摆位误差会使得病人的照射体位与初始位置不同[1]。由于放疗计划制定后,每次治疗都按相同体位执行。病人体位发生变化,可能会使得靶区出现剂量不均匀,欠剂量。通常分析摆位对病人所受剂量的影响,方法是在计划系统做一个有摆位误差的计划。在相同的射野参数设置,病人靶区机危及器官勾画的情况下,比较两个计划的剂量分布差异[2-3]。也可通过扫一批病人的CBCT,得出某个病种的系统误差,将该摆位误差代入系统,进行模拟计算[4-5]。这两种方法都是在计划系统上得出模拟剂量偏差分布。Compass系统做为一种调强剂量验证系统,可以实现三维剂量验证[6]。由此重建的计划与原计划对比得到的摆位误差对剂量分布的影响更准确和具有参考意义。
1 材料与方法 1.1 仪器设备采用IBA公司的Compass 4.0配套的托架、平板电离室、角度传感器及分析软件;计划系统为Elekta公司的Monaco5.0版本;加速器为Elekta公司的Synergy;计划排程软件为Mosaqi。
1.2 方法Compass运行条件与其做剂量验证时相同,先将平板电离室固定在加速器机头托架上,在平板电离上方放2 cm厚度的固定水,作为建成层。调整托架上的旋钮,使得电离室中心与准直器中心重合。先将射野开到35 cm×35 cm, 测量其热本底,然后对其做几何校准,再对Compass做绝对校准[7]。几何校准步骤为,将准直器开一个15 cm×15 cm方野,出6 MV的X射线100 MU,得到剂量MAP。绝对校准的具体方法为, 将射野开到10 cm×10 cm,加速器出X射线100 MU,结束后选择accept。最后进行角度校准,将角度传感器与Compass连接,在0°测量一个数值,加速器机架旋转到90°,标记下来,完成角度校准。将原计划从计划系统传到Mosaqi并执行,Compass软件实时记录照射的结果,将验测量结果与原计划相比,由Compass软件可以得出gamma分析数据。将改变摆位值的计划传到Mosaqi,不改变Compass的其它参数,在相同条件下得到各种摆位偏差计划的测量数据。最后在Compass 4.0软件中分析摆位偏差计划的剂量改变。
2 结果 2.1 γ通过率与摆位误差的关系Compass是一种三维分析软件,可以对靶区、危及器官剂量进行三维γ分析。当病人摆位变化时,γ通过率会发生明显变化[8]。由表 1可见,当摆位误差大于2 mm时,病人和靶区和危及器官的γ值都通不过。即使病人的计划通过三维验证时,病人在治疗过程中摆位发生较大变化,病人会出现多照射和漏照射,γ值的变化正反映了这种照射结果。在忽略了叶片运动误差,光栅重力等因素后,γ通过率与摆位误差之间的一个参数发生变化,另一个参数也相应发生变化,因而二者可以互相检验。
从Compass可以直观的看出摆位偏差计划的任一层面的二维剂量分布,还可以跟同一层面的原计划剂量分布进行减法运算,如图 1(c), 对二者计划相同层面剂量差异大区域以红色、黄色显示,小的区域以蓝色、绿色显示。方便物理师找出剂量误差影响大的位置。
调强计划剂量梯度大,受摆位误差的影响比三维适形计划更加明显,我们从小到大在同一方向改变摆位偏差,并与原计划对比,发现即使很小的摆位误差,病人剂量分布都有明显的变化。表中数据用相对数值表示,从表中可以看出,靶区在各个误差值的D处方包含体积增加,随着误差值增加,Pctv3、Pgtvnd包含体积增加,pctv1, pctv2则有浮动变化,这体现了调强计划的复杂性,当误差值变化时,它对多个靶区的影响并不是单一的。对各个误差值,左侧腮腺的Dmean增加,右侧腮腺的Dmean减少,结合脊髓最大量的变化,可见当产生摆位误差时,有的危及器官的剂量参数变好,有的则变差。摆位误差对病人治疗效果产生的影响,应该在分析所有关键剂量参数的条件下做综合评估。
误差大小相同时,变化方向不同时,它对病人靶区、危及器官剂量分布变化的影响也不一样。我们比较了6个方向摆位误差为2 mm时,病人剂量分布的变化。6个摆位偏差计划,四个靶区都出现处方剂量线包围体积增加,而与此同时脊髓Dmax大幅度增加,增加18%以上。左侧腮腺Dmean减少1%~1.2%,右侧腮腺Dmean增加4.1%~5.3%,下颌骨Dmean增加3.57%~3.73%,三者Dmean变化各不相同。对同一危及器官而言,各个方向的Dmean变化不大,这可能跟产生误差较小有关系。
本文对同一个问题,没有在所有的误差方向全部讨论。通过分析推断在其它维度方向,其误差值上也是可以适用的并加以推广。以头颈病人为例进行了讨论,各个病人头颈部解剖结构基本相同,对同一病种,同一分期的病人,靶区会有一定变化,在此讨论基础上,可以得出具有该类相同条件病人的摆位误差对剂量的统计影响,从而为医生勾画病灶、器官动度外放范围提供参考,同时为物理师制定放疗质控标准给出实验依据。Compass除了可以做三维剂量验证,也可以做摆位误差的三维剂量分析。Compass的结果建立在实际照射数据上,反馈了病人的实际照射信息,比传统的分析方法,更科学和合理。在分析过程中,对RT structure在不同计划系统中的显示差别作了忽视[9]。同时,在照射过程中,叶片的运动偏差也会使得剂量发生歧离。通过γ分析发现,验证计划可以通过三维γ标准,因而在实际照射的过程中,光栅叶片的运动在误差范围内,对剂量结果变化的影响极小,不会对分析产生干扰[10]。头颈部解剖结构体积小,危及器官多,分布密集。摆位误差对剂量结果影响大。用Compass进行摆位误差的剂量分析在放射治疗上具有重要意义。
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