随着放射治疗的发展，调强放射治疗越来越普遍地应用于临床。调强放射治疗中，治疗计划系统(TPS)计算算法、不同射野的百分深度剂量(PDD)、射野离轴剂量曲线(OAR)、射野总散射因子(Scp)等都是非常重要的剂量学参数。这些剂量学参数的准确性直接关系到治疗计划系统建模的精确度。本研究分别对Varian加速器由不同射野形成方式形成射野的剂量学参数进行测量，来研究不同射野形成方式对剂量学参数的影响，在接近实际治疗状态的前提下尽可能获取精确的治疗计划数据。

1.测量设备：测量对象为美国Varian公司生产的UNIQUE型加速器，该设备配备的多叶光栅(MLC)为厚6 cm的钨合金，直接安装在上叶准直器和下叶准直器的下面，构成三级准直器。测量设备采用德国PTW MP3型三维水箱，电离室探头型号为PTW 31010及半导体探头型号为PTW 60019，配套的三维水箱内径尺寸596 mm×594 mm×502 mm，空间分辨率0.1 mm。在进行测量前，需做提前标定MLC叶片位置精度、光野与射野的重合性在≤1 mm的范围内，MLC的位置精度控制在0.5 mm范围内。

2.研究内容及方法：对射野的不同形成方式形成的射野分别测量其PDD、OAR和Scp。射野的形成方式有3种：只利用准直器形成射野(JAW)、只利用MLC形成射野(MLC)和同时利用JAW和MLC形成射野(JAW+MLC)。形成的方野大小分别为2、3、4、6、8、10、15、20、25、30 cm，测量PDD时，源皮距(SSD)=100 cm，测量深度>30 cm，电离室从下往上测量。测量OAR时，SSD=100 cm，d=5 cm，分别测量左右方向和枪靶方向。在源轴距(SAD)=100 cm，电离室有效测量点位于d=5 cm深度处，测量Scp，射线束中心对准电离室中心，剂量率为400 MU/min，照射100 MU，每一个射野测量3次。

以上剂量学参数，对＜3 cm × 3 cm射野的测量，均采用半导体探头PTW 60019进行测量; 对≥3 cm×3 cm射野的测量，采用电离室探头PTW 31010测量。

3.数据分析处理：用MEPHYSTO mcc 3.3软件分析所测的PDD，OAR曲线，分别对3种方式所测的曲线进行平滑处理，对PDD曲线在最大剂量点处归一。Scp取3次测量结果的平均值。所有Scp读数归一到10 cm × 10 cm射野读数。

1.不同射野形成方式下PDD的测量结果：通过3种射野形成方式下测量的PDD，无论是大野还是小野，3者之间无显著差别。在10 cm × 10 cm照射野的条件下，分别测量比较模体深度20 cm和10 cm时的吸收剂量，所得射线质：JAW形成射野的射线质为0.575 0；MLC形成射野的射线质为0.576 8；JAW+MLC形成射野的射线质为0.574 8。3者之间差别很小。

2.不同射野形成方式下OAR的测量结果：分别对所有测试野的左右方向和枪靶方向的OAR进行分析比较。3种射野形成方式下实测的射野大小及差值列于表 1、2。可以看出，在左右和枪靶方向，MLC形成的射野均较JAW形成射野大。在左右方向，最大可达2.9 mm。在枪靶方向，最大可达1.7 mm。在两个方向，JAW+MLC形成射野与JAW形成射野大小无明显差异。

表 1(Table 1)

表 1 3种射野形成方式在左右方向实测的射野大小(cm) Table 1 The measured filed size shaped by three field-defining methods in left-right direction (cm) 射野形成方式 2 cm 3 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm 15 cm 20 cm 30 cm JAW 2.00 3.16 4.20 6.32 8.40 10.50 15.77 21.02 31.56 MLC 2.25 3.38 4.43 6.54 8.65 10.76 16.04 21.31 31.85 JAW+MLC 2.09 3.17 4.21 6.32 8.41 10.51 15.78 21.01 31.54   注：JAW.只利用准直器(JAW)形成的照射野；MLC.只利用多叶光栅(MLC)形成的照射野；JAW+MLC.同时利用准直器(JAW)和多叶光栅(MLC)形成的照射野

