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南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院） a.肿瘤放疗中心；b.医疗设备处，江苏南京 210006

[摘要]目的使用瓦里安Portal Dosimetry（PD）系统对鼻咽癌放射治疗计划进行剂量验证，探讨碳纤维材料对剂量验证结果的影响。方法使用鼻咽癌患者的CT图像和结构数据，制作放射治疗计划和相应的PD剂量验证计划。使用瓦里安Clinac IX直线加速器，分别执行以下3种情形下的剂量验证计划：A.加速器机头和非晶硅平板探测器之间没有碳纤维材料；B.加速器机头和探测器之间有Varian IGRT碳纤维治疗床板；C.加速器机头和探测器之间有碳纤维治疗床板和ORFIT AIO碳纤维固定底板。使用PD软件模块，分析每个射野的二维剂量分布，共获得3组数据，每组包含18个Gamma通过率值。对3组Gamma通过率数据进行统计分析。结果 A组平均Gamma通过率为（94.31%±1.75%），B组平均Gamma通过率为（94.35%±1.81%），C组平均Gamma通过率为（91.58% ±2.91%）。A组和B组数据比较差异无统计学意义（P＞0.05），A组和C组数据比较差异有统计学意义（P=0.001）。结论对于鼻咽癌放疗计划，单独的碳纤维治疗床板对PD剂量验证结果的影响较小；而碳纤维治疗床板和固定底板联合对剂量验证结果的影响较大，会导致Gamma通过率明显下降。

[关键词]鼻咽癌；放射治疗计划；剂量验证；碳纤维材料；治疗床板；固定底板

0 前言

鼻咽癌是我国常见的头颈部恶性肿瘤，放射治疗是治疗鼻咽癌的有效手段。鼻咽癌肿瘤靶区体积较大，形状不规则，周围需保护的器官较多，其调强放疗计划比较复杂，采用的照射野数目也较多（一般为7野或9野）。为了验证鼻咽癌放疗计划剂量计算的准确性，放疗物理师需要对放疗计划进行剂量验证。瓦里安Portal Dosimetry（PD）系统包含非晶硅平板型电子射野影像装置（a-Si EPID）和PD软件模块，可通过使用EPID的非晶硅平板探测器记录照射野的出束情况，得到照射野的二维剂量分布，然后将其与计算结果进行比较，得到射野的二维剂量验证结果[1-4]。目前PD剂量验证法已广泛应用于本院调强放疗计划的剂量验证。

为了支撑患者，维护患者治疗时的体位，减少摆位误差，碳纤维材质的治疗床板和体位固定装置得到了越来越广泛的应用[5-7]。碳纤维材质的治疗床板和固定底板虽然具有很高的射线通透性，但是它们仍然会对射线产生不可忽略的影响，进而影响剂量验证的结果和患者体内实际的剂量分布。本研究主要通过分析碳纤维材料（治疗床板和固定底板）对鼻咽癌放疗计划的PD剂量验证结果的影响，为放疗物理师评估碳纤维材料对计划剂量分布的影响提供参考。

1 剂量验证方法

使用2015瓦里安Eclipse计划大赛提供的一套鼻咽癌患者的CT图像及相应的肿瘤靶区和正常器官结构数据，制作符合比赛剂量要求的9野动态调强放疗计划。治疗计划中，9野机架角度分布为：200°、240°、280°、320°、0°、40°、80°、120°和160°。基于治疗计划制作PD剂量验证计划，在验证计划里，把所有射野机架角度归一到180°。由于鼻咽癌治疗计划射野尺寸较大，治疗计划虽采用9野设计，但在生成PD验证计划时每个射野会自动分野，因此每个验证计划中总射野数目为18个。

共制作了3种PD剂量验证计划，代表了如下3种情形：A.加速器机头和非晶硅平板探测器之间没有碳纤维材料；B.加速器机头和非晶硅平板探测器之间有Varian IGRT碳纤维治疗床板（治疗床位置LNG=100 cm，VRT=10 cm，LAT=0 cm）；C.加速器机头和非晶硅平板探测器之间有碳纤维治疗床板和碳纤维固定底板（治疗床位置LNG=100 cm，VRT=10 cm，LAT=0 cm）。固定底板为ORFIT AIO固定底板，其前端面与治疗床板前端面齐平。

使用Gamma分析工具分析射野的二维剂量分布。分析参数设定为：位置3 mm，剂量3%。对大于最大剂量10%的区域进行分析，得到Gamma通过率值。使用SPSS16.0软件对Gamma数据进行统计分析，组间比较采用t检验，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

