我国现有医用直线加速器1 931台^[1]，开展调强放疗(IMRT)的医疗机构约50%。由于IMRT使用的照射由多叶光栅(MLC)片形成，厂家测量输入的放疗计划系统(TPS)小野输出因子数据、泄漏透射因子数据、多叶光栅片到位精确度和治疗设备性能设计等因素将会对IMRT效果产生影响^[2-3]。如何使用正确方法检测这些剂量学参数，是放射治疗领域关注的热点问题。2013—2016年，国际原子能机构(IAEA)开展世界范围IMRT剂量质量核查课题研究协作，中国是18个参与国之一。课题分第7a, 7b, 8和9步4个研究过程。第7a步研究内容于2015年已做报道^[4]。对第7b步内容IMRT多叶光栅叶片到位精确度核查方法研究还未做报道，第8步内容IMRT多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布核查方法研究，中国参与了IAEA国际多放射治疗中心研究，选择了江苏、四川、湖北、河南4省的27家放射治疗医院参与验证。本研究建立了热释光剂量计(TLD)、胶片估算吸收剂量和二维剂量分布质量核查方法，为4省27家医院的30条光子线束开展研究提供指导。

1.研究对象：选择北京大学肿瘤医院参加国际多放射治疗中心研究；选择加速器较多, 物理师水平较高的江苏、四川、湖北、河南4省的27家医院30台不同型号加速器(瓦里安17台, 医科达10台, 西门子3台)参与验证研究。

2.材料和设备：热释光氟化锂镁钛LiF(Mg，Ti)粉末, 颗粒目：100~160目，北京康科洛电子有限公司生产。退火后的粉末装入聚四氟乙烯胶囊管中形成TLD。聚苯乙烯固体模体，尺寸15 cm×15 cm×15 cm，由IAEA提供。CT扫描仪，型号Senstion Open(德国西门子公司)。TPS型号为Eclipse，医用直线加速器型号为TrueBeam，MLC叶片120对(均为美国瓦里安公司)。TPS软件版本为13.5，剂量算法为各向异性解析算法(AAA), 治疗系统计算网格1 mm×1 mm，能量6 MV X射线。放射性免冲洗胶片EBT3，专业γ分析软件(均为美国Ashland公司)。胶片扫描仪，型号10000XL(日本爱普生公司)。热释光测量仪，型号为Harshaw 3500，退火炉，型号为Furnace 47900(均为美国Thermo公司)。均质固体模体，尺寸30 cm×30 cm(美国CIVCO公司)。

3. TLD测量IMRT多叶光栅野吸收剂量

(1) TLD和固体模体：剂量计共3管，其中2管作为检查IMRT多叶光栅野TPS计划吸收剂量，另1管作为扣除运输、存储期间环境影响的本底。组装聚苯乙烯固体模体，分别邮寄给4个省。组装模体见图 1A。

图 1 聚苯乙烯固体模体TLD(A)和胶片(B)组装图 Figure 1 Polysyrene solid phantom for TLD-and film-based quality audit

(2) 实验室TLD测量系统国际质量控制：将准备好的6套TLD，邮寄到IAEA剂量学实验室，其中1套作为盲样检查, 其余5套用于建立TLD标准剂量曲线。IAEA在规定的照射剂量窗口，照射6套TLD，然后邮寄给外部核查组(EAG)。EAG接到IAEA返回照射后的TLD，用热释光测量仪测量不同剂量点的剂量并计算，用最小二乘法拟合成一条标准剂量曲线见图 2。

图 2 TLD标准剂量响应曲线 Figure 2 Standard dose-response curve of TLD

将测量的TLD盲样读数，代入标准剂量曲线并计算盲样剂量值，然后将TLD剂量值报告IAEA，IAEA反馈电离室测量剂量值，盲样剂量值与电离室剂量值进行比较。

(3) TLD刻度：从同批次LiF(Mg，Ti)粉末中取出一部分，经退火后装入黑色胶囊待用。水模体为30 cm×30 cm×30 cm，0.6 cc电离室插入空腔套中，6 MV X射线，源皮距90 cm, 照射野10 cm×10 cm，深度10 cm。根据IAEA 398号技术报告^[5](刻度因子在德国刻度并在有效期内)，计算不同的吸收剂量1.00、1.50、1.75、2.00、2.50、3.00、3.50、4.00和6.00 Gy及相应的监督单位(MU)。聚苯乙烯固体模体，TLD胶囊插入2 cm固体板中，然后放入15 cm×15 cm×15 cm模体中固定，对固体模体实施照射，照射条件与电离室测量条件相同。