表 1 3种射野形成方式在左右方向实测的射野大小(cm) Table 1 The measured filed size shaped by three field-defining methods in left-right direction (cm)

表 2(Table 2)

表 2 3种射野形成方式在枪靶方向实测的射野大小(cm) Table 2 The measured filed size shaped by three field-defining methods in gun-target direction (cm) 射野形成方式 2 cm 3 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm 15 cm 20 cm 30 cm JAW 1.95 3.06 4.08 6.16 8.26 10.40 15.59 20.85 31.28 MLC 2.06 3.13 4.17 6.27 8.37 10.48 15.76 21.00 31.47 JAW+MLC 1.97 3.03 4.08 6.17 8.26 10.37 15.59 20.81 31.34   注：JAW.只利用准直器(JAW)形成的照射野；MLC.只利用多叶光栅(MLC)形成的照射野；JAW+MLC.同时利用准直器(JAW)和多叶光栅(MLC)形成的照射野

表 2 3种射野形成方式在枪靶方向实测的射野大小(cm) Table 2 The measured filed size shaped by three field-defining methods in gun-target direction (cm)

图 1显示，在左右方向MLC形成的射野测量曲线的半影比相同射野大小JAW形成射野的半影大。JAW+MLC形成射野与JAW形成射野半影无明显差异。在枪靶方向MLC形成的射野测量曲线的半影比相同射野大小JAW形成射野的半影小。JAW+MLC形成射野与JAW形成射野半影无明显差异。

图 1 3种射野形成方式半影的大小A.左右方向；B.枪靶方向 Figure 1 The penumbra width of three field-definging methods A.In left-right direction; B. In gun-target direction

3.不同射野形成方式下Scp的测量结果：不同射野形成方式下Scp的测量结果及差值列于表 3，射野＜10 cm×10 cm时，MLC形成射野的总散射因子比JAW形成的Scp大，随着射野的减小，差异值增大。对2 cm×2 cm射野，最大差值2.56%。射野＞10 cm×10 cm时，MLC形成的Scp较JAW形成的Scp小，随着射野的增大，差异值增大，30 cm× 30 cm射野，最大差值1.56%。JAW+MLC形成射野与JAW形成射野的Scp无明显差异。

表 3(Table 3)

表 3 3种射野形成方式下实测的Scp(cm) Table 3 The measured Scp of three field-definging methods(cm) 射野形成方式 2 cm 3 cm 4 cm 6 cm 8 cm 10 cm 15 cm 20 cm 25 cm 30 cm JAW 0.855 0.889 0.912 0.951 0.979 1.000 1.035 1.058 1.072 1.087 MLC 0.877 0.910 0.932 0.963 0.984 1.000 1.028 1.047 1.063 1.070 JAW+MLC 0.859 0.889 0.912 0.952 0.978 1.000 1.035 1.058 1.077 1.088   注：JAW.只利用准直器(JAW)形成的照射野；MLC.只利用多叶光栅(MLC)形成的照射野；JAW+MLC.同时利用准直器(JAW)和多叶光栅(MLC)形成的照射野; Scp.射野总散射因子

表 3 3种射野形成方式下实测的Scp(cm) Table 3 The measured Scp of three field-definging methods(cm)

随着调强放射治疗技术的发展，三维放射治疗计划系统的计算精度越来越受关注。通常放疗剂量计算精度除了取决于计划系统所采用的解析算法外，还取决于计划系统建模时通过标准水箱在治疗机上所采集的数据^[1]。在采集建模数据过程中发现，目前，许多放射治疗计划系统的建模不要求对多叶准直器射野进行数据采集，只要求对独立准直器射野进行数据采集。但实际用于治疗的调强放射治疗(IMRT)计划中射野相对复杂，这些射野均通过MLC叶片运动形成，以满足精确放疗的临床剂量学要求。已有研究表明，与独立准直器射野相比，小且不规则的MLC照射野的剂量学参数的变化更为突出^[2]。本研究通过对3种射野形成方式的剂量学参数的实测结果得出3种射野形成方式对中心轴的百分深度剂量影响很小，这主要是由于机头散射线不足以改变输出射线的能谱分布。

