魏黎黎，韩 军，程军平，张 甜，胡 斌，余 毅

(华中科技大学同济医学院附属协和医院 放疗中心，湖北武汉430023)

基于MV级能量成像的EPID剂量率响应特性测试

魏黎黎，韩 军，程军平，张 甜，胡 斌，余 毅

(华中科技大学同济医学院附属协和医院 放疗中心，湖北武汉430023)

目的:探讨直线加速器不同剂量率和不同剂量对电子射野影像装置 (EPID)图像质量的影响，获取临床应用的最佳条件。材料方法:Las Vegas模体在固体水中，分别在不同剂量率条件下输出1～6mu的剂量，从三个机架角方向拍摄获取图像进行分析。并使用头部假体进行验证。结果:相同剂量率、不同剂量对图像影响不明显;剂量率的差异对图像影响明显。结论:150 mu/m和300mu/m的剂量率可获得较高分辨率与对比度的验证图像，适合临床应用。

电子射野影像装置;Las Vegas模体;剂量率;图像质量

IMRT的广泛应用以及对放疗精度的要求，使得验证图像的质量显得尤为重要，射野位置的验证也成为放射治疗质量保证的重要内容［1，2］。在IMRT中，头部的误差范围允许前后，左右，头脚方向为≤±2mm之内，颈、胸上段食管癌部为前后，左右，头脚方向≤±3mm之内，在这样的要求下，图像验证是基本的和必要的要求［3，4］。而直线加速器作为MV级高能量的治疗机，与物质发生康普顿效应，使得EPID获取的图像质量较差，本文主要是探讨不同剂量率和不同剂量对EPID图像质量的影响，以获取最佳的临床使用条件。

1 材料与方法

1.1 测量原理

拉斯维加斯（ Las Vegas）图像质量检测(calibration phantom assay)模块是一种专门用于检测放射平面图像质量的检测模块［5］，其上有28个圆孔，最大直径14mm，最小直径1mm，由大到小依次分布;且每个圆比较每一图像中的圆点成像数目，来分析图像的空间分辨率和对比度等指标，如图1所示。

1.2 测量方法

在医科达直线加速器 (型号Precise)上，使用EPID获取实验图像并使用图像软件 (IVIEWGT ELECTRONIC PORTAL IMAGING)来分析图像。测量方法为:能量6MV，射野25cm×25cm，使用15cm的固体水来模拟人体头部厚度，固体水中间夹Las Vegas摸体，源至模体距离为SAD=100cm，源至EPID距离为 SSD=140cm，选用0°，90°，270°三个不同机架角度和4档剂量率 75、150、300和600mu/min，机器输出剂量为1～6mu。并利用头模假体来进行检测，其测量条件同上。

图1 Las Vegas模块

2 结果

实验共获得45副Las Vegas模体图像，其中75mu/m剂量率和600mu/m剂量率图像显示可以识别12～14个圆点但圆点空间分辨率，对比分辨率，对比度，显示不清晰，圆点边缘不锐利。由表1可见。

表1 实验结果

150mu/m剂量率和300mu/m剂量率显示可以识别18～20个圆点，空间分辨率，对比分辨率，对比度，等多项指标要好很多，图2a从75剂量率的图中可以看到11个圆点，但大部分圆点看不清，图像中心还出现像容积效应一样的表现，使图像中圆点失真，图像中圆点边缘和周围密度融合。由图2b 150剂量率和图2c 300剂量率的图中可以看到较清晰圆点20个，图像中圆点间分布清晰可见，图像从左至右第一竖排圆点边缘锐利;由图2d 600剂量率图中可以看到16个圆点，图像从左至右第二竖排和第四竖排中圆点内部呈现高剂量表现。

图2 实验图像1

研究表明［6，7］Elekta公司的 Precise加速器10MVX射线照射Las Vegas体模获得的图像在质量上优于厂商提供的标准图像，结论每一个放疗中心在使用EPID时必须要有一套完整的QA体制，避免用不可靠的工具去检测，定期进行质量保证与控制是一项重要的工作任务。

