研究得到的角响结果与冯丽娜等^[8]、Wolfsberger等^[9]给出的中心处的角响修正的研究结果相符。

2.4 角度响应修正的结果

对于随机选择的20个调强射野，按照计划中实际角度执行，MatriXX未经角度响应修正时绝对剂量和相对剂量γ通过率分别为(84.2 ± 18.0) %和(93.6 ± 6.1) %，而修正后分别为(89.8 ± 6.4) %和(95.2 ± 5.0) %，均有提高。

3 结论

本文基于TPS计算的不同机架角条件下开野剂量分布数据与MatriXX测量剂量分布，得出了MatriXX中各个电离室的剂量校准系数和角度响应修正系数，并将这些系数应用于调强射野所测剂量分布的修正，无论是绝对剂量还是相对剂量，修正后的通过率均提高，而波动性均降低。经过该校准后，MatriXX测量结果更准确地反应了实际剂量分布情况。通过该方法，可以实现MatriXX在多机架角IMRT计划验证方面的应用，使验证结果可以更加真实地反映调强计划的执行情况和准确性。