使用瓦里安Clinac iX医用电子直线加速器分别执行3种情形下的鼻咽癌剂量验证计划，并使用PD软件模块进行分析，共获得3组共54个Gamma通过率值。3组数据的统计分析结果，见表1。

表1 3组鼻咽癌PD剂量验证计划的Gamma通过率统计结果（%）

统计分析结果表明，A组和B组的Gamma数据无统计学差异（P=0.907）；A组和C组的Gamma数据有统计学差异（P=0.001）。由此可见，单独的Varian IGRT碳纤维治疗床板对PD剂量验证结果的影响较小；而碳纤维治疗床板和固定底板联合对PD剂量验证结果的影响较大，会导致Gamma通过率明显下降，下降平均值约2.7%。

3 讨论

本研究采用鼻咽癌放射治疗计划尺寸较大的照射野，使射线穿过碳纤维材料后照射到非晶硅平板探测器上。结果表明，碳纤维材料的治疗床板和固定底板联合对射野的二维剂量分布有明显影响，可导致Gamma通过率降低，剂量验证结果变差。该结果表明，放疗物理师要重视碳纤维材料对射线的影响，可采取一些措施（例如调整射野的入射角度，或在设计放射治疗计划时加入治疗床板结构等）来减少碳纤维材料的影响，从而使治疗计划计算的剂量分布更接近实际剂量分布。

在本研究中，情形B和情形C中取Varian IGRT治疗床位置LNG为100 cm（大约相当于鼻咽癌患者治疗时的治疗床位置），IGRT碳纤维治疗床板在这个位置较薄，对6 MV高能X射线的影响较小。需要注意的是，IGRT治疗床板的厚度从治疗床板头部至尾部逐渐变厚，对射线的影响也逐渐变大[6-8]。若是取LNG=150 cm（大约相当于盆腔肿瘤患者治疗时的治疗床位置），则PD剂量验证结果可能就会不同。另外，AIO碳纤维固定底板各部分的厚度和形状也不完全一致，不同部分对射线的影响也不相同。此外，射线从不同角度穿过碳纤维治疗床板和固定底板，也会对剂量验证结果产生影响[9-10]，这些都有待于进一步研究。

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The Infl uence of Carbon Fibre Materials on Dose Verifi cation in Radiotherapy Regimen for Nasopharyngeal Carcinoma

SHI Fei-yuea, QIN Weia, ZHAO Huan-yua, LIN Qiangb, CHEN Jin-feia
a. Radiation Therapy Center; b.Department of Medical Equipment, Nanjing First Hospital, Nanjing Medical University, Nanjing Jiangsu 210006, China

Abstract：Objective To investigate the influence of carbon fibre materials (treatment couch top and immobilization baseplate) on the results of dose verification by using Varian Portal Dosimetry (PD) system for treatment regimen of nasopharyngeal carcinoma. Methods CT images and structures of a patient with nasopharyngeal carcinoma, which were provided by the 2015 VARIAN Eclipse Treatment Planning Competition, were adopted to design the treatment regimen and to generate corresponding PD dose verification plans. A Varian Clinac IX linac was employed to deliver the verification plans for the following three cases: A. There were no carbon fibre materials between the linac head and the amorphous silicon electronic portal imager of EPID; B. The Varian image-guided radiation therapy (IGRT) carbon fibre couch top was put between the linac head and the portal imager; C. Both the Varian IGRT couch top and the ORFIT AIO carbon fibre immobilization baseplate were put between the linac head the portal imager. The PD software module was used to analyze the two-dimensional dose distributions for each field. Three sets of Gamma pass rate data were acquired, with each set consisting of 18 Gamma pass rate values. Results Statistical analysis was applied to the three sets of Gamma pass rate data. The statistical results of mean ± standard deviation were as follows: Case A (94.31%±1.75%), Case B (94.35% ±1.81%), Case C (91.58% ±2.91%). The results of t test show that, there is no statistical difference between Gamma pass rate data of Case A and Case B（P＞0.05）, whereas there is a statistical difference between those of Case A and Case C（P=0.001）. Conclusion For treatment regimens of nasopharyngeal carcinoma, the carbon fibre couch top has little influence on the PD dose verification. Yet the combination of carbon fibre couch top and baseplate has significant influence on the dose verification, resulting in obvious decrease in Gamma pass rate values and thus worsening of the verification results.

Key words：nasopharyngeal carcinoma; radiation treatment planning; dose verification; carbon fibre; treatment couch top; immobilization baseplate

碳纤维材料对鼻咽癌放疗计划剂量验证的影响

0 前言

1 剂量验证方法

2 结果

3 讨论