γ刀是一种将γ射线束精确的汇聚在同一焦点上时,高强度的剂量场可以使病灶组织发生放射性坏死,而周围正常组织仅受到均匀的小剂量照射的大型医疗设备。由于单次给予较大剂量以达到放射治疗目的,且又要求周围正常组织受照射剂量较少,以提高病灶的局部控制率和减少并发症。所以,对照射时γ射线束位置的准确性提出了相当高的要求。而中心精度偏差是反映准确性的主要和直接的指标。但γ刀的摆位不像加速器的摆位有激光线作为参考,也不像射波刀的摆位有图像作为引导,它只是通过标尺定位病灶,经过床的运动,使设备的机械中心,即病灶位置与射线束照射野中心重合,来达到治疗的目的。因标尺和床在频繁的使用中,存在到位精度的变化,为保证其治疗的精确性,控制机械中心与照射野中心的偏差^[1],达到控制照射位置的准确性。本研究对不同型号γ刀进行了质量控制检测,结果报道如下。

1. 测量对象:选取4台静态式γ刀,分别是钴源数为201颗^[2]的MODEL 4C型、B型、C型和钴源数为192颗的PERFEXION型γ刀;5台旋转式γ刀,分别是钴源数为30颗的OUR-XGD型、SRRS型、KTL-A型、HOLY.γ.SRRS型和FreeGS-A型。总共9台设备。

2.测量设备:MD55自显影胶片,AGFA扫描仪,焦点测量棒,FD99film Dosimeter扫描软件,V_1.2专用胶片分析软件。

3. 检测项目:通过测量不同方向机械中心与照射野中心的距离,根据公式(1)计算机械中心与照射野中心的距离d:

4.测量方法:γ刀的剂量率比较高,初装源焦点剂量率可达3.0 Gy/min以上,照射野又比较小,所以,要求机械中心与照射野中心距离<0.5 mm。测量时,将MD55自显影胶片^{[3, 4]},裁剪成合适的尺寸,装在焦点测量棒中,然后将焦点测量棒固定在治疗床的耳轴上,调整耳轴的坐标,使左右两方向的坐标分别为100 mm,γ角为90°。完成焦点测量棒的中心与设备的机械中心的重合,且测量棒中胶片与治疗床的x-z方向一致,固定好后,按压焦点测量棒上的顶针,标记此方向的机械中心;选择设备中的4 mm准直器,照射剂量大约为4 Gy左右。进床对胶片进行照射,照射结束后,取出胶片,标记胶片的方向。更换胶片,调整焦点测量棒到x-y方向,重复以上的照射。测量不同方向机械中心与照射野中心的距离。获得x、y、z 3个方向的等剂量图像,如图 1所示。

图 1

Fig. 1

图 1 等剂量图像 A. x-z方向;B. z-y方向

5.评价方法:参照《X、γ射线头部立体定向外科治疗放射卫生防护标准》(GBZ 168-2005)^[1]进行评价。

通过9台不同型号的γ刀进行现场照射,分析半高宽和机械中心点的中心偏差距离,对照射后的胶片进行分析后得到的x、y、z偏差结果,列于表 1。MODEL 4C型、B型、C型、OUR-XGD型、SRRS型、FreeGS-A型和KTL-A型γ刀不同方向最大偏差为,x方向0.08 mm,y方向0.13 mm,z方向0.21 mm。PERFEXION型和HOLY.γ-SRRS型γ刀不同方向最大偏差为,x方向0.08 mm,y方向0.34 mm,z方向0.13 mm。所有γ刀从综合偏差即焦点精度来分析,其机械中心和照射野中心的综合偏差最大为0.35 mm,最小为0.11 mm。所有γ刀的综合偏差均<0.5 mm的国家标准的要求,检测合格率为100％。

表 1

表 1 不同设备类型机械中心与照射野各方向偏差和综合偏差(mm)

表 1 不同设备类型机械中心与照射野各方向偏差和综合偏差(mm)

静态式和旋转式γ刀,按床运动方式分为床的单z方向运动和床三维运动。床的单z方向运动γ刀有MODEL 4C型、B型、C型、OUR-XGD型、SRRS型、FreeGS-A型和KTL-A型,x方向指标反应的是人工调整标尺的精度,受人为操作精度的影响最大;y方向和z方向指标无法人为调整,由设备的固有精度决定的,比较难以提高精度。床三维运动γ刀有PERFEXION型和HOLY.γ-SRRS型两种,x、y和z方向3项指标主要靠调整床运动的零位点,所以定期检测床的零点精度显得尤为重要。

机械中心与照射野中心的偏差,是γ刀高剂量照射的基本保证,必须定期、严格的进行测量和详细的记录。提高γ刀的精度,还要从正确的定位方式,清晰的定位图像,精确的定位计划和精确的治疗着手,以达到良好的治疗效果^[5]。随着科技的发展,γ刀从手动调整耳轴和γ角的摆位方式,向计算机控制的三维耳轴自动摆位和三维床摆位发展。所以,根据设备的具体情况,除了监测机械中心和照射野中心的偏差,还应该监测整个定位空间坐标的准确性,以及与定位头架的配合精度,确保达到良好的治疗精度。

除了机械中心和照射野中心的偏差,γ刀的物理性能指标还包括焦点剂量率、计划剂量与实测剂量的偏差、辐射野半影、辐射野半高宽、辐照时透过准直器的泄露辐射、最大辐射束以外的杂散泄露辐射等指标^[1],还需要进行定期的检测。