EDOSE进行调强剂量验证结果的评估

【作者】王小深，鞠忠建，徐伟，巩汉顺，蒋中凯，丛小虎中国人民解放军总医院 放疗科，北京市，100853



EDOSE进行调强剂量验证结果的评估

【作者】王小深，鞠忠建，徐伟，巩汉顺，蒋中凯，丛小虎
中国人民解放军总医院 放疗科，北京市，100853

【摘要】目的 使用EDOSE剂量验证系统基于加速器电子射野影像系统（EPID）对静态调强放疗(IMRT)计划剂量验证结果的评估。方法 分析不同射野下EDOSE对EPID成像板剂量响应均匀性的修正；不同大小射野gamma通过率；比较EDOSE反推计算的相关参数与计划系统的差异。结果 修正后EPID不同射野均匀区域图像灰度值的均匀性较好；γ(3mm/3%)分析不同射野的通过率均在理想范围。计划系统和EDOSE剂量验证系统分别计算危及器官的体积并比较，仅右肺存在统计学差异；计划系统和EDOSE剂量验证系统反推计算DVH比较，部分结果存在统计学差异。结论 EDOSE与计划系统具有契合度较高的计算和分析结果。

【关 键 词】EDOSE；EPID；剂量验证

0　引言

放疗技术发展迅速，调强放疗逐渐成为主流放射治疗模式，能够更好的减少病人的副反应并提高疗效[1-3]。随着调强放疗治疗比例不断增加的同时也增加了物理师进行调强计划剂量验证的工作强度。常规的剂量验证方式主要为使用胶片或者不同类型的电离室矩阵进行验证。现阶段电离室矩阵为主流剂量验证方式，但是其特性存在某些方面的不足：例如矩阵中电离室数量有限及间距较大，空间分辨率较差；多数较为笨重使用不够方便；不能进行病人治疗过程中的剂量验证等。EPID成像具有较高空间分辨率并使用方便，现多用于病人摆位位置信息验证[4-6]，同时多数学者通过不同的方法对使用EPID进行剂量验证进行了探索[7-11]。EDOSE剂量验证软件基于加速器EPID进行病人剂量验证，使用方便，可以进行病人治疗前和治疗过程中的剂量验证。本文主要探讨静态调强计划治疗之前使用EDOSE进行剂量验证结果的评估。

1　设备和方法

进行剂量验证所使用的设备主要有：医科达（Elekta）Snergy-s治疗系统和电子射野影像系统（EPID），RAYDOSE®公司EDOSE剂量验证软件，Pinnacle 8.0计划系统，ImageJ图像分析软件，SPSS 19.0。

首先，将加速器EPID移到合适位置并将治疗床移出照射野范围。然后，分别在机架和机头都为0度时，使用EDOSE剂量验证系统分别采集束流200 MU时不同照射野5.2 cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm的EPID信息并保存。最后，将不同大小射野的经过EDOSE修正的dicom格式图像导出，再用ImageJ读取图像像素值并使用SPSS 19.0分析其均匀性，使用变异系数(C.V)表示。

在Pinnacle计划系统中针对上述射野及参数使用均匀水模体模拟计算并将数据导入EDOSE剂量验证系统。将不同大小的射野数据使用EDOSE剂量验证系统反推到均匀水模体中计算，并与计划系统所得结果进行比较得到γ(3 mm/3%)通过率。

选取8例Pinnacle8.0计划系统单侧肺癌的静态调强放疗计划，并分别传输到Synergy-S加速器治疗系统和EDOSE剂量验证系统。在病人QA模式下分别使用EDOSE剂量验证系统采集8例单侧肺癌病人束流信息并保存。分别使用EDOSE剂量验证系统对采集的8例单侧肺癌数据进行反推计算，将所得结果与计划系统导出结果进行比较。分别比较两者计算出的危机器官的体积和DVH，使用SPSS19.0分别进行配对样本t检验，并记录γ（3 mm/3%）通过率。

2　结果

5.2cm×5.2 cm，10.4 cm×10.4 cm，15.2 cm×15.2 cm，16 cm×21 cm大小射野经修正后均匀区域图像像素值的变异系数分别为0.45%、0.44%、0.46%、0.44%。不同大小的射野在均匀水模体中模拟计算的γ通过率分别为：99.32%、99.58%、98.34%、97.8%。

