武宏奕

（山西阳泉市第一人民医院，山西 阳泉）

0 引言

近几年，随着现代医疗水平的提高，放疗技术也不断发展进步，医用直线加速器逐步完善，监测加速器剂量，以及检测与调整其相关参数是目前物理工程一项重要工作内容[1]。加速器虚拟楔形通过射野中轴控制独立运动的准直器与剂量率，二者相互配合从而输出楔形剂量分布[2]。相较于物理楔形板，加速器虚拟楔形剂量分布结果与之相近，同时具有不硬化射线质、操作耗时缩短、皮肤表面剂量降低等优点，在临床中逐渐广泛应用[3]。本研究主要探讨二维电离室矩阵在医用加速器虚拟楔形中的应用情况。

1 资料与方法

1.1 测量工具

研究开展时间为2019年1～6月。测量工具选用二维电离室矩阵（Matrixxevolutio），与密度为1.03/cm3的固体水（RW3）建立测量模体。二维电离室矩阵中共包含1020个通气电离室，电离室平面矩阵排列为32 cm×32 cm，实际有效测量面积约为24.4 cm×24.4 cm，注意四个顶角位置无电离室，测量过程中应避免差错。电离室常规直径为5 mm，该电离室有效直径为4.5 mm，灵敏体积计为0.07 cm3，两个相邻电离室中心距离为7.62 mm。实际测量二维电离室矩阵感应剂量率方位约0.1～10.0 Gy/min，采样实际最低为20 ms左右。医用加速器（Primus，德国西门子生产）直线加速器配置6MNX射线，源皮距为100 cm，源到达探测器平面距离为110 cm，注意在实际操作中固体水占9.6 cm。

1.2 测量方法

设定射野范围：6 cm×6 cm、10 cm×10 cm、20 cm×20 cm；设定虚拟楔形角度：15°、30°、45°、60°；两个楔形方向楔形野合计24个。执行照射操作时每次剂量100MU，以确保照射效果，测量楔形剂量分布情况。测量期间使用计算机分别控制医用直线加速器中Y1、Y2两个铅门，即控制枪靶方向，各自进行独立运动以确保测量效果。Y1即铅门运动时形成的1虚拟楔形剂量分布，对应结果为物理楔形板厚端在Y1一侧的剂量分布；Y2即物理楔形版厚端在Y2一侧的剂量分布。

1.3 测量数据

严格按照仪器配套使用手册完成操作。计算虚拟模拟楔形角度采用四点剂量法，即选择扫描范围中四点剂量为参照，进一步进行计算工作，研究中将射束中心轴深度9 cm左右的剂量设为D9点剂量；射束中心轴深度11 cm左右的剂量设为D11点剂量；选取中心轴深度110 cm左右楔形方向往两侧一定距离P、Q剂量。当虚拟楔形角度为15°、30°时，旁开距离为射野宽度的1/4；虚拟楔形角度为45°、60°时，旁开距离为射野宽度的1/6。模拟楔形角度计算公式：a=atan（DP-DQ）/△d（D9-D11）/2，其中△d指测量点P、Q之间的距离[4]。

楔形因子指楔形射束中心轴深度10 cm位置点剂量与相同条件下开业剂量的比值，该比值越接近于1表示两组数据越相近，即误差越小[5]。

2 结果

2.1 不同射野范围及不同条件下D9/D10、D11/D10比较

详见表1，二维电离室矩阵测量结果显示，6 cm×6 cm、10 cm×10 cm、20 cm×20 cm射野范围及不同模拟楔形角度下D9/D10和D11/D10均无显著变化。

