调强放射治疗广泛应用于临床，提高了肿瘤患者的生命质量。相比于普通放射治疗，调强放射治疗计划的制定和剂量的分布要复杂得多，因此，对调强放射治疗的质量控制和质量保证工作，提出了更高的要求。2013年，国际原子能机构(IAEA)开展了调强放射治疗质量控制方法研究(第7a步)，中国是参与国家之一。四川省是参与验证单位之一。本研究使用0.015 cc电离室和Unidos剂量仪，对调强放射治疗多叶光栅小野输出因子进行了验证。

1. 材料与设备：德国PTW公司生产的Unidos剂量仪、0.015 cc电离室、0.6 cc电离室以及30 cm×30 cm×30 cm标准水模体，医用直线加速器(瑞典医科达3台，美国瓦里安2台，德国西门子2台)，具体参数见表1，以及配备的放射治疗计划系统(TPS)。剂量仪和电离室均在国家二级标准剂量学实验室刻度和校准。

表1()

表1 7台医用直线加速器的参数特性

表1 7台医用直线加速器的参数特性

2. 方法

(1)加速器输出剂量质量控制：参考文献^[1]方法，在测量方法验证前，首先对所抽检的加速器的剂量进行质量控制，以确保加速器输出剂量的准确和可靠。将0.6 cc的电离室置于标准水模的电离室插孔内，使电离室的有效测量点位于参考测量深度处，6 MV X射线，源皮距100 cm，照射野10 cm×10 cm，水下10 cm测量，根据IAEA 277号报告，计算水中有效点吸收剂量，换算到最大剂量点剂量。

(2)TPS计算多叶光栅小野输出因子：选择7台不同厂家、不同型号的医用直线加速器，用30 cm×30 cm×30 cm水模体，经CT扫描(头部扫描条件)，层厚2.5 cm，影像传给TPS制定放射治疗计划：6 MV X射线束，SSD为100 cm，水下10 cm，处方剂量10 Gy，分别算出多叶光栅形成的10 cm×10 cm、6 cm×6 cm、4 cm×4 cm、3 cm×3 cm和2 cm×2 cm照射野的机器跳数(MU)，所有照射野读数分别归一到10 cm×10 cm照射野，计算出所有小野的输出因子，并且与出版的输出因子比较。出版输出因子是2012年美国临床医学物理杂志出版的多叶光栅小野输出因子值^[2]，IAEA将出版值定为该研究课题的标准值，要求对6 cm×6 cm、4 cm×4 cm、3 cm×3 cm照射野，TPS计算输出因子与出版输出因子的相对偏差为±2%，对2 cm×2 cm照射野，TPS输出因子与出版输出因子相对偏差为±3%。

(3)Unidos剂量仪和0.015 cc电离室测量多叶光栅小野输出因子：将0.015 cc电离室置于30 cm×30 cm×30 cm标准水模中电离室插孔内，水下10 cm，SSD 100 cm，6 MV X射线束，分别测量多叶光栅形成的10 cm×10 cm、6 cm×6 cm、4 cm×4 cm、3 cm×3 cm和2 cm×2 cm照射野读数，300 MU，所有照射野读数分别归一到10 cm×10 cm照射野，计算小野输出因子，并且与出版的小野输出因子比较^{[3, 4]}。

计算输出因子公式：

由于瓦里安加速器的多叶光栅形成的小野使用的是二级准直器，在测量时，为了减少电离室杆效应，加速器应转动角度90°，电离室摆位方向如图1A。测量西门子和医科达加速器时，电离室摆位方向如图1B。值得注意的是，如果多叶光栅最小叶片的宽度为1 cm，对3 cm×3 cm照射野，电离室的中心点应向野的一侧移动0.5 cm，使其置于照射野的中心。

图1()

图1 0.015 cc电离室放置方向 A.瓦里安；B.西门子和医科达

(4)剂量仪电离电荷饱和校正测量：用Unidos剂量仪和0.015 cc电离室，30 cm×30 cm×30 cm有机玻璃水箱装水，水下10 cm，SSD=100 cm，6 MV X射线束，监督单位300 MU，照射野10 cm×10 cm，加速器输出剂量率为常用的输出剂量率，Unidos剂量仪高压为400 V和半压200 V分别测量。

计算剂量仪电离电荷饱和校正因子(N_s)公式：

1. TPS计算出的输出因子与出版输出因子的比较：结果列于表2。由表2可知，有一台加速器所有小野输出因子相对偏差都超出了IAEA的要求，相对偏差分别为4.9%、8.8%、11.1%、14.9%。

表2()

表2 7台医用加速器TPS计算的输出因子与出版输出因子比较结果

表2 7台医用加速器TPS计算的输出因子与出版输出因子比较结果

2. Unidos剂量仪和0.015 cc电离室测量多叶光栅小野输出因子与出版输出因子比较：结果见表3。由表3可知，电离室测量的所有小野输出因子都在出版输出因子范围内。特别是照射野2 cm×2 cm的输出因子，明显优于TPS计算的输出因子。

表3()

表3 Unidos剂量仪和0.015cc电离室测量输出因子与出版输出因子比较结果

表3 Unidos剂量仪和0.015cc电离室测量输出因子与出版输出因子比较结果

3. Unidos剂量仪和0.015 cc电离室测量不同加速器电离电荷饱和校正：结果见表4。由表4可知，电离电荷饱和校正因子在-0.5%～0.2%以内，所有小野输出因子结果可以不用修正。

表4()

表4 剂量仪电离电荷饱和校正结果

表4 剂量仪电离电荷饱和校正结果

由于计算机技术的高速发展和广泛应用，在放射治疗的领域中完全取代了人工计算，只需要输入人工测量的基础数据，治疗计划系统软件根据治疗计划需要，自动计算所需要的治疗计划。由于IMRT具有较多不规则野和小野等复杂情况，对小野输出因子准确性要求较高，在选择的加速器中，发现了厂家测试的基础数据，不能支持计算2 cm×2 cm小野的输出因子，只能根据曲线的延长计算得到。由于条件限制，大部分物理师在剂量验证时，都不关注小野输出因子的准确性。本次测量结果表明，Unidos剂量仪和0.015 cc电离室测量多叶光栅2 cm×2 cm照射野的输出因子，与出版值比较，最大偏差为1.5%，最小偏差仅为0.9%，大大低于TPS计算值。本次验证中，一台加速器TPS计算的所有小野输出因子都超出了出版值，尤其是2 cm×2 cm和3 cm×3 cm照射野的输出因子相对偏差为14.9%和11.1%。这有计划系统软件质量的问题，更大的原因是没有用电离室测量小野输出因子，导致了给出的TPS小野输出因子的不准确。因此，建议物理师应关注调强放射治疗的治疗计划，尤其是2 cm×2 cm和3 cm×3 cm小野的输出因子，如果超出规定的要求，应用剂量仪现场进行测量，然后计算治疗计划，实施治疗患者。物理师应掌握小野输出因子的测量方法，不定期的验证小野输出因子的准确性，以保证临床剂量的准确性。

由于IMRT治疗方案不同，使用加速器的输出剂量率有所不同，所以在用小电离室测量小野的输出因子时，应关注加速器输出剂量率的稳定，如果输出剂量率不稳定，对小野输出因子读数有影响。因此，应用电离室测量电离电荷饱和因子，并对所测结果进行修正，以减少误差。本次验证所测电离室电离电荷饱和因子最大为-0.5%，未超过规定的±3%，所以结果不用修正。