8例单侧肺癌计划危及器官的体积与计划系统导出危机器官的体积比较，右肺具有统计学差异。统计结果见表1。

对TPS和EDOSE分别计算所得结果的DVH进行比较：Body的V20、V10、V5，患侧肺V20、V10和全肺V20存在统计学差异。统计数据见表2。

8例静态调强计划的γ（3 mm/3%）通过率分别为：96.4%，95.24%，94.23%，93.71%，97.33%，97.25%，97.61%，91.73%。

3　讨论

多数医院EPID仅用于病人体位验证[4-6]，造成一定程度的资源浪费。该文主要针对EDOSE用于治疗前的剂量验证结果的评估。由上述结果可知EDOSE针对加速器EPID平板的剂量响应的均匀性修正相对于常规胶片验证的胶片剂量响应均匀性[12, 13]具有较好的结果，满足临床要求。不同射野在均匀水模体中EDOSE测量反推结果与计划系统所得结果比较具有较高的γ通过率。该研究基于医科达（Elekta）Snergy-s治疗系统，加速器多叶光栅（MLC）等中心处厚度为0.4 cm，没有铅门，无法形成整数大小射野且最大射野为16 cm×21 cm。

表1　计划系统和EDOSE剂量验证系统计算区域内的计划靶区和危机器官的体积Tab.1 The volume of PTV and OAR in calculated region of TPS and EDOSE

使用EDOSE所计算危及器官体积与计划系统计算结果差异较小可接受。对于不同危及器官的不同剂量的百分体积部分具有统计学差异，究其原因具有多方面因素影响：由于EDOSE本身反推算法与计划系统之间的差异导致；由于加速器本身多页光栅的到位精度的差异导致测量结果存在差异，但此因素影响较小，由于测量结果为加速器MLC经过保养和校准之后进行的测量；最后可能由于EDOSE剂量验证系统数据拟合与计划系统数据并非完全一致导致。在计算靶区及OAR体积差异较小的情况下，剂量计算部分存在差异由多因素导致，但在差异较小的情况下可以接受。经过三维的γ(3 mm/3%)分析所测调强计划的通过率分别较高。

4　结论

经过多方面的分析，EDOSE具有良好的数据采集处理能力；使用EDOSE剂量验证系统基于EPID进行静态调强计划的治疗前验证具有正常的γ通过率，对所采集数据进行反推计算具有较科学的结果。

表2　不同剂量对应危机器官的百分体积Tab.2 The dose percentage volume of different OARs

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Evaluation of the EDOSE for IMRT Delivery Quality Assurance

【Writers】WANG Xiaoshen, JU Zhongjian, XU Wei, GONG Hanshun, JIANG Zhongkai, CONG Xiaohu
Department of Radiotherapy, PLA General Hospital, Beijing, 100853

【Abstract】Objective Evaluation of intensity-modulated radiation therapy(IMRT) delivery quality assurance(DQA) using EDOSE software based on accelerator electronic portal imaging device (EPID). Methods Analysed the dose response uniformity correction of EPID imaging plate in different fields and the gamma pass rates about the fields; And compared the calculated parameters of the EDOSE and the Pinnacle planning station. Results The uniformities on the homogeneous region of the fi elds are good after who corrected by EDOSE. The gamma（γ, 3mm/3%) pass rates are in the ideal range. The volume of the organs at risk(OAR) have no statistical signifi cance except the right lung; A part of the parameters have statistical signifi cance. Conclusions The results of the calculation and analysis of EDOSE has a high agreement with the planning system.

【Key words】EDOSE, EPID, delivery quality assurance

【中图分类号】R730.5

【文献标志码】A

doi:10.3969/j.issn.1671-7104.2016.02.022

文章编号：1671-7104(2016)02-0147-03

收稿日期：2015-12-04

基金项目：中国人民解放军总医院转化医学基金(105059)

作者简介：王小深，E-mail: wangxiaoshen0408@126.com

通信作者：鞠忠建，E-mail: 15801234725@163.com