根据上述结果，不同的剂量率相同的机器输出跳数，如果给予的剂量率过高或过低都会对图像造成影响，在对仿真头膜 (topslane)进行验证时，同样给出了三个不同机架角度:0°，90°，270°; 75mu/min、150mu/min、300mu/min、600mu/min，对头部采集了3组数据。75剂量率和600剂量率条件下，图像内部结构接近软组织部分，显示高剂量率表现边缘不锐利。300剂量率条件下图像对比分辨率升高，对比分辨率越高仿真头膜显像越清晰层次感越强，图像对比度识别好。150剂量率时，头膜成像边缘锐利。150剂量率和300剂量率所表现图像的空间分辨率，对比分辨率，对比度明显优于75剂量率，600剂量率。

图3a从75剂量率仿真头模中分析得到图中内部接近软组织部分和中间低密度有融合表现;图 3b 150剂量率仿真头模的边缘锐利，近软组织部分呈略高剂量表现;图3c 300剂量率内部接近软组织部分，空间分辨率，对比分辨率，等多项指标要好很多，是最接近临床验证适合图像;图3d 600剂量率因剂量率过高使图像中间部分和两边部分呈现高剂量分布，从而丢失仿真头模图像中信息，机器输出跳数不同（1～6mu)对相同剂量率图像质量的影响不明显。

图3 实验图像2

这样做的优点是可以很快定位出所需要验证图像参数，提高验证时间，快速定位出图像空间分辨率，保证区分最小物体能力以及成像系统观察细节能力，即可区分两物体的最短距离，同时也降低患者接受最小的辐射剂量，为配准提供重要帮助，对IMRT验证精度得到很大提高，很好的保证治疗部位准确性。

3 讨论

研究表明［8］从临床工作效率考虑，提取特征的速度比特征解剖部位要快的多但特征点的个数和空间位置对配准效果有影响，重复性不高，从配准的准确性角度考虑，由于解剖部位的信息量比特征点大的多，配准的效果也会好，但EPID图像中多数骨性标志较小，且因解剖结构模糊，如蝶鞍，棘突等细小器官的提取的误差点大，配准的准确性就低，因此在这项实验中对仿真头膜进行验证，对头膜边缘，头膜内部结构进行了分析，可以找到很多细小的结构变化，对验证提供很大帮助，根据病人具体情况给予合适剂量率，达到验证要求，如针对对边缘显示锐利，选用150剂量率，针对对内部结构进行分析，选用300剂量率。

不同剂量率相同的MU从假体头膜数据中拟定3组数据机架0°150mu/min，4mu;300mu/min，4mu对比度84%，亮度50.5%机架90°150mu/min，4mu;300mu/min，4mu对比度84%，亮度52%机架270°150mu/min，4mu;300mu/min，4mu对比度84%亮度52% 在这基础上加以 (±5%～8%)调整，获得内部结构清晰和边缘锐利的验证图像。上述研究结果为后续患者验证提供参考。

研究比较CR与屏 (铜)片成像增加0.5mm厚度铜材料的滤过板临床实验［9］，有助于成像质量的改善。总之大多数文献和实验是增加高能射线滤过提高图像质量，而从上述实验结果得出改变剂量率同样可以提高图像质量，研究表明对于患者的正位和侧位图像能较好的控制摆位误差［10］;能简洁快速地验证光野和射野一致性;能大概地验证治疗计划系统 (TPS)中调强射野的注量图;能检验多叶准直器 (MLC)的到位精度，充分合理地利用EPID，可在放疗中进行多项质量保证，保证精确放疗，因此IMRT中图像验证是保证医生，物理师所做工作最后实施的最重要一个环节，如果验证中心不准确将会使之前工作付之东流，所以在IMRT验证中获得一张高分辨率高对比度的图像，在验证时可以更快更准的定位出治疗位置误差。

［1］Julian Maliki The importance of accurate treatment planning，delivery，and dose verification Reports of Practical Oncology and Radiotherapy Mar 2012;17(2):63–65.

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1002－2376(2015)03－0013－03

2015－01－17