半影是多叶准直器重要的剂量学参数，对计划靶区(PTV)到射野边缘的外扩范围有重要的影响^[3]，特别是在调强放射治疗射野较多、面积较小的情况下，对靶区的剂量分布有重要决定作用^[4]。本实验的测试数据可以看出，在左右方向MLC形成的射野测量曲线的半影比相同射野大小JAW形成射野的半影大；在枪靶方向MLC形成的射野测量曲线的半影比相同射野大小JAW形成射野的半影小。MLC半影受线源能量分布、MLC叶片断面形状、叶片位置等影响显著。分析测试结果的原因，在左右方向的半影主要是MLC射野由于相邻叶片之间的漏射及叶片端面弧形设计使端面间透射率较高，出现半影增大的情况。枪靶方向的半影减小可能是测量过程中，为了避免射野边缘相对叶片之间的漏射线，将射野外叶片闭合位置从射野中心移到所测量的射野外，由完整的叶片形成射野边缘，有效避免了MLC闭合处的漏射，同时由于Varian Unique加速器MLC距离源比JAW距离源的距离长，在射野大小相同的情况下，MLC射野与JAW射野相比，半影较小。

对Scp的测量，很多文献推荐使用水下5 cm和10 cm^[5-7]。本研究选水下5 cm处，既避免了测量深度选择不准的不确定因素又减少了电子线污染。测量小野时选用半导体探头，尽可能减少测量误差。从射野的总散射因子的比较结果可以看出，对于＜10 cm×10 cm的射野，随着射野面积的减少，MLC形成射野的总散射因子较JAW形成射野的总散射因子大，但JAW+MLC形成射野与JAW形成射野总散射因子无明显差异，主要原因为MLC射野与JAW射野相比，射线穿过MLC的透射较多，野越小，透射所贡献的射线比例也越多，射野的总散射因子也越大。在测量过程中，应更关注MLC小野的测量。众多研究资料表明，MLC小野输出因子是制定调强放疗计划必不可少的剂量学参数，影响因素很多，需要精确测量^[1]。当射野大于10 cm×10 cm时，MLC形成射野的总散射因子比JAW形成射野的总散射因子小。分析其原因，可能与加速器MLC的设计有关，Varian加速器的MLC叶片端面为弧形，当射野较大时，射线源与端面相切，所产生的的散射线减少，因而比JAW和JAW+MLC形成的射野总散射因子小。

在实际放射治疗中，对三维适形放射治疗(3D-CRT)Varian加速器采用的是JAW+MLC形式，本研究中也可以看出，JAW和JAW+MLC形成的射野大小、半影、总散射因子等方面均无明显差异，因此，建模采集3D-CRT的TPS数据可以采用JAW形成的射野进行测量。在IMRT中，Varian加速器采用的是静态调强方式，即在固定JAW的基础上通过MLC形成子野进行照射，而实际测量的MLC和JAW形成射野的半影和总散射因子有明显差异，尤其是在小野时。因此，对于IMRT的TPS，应尽可能在MLC射野形成方式下采集数据。但是目前很多TPS只要求采集JAW数据，对MLC射野通过算法、参数进行调整，针对这种情况，物理师应在后续的验收调试过程中，尽可能多设计不同种类的MLC测试例，以保证MLC射野数据调试结果的精确性。

本研究只是针对Varian加速器进行测量，对于不同类型的加速器，由于JAW和MLC的机械设计不同，测量结果可能略有差异。医学物理人员应在TPS数据采集和调试过程中综合考虑这些因素。