射波刀是一种立体定向放射外科治疗的新技术^[1]，通过12个固定准直器限定治疗过程中直径5～60 mm的圆形射野形状^[2]，固定准直器严格的射野尺寸重复性是射波刀能提供亚毫米级精准治疗的必要条件。第5代射波刀(射波刀VSI)配置了Iris可变孔径准直器^[3]，以下简称Iris准直器，包含2组并排的6边形钨段，共同构成一个12边形射野，其射野大小受计算机控制可提供与固定准直器相同的12个射野，可有效地消除因更换准直器以及每次更换准直器后需重新逐一运行到之前的各治疗位带来的患者治疗时间。然而Iris准直器孔径切换后孔径尺寸的差异将影响射波刀系统实施治疗的精准性。因此，本研究探讨Iris准直器孔径大小的可重复性。

1. 仪器：实验采用美国Accuray公司射波刀VSI系统，治疗计划系统MultiPlan 4.6.1，Iris准直器，Xchange准直器更换器，附件法兰(鸟笼)，胶片固定装置。胶片选用ISP公司的辐射自显影胶片(GAFCHROMIC EBT2 Dosimetry Film，Lot#：07091501)，标称剂量响应范围为1～1 000 cGy，空间分辨率优于25 μm。胶片扫描采用日本EPSON公司Expression 11000 XL扫描仪，胶片数据分析采用Iris 质量保证(QA)v 1.0软件。

2．胶片放置与射束辐照：将胶片放置于固定装置中，胶片固定装置由基座板(5 cm)和增建板(1.5 cm)组成，胶片放置于基座板与增建板之间，然后将该装置安装于鸟笼组件上，此时胶片位置处于射波刀等中心800 mm处，以6 MV的X射线600 MU辐照胶片。首先使用用于标准化的15 mm固定准直器，然后利用Xchange机械手准直器更换器安装Iris准直器，待Iris准直器达到预设温度后，通过计算机调节Iris准直器孔径大小，在每个孔径大小情况下，执行4张胶片测量，在每次胶片辐照之间重新调整Iris准直器的大小。对于20 mm以下射野大小，使用5.08 cm×5.08 cm正方形裁剪胶片；对于更大的射野大小，使用10.16 cm×10.16 cm正方形裁剪胶片。

3. 胶片扫描与软件分析：胶片辐照后按照厂家推荐值等待15 min，使用EPSON扫描仪对辐照后的4组胶片进行扫描。扫描条件：48位彩色、300 dpi分辨率、TIFF格式，关闭颜色修正和其他后处理功能。扫描过程中保持原始胶片的长轴垂直于扫描方向，因此，在投照前需用标记笔为裁剪后的小胶片标记方向。初次使用Iris QA软件须进行初始化，包括设置空白像素值和光密度(OD)阈值。光密度的表达式为：OD=log(PV_blank/PV)。式中，PV_blank是未曝光胶片的空白像素值；PV是已辐照胶片的像素值。Iris QA软件使用等效直径方法来确定射野大小，射野大小等于与阈值区域具有相同面积的圆形的直径，等效直径d的表达式为：d=(4S/π)^1/2，其中S为阈值区域的面积，mm²。将每张胶片扫描后的图像导入到软件中，选中感兴趣区，以便将胶片边缘、笔记以及其他特征排除在外，运行软件分析。

1. 胶片扫描结果：Iris准直器12个孔径大小分别进行了4次胶片测量，其中一组曝光后胶片如图 1。扫描结果显示胶片曝光效果良好，除准直器孔径区域外无额外斑点。随着准直器孔径尺寸增大，图像外轮廓明显展现出12边形特征。

图 1(Figure 1)

注：5～20 mm准直器孔径对应胶片尺寸5.08 cm×5.08 cm，25～60 mm孔径对应胶片尺寸10.16 cm×10.16 cm 图 1 Iris准直器的12个孔径尺寸对应的曝光后胶片 Figure 1 The exposed films corresponding to 12 aperture sizes of Iris collimator

2. 软件分析结果：胶片扫描后图像经Iris QA软件分析，Iris准直器5～60 mm范围内的12个孔径尺寸进行4次重复测量的等效直径平均值分别为：4.948、7.370、9.848、12.285、14.758、19.688、24.663、29.748、34.468、39.508、49.290和59.270 mm。孔径为5～40 mm时，等效直径的标准偏差 < 0.11 mm；在50～60 mm时，标准偏差 < 0.19 mm。分析结果表明Iris准直器孔径尺寸有较好的可重复性。

射波刀因其治疗精准、高效、不良反应小等特点被广泛的应用于临床放射治疗和科学研究工作^{[4, 5, 6]}，第1～4代射波刀配置的固定准直器利用其固定的孔径尺寸将射束严格限定为12个圆形射野。第5代射波刀VSI系统首次配置了Iris准直器，其可以提供与固定准直器相对应的12个孔径尺寸，同时能有效消除因更换准直器及运行空治疗位带来的治疗时间。De Martin等^[7]的研究结果表明，对于用到3种准直器尺寸大小的脑膜瘤治疗计划，使用Iris准直器相对于固定准直器可以节省16.6%的时间，同时减小了低剂量区体积。确保Iris准直器孔径尺寸重复性良好是第5代射波刀VSI系统实施精准治疗和发挥优势的前提保障。Francescon等^[8]利用蒙特卡罗算法模拟的方法提供了基于不同探测器测量射波刀固定准直器和Iris准直器小野输出因子的一套修正参数，最近他们研究发现小野输出因子的修正参数受探测器放置方向以及探测器与源的距离影响，受影响程度与探测器种类有关^[9]。因此，通过测量输出因子的方法来验证Iris准直器的可重复性对仪器设备、探测器型号以及测量参数均有较高要求。辐射自显影胶片应用于放射治疗质量保证工作具有高精度且便捷的特点^[10]，本研究基于胶片测量的方法开展了Iris准直器的可重复性研究，为了验证Iris准直器的可重复性，在每次胶片辐照之间重新调整了Iris准直器的大小：辐照胶片按准直器从小到大的顺序执行，针对每一准直器大小，重复测量4次，每次间隔按照Iris准直器由大回到设定值调整和由小回到设定值调整顺序进行。对Iris准直器大小重复测量取平均值可以有效减少由于每张胶片中存在的细微差异对测量值的影响，使用这种方法，每次辐照之间EBT2胶片的射野大小随机测量误差大约为0.1 mm。本研究中，Iris准直器孔径为5～40 mm时，等效直径的标准偏差 <0.11 mm；在50～60 mm时，标准偏差 <0.19 mm，12个孔径精度符合Accuray公司物理验收手册中提出的±0.2 mm，表明Iris准直器孔径大小具有良好的可重复性。

Iris准直器应用于第5代射波刀VSI系统，可以缩短患者治疗时间，提高放射治疗效率。考虑到放射治疗的精准性，本研究为抽查Iris准直器射野大小的可重复性提供了一种简便的方法。每次在使用、重新校准Iris准直器以及固件更改时，需抽查Iris准直器的大小，同时在执行日常质量保证工作时也应定期抽查Iris准直器大小的可重复性。为了射波刀VSI能够精准、安全、高效地实施放射治疗，Iris准直器的重复性研究工作具有重要意义。