表1 不同射野范围及不同条件下D9/D10、D11/D10比较（n,）

表1 不同射野范围及不同条件下D9/D10、D11/D10比较（n,）

1模拟楔形 2模拟楔形射野范围 比值 开野均值±标准差15° 30° 45° 60° 15° 30° 45° 60°6 cm×6 cm D9/D10 1.062 1.060 1.064 1.063 1.060 1.063 1.062 1.063 1.061 1.062±0.003 D11/D10 0.956 0.956 0.955 0.956 0.955 0.947 0.950 0.954 0.953 0.955±0.002 10 cm×10 cm D9/D10 1.049 1.047 1.049 1.047 1.045 1.050 1.050 1.051 1.052 1.049±0.003 D11/D10 0.951 0.951 0.952 0.949 0.947 0.950 0.951 0.953 0.954 0.952±0.002 20 cm×20 cm D9/D10 1.046 1.046 1.046 1.050 1.046 1.049 1.050 1.048 1.053 1.049±0.004 D11/D10 0.955 0.956 0.955 0.956 0.953 0.959 0.958 0.961 0.964 0.957±0.003

2.2 不同射野范围下虚拟楔形角度测量结果比较

详见表2，根据二维电离室矩阵计算各剂量点虚拟楔形角度，与实际测量结果极为相近，差异＜0.5°。

表2 不同射野范围下虚拟楔形角度测量结果比较（ ）

表2 不同射野范围下虚拟楔形角度测量结果比较（ ）

2模拟楔形15° 30° 45° 60° 15° 30° 45° 60°6 cm×6 cm 9.8±1.1 21.0±0.6 44.1±0.7 59.5±0.6 10.9±0.9 19.9±0.8 43.8±0.7 60.3±0.6 10 cm×10 cm 14.3±0.5 29.4±0.5 45.6±0.4 61.0±0.4 15.1±0.5 29.6±0.4 46.1±0.4 60.5±0.5 20 cm×20 cm 14.7±0.4 30.2±0.3 44.3±0.6 61.3±0.6 16.2±0.6 31.4±0.5 46.2±0.6 61.1±0.7 1模拟楔形射野范围

2.3 不同射野范围及不同条件下楔形因子分析

详见表 3，6 cm×6 cm、10 cm×10 cm、20 cm×20 cm 射野范围及不同模拟楔形角度下检测楔形因子均接近于1，所有条件下测量值标准差均＜0.05，显示具有良好的重复性。

表3 不同射野范围及不同条件下楔形因子分析（ ）

表3 不同射野范围及不同条件下楔形因子分析（ ）

2模拟楔形15° 30° 45° 60° 15° 30° 45° 60°6 cm×6 cm 0.994±0.006 0.992±0.008 0.994±0.001 0.997±0.012 1.021±0.015 1.003±0.006 1.005±0.013 1.011±0.009 10 cm×10 cm 0.995±0.008 0.994±0.005 0.996±0.012 0.993±0.002 1.002±0.009 1.002±0.005 1.004±0.010 1.013±0.030 20 cm×20 cm 0.993±0.012 0.996±0.010 1.001±0.009 1.002±0.023 1.001±0.008 1.004±0.013 1.001±0.020 1.009±0.018 1模拟楔形射野范围

3 讨论

医用加速器在放射治疗中具有治疗更精确的特点，临床应用越来越广泛，但任何位置误差都可能造成更大的剂量偏离，因此必须对设备机械参数、几何参数定期检测和调整[6-7]。通过程序控制铅门独立运动形成虚拟楔形板是一种有效的剂量分布调整工具，该过程的进行同时依赖于仪器其他部分的精确配合。

二维电离室矩阵在面剂量测量中效果较为理想，其优点主要体现在：剂量灵敏度高、读取时间短、测量面积大、有效测量点体积小等方面。临床研究认为与指型电离室逐点测量相比，二维电离室矩阵更省时、更便捷，通过验证剂量分布情况有效避免了剂量体积效应，故对小射野剂量和高剂量梯度辐射场测量更精确。本研究数据显示，使用二维电离室矩阵探查不同射野范围及不同条件下点剂量，D9/D10、D11/D10基本无显著变化，并且所有剂量计算结果与实际测量结果极为相近，差异均＜0.5°，说明二维电离室矩阵用于直线加速器虚拟楔形点剂量测量有较高的精确度。另外，不同条件下楔形因子均接近1，所有条件下标准差均低于0.05，提示测量具有良好的重复性。

综上所述，医用直线加速器虚拟楔形板剂量学验证采用二维电离室矩阵操作快速、便捷、效率高，值得在临床中推广应用。