(4) TLD测量多叶光栅野吸收剂量：聚苯乙烯固体模体，经CT扫描仪扫描，影像传输给TPS制定放疗计划，源皮距90 cm, 深度10 cm, 多叶光栅形成5 cm×5 cm照射野，6 MV X射线，计算6 Gy吸收剂量和相应的监督单位(MU)。对30台不同型号加速器实施IMRT计划。照射后的TLD邮寄给EAG进行测量并估算。照射后的TLD，经热释光仪测量，TLD发光读数代入标准剂量曲线公式，计算得到TLD吸收剂量值。

根据IAEA放射治疗热释光剂量学程序，计算TLD吸收剂量^[6-8]：

式中，M为TLD发光读数, nC；N为TLD标准剂量刻度读数，Gy/nC；f_Lin为非线性剂量响应校正因子；f_eng为能量校正因子；f_fad为退火校正因子。将TLD估算剂量值与TPS计算剂量值进行比较。

4.胶片测量IMRT多叶光栅野吸收剂量

(1) 胶片和固体模体：EBT3放射性专业免冲洗胶片，尺寸25 cm×25 cm，将胶片裁成6 cm×10 cm, 组装固体模体见图 1B，邮寄给4省用于实施IMRT计划剂量质量核查研究。

(2) 胶片刻度：30 cm×30 cm×30 cm水模体，0.6 cc电离室放在水下10 cm, 源皮距离90 cm, 照射野10 cm×10 cm，6 MV X射线。采用IAEA 398号报告^[5]方法，分别计算水中吸收剂量50、200、400、800 cGy和相应的监督单位(MU)。将裁好的胶片，按入2 cm的固体模体板中，然后放入15 cm× 15 cm×15 cm聚苯乙烯固体模体中固定。照射条件与电离室测量条件相同，对固体模体实施照射。照射后的胶片经扫描仪扫描。扫描时，本底和照射后的胶片，放在扫描仪中轴上排成一行，扫描分辨率72 dpi。影像导入EBT3专业γ分析软件进行分析，建立胶片标准剂量曲线(图 3)。

图 3 胶片标准剂量响应曲线 Figure 3 Standard dose-response curve of film

(3) IMRT多叶光栅野吸收剂量测量：聚苯乙烯固体模体，经CT扫描，影像传给TPS制定放疗计划，按照胶片刻度程序与照射条件，多叶光栅形成5 cm×5 cm照射野，其他条件与胶片刻度相同，对固体模体实施6 Gy吸收剂量照射。对30台不同型号的加速器实施IMRT计划。照射后的胶片邮寄给EAG进行测量并估算。照射后的胶片扫描条件与胶片刻度条件相同。测量的胶片像素值代入胶片标准剂量曲线计算，得到IMRT多叶光栅野吸收剂量结果。胶片测量剂量值与TPS计算剂量值进行比较。

5.胶片测量IMRT多叶光栅二维剂量分布方法

(1) 中国参加国际多放射治疗中心二维剂量分布方法研究：对均质固体模体(尺寸30 cm×30 cm)进行CT扫描, 影像传给TPS制定放疗计划，计算调强放疗剂量二维分布，3 mm, 3%通过率。25 cm×25 cm的胶片放在均质固体模体上面，胶片的4个角用胶带固定，源到胶片表面距离95 cm, 深度5 cm, 在胶片上面覆盖2 cm厚的固体模体板，以避免在最大剂量点深度产生的梯度影响，吸收剂量5.8 Gy, 分8次完成照射。照射后的胶片邮寄给IAEA剂量学实验室进行测量和估算。照射后的TPS计划影像图示于图 4。测量的胶片与TPS计划二维剂量分布示于图 5。

图 4 TPS计划2D剂量分布影像 Figure 4 TPS calculated 2D dose distribution image

图 5 胶片测量与TPS计算2D剂量分布比较 Figure 5 Comparison with film-measured and TPS-calculated 2D dose distribution

(2) IMRT多叶光栅二维剂量分布验证研究：医院均质固体模体：30 cm×30 cm，模体经CT扫描，扫描使用头颈条件，分辨率2.5 mm, 影像传输给TPS制定放疗计划，计算6 Gy吸收剂量和相应的监督单位(MU)。胶片放在均质固体模体深度5 cm，源皮距95 cm, 吸收剂量按n次完成照射。照射后的胶片邮寄给EAG进行分析和估算。照射后的胶片，经扫描仪扫描，扫描条件与胶片刻度条件相同。影像导入EBT3专业γ分析软件，测量和计算胶片的二维剂量分布，用γ标准3 mm/3%分析其通过率并进行比较。

1.本实验室国际质量控制结果：结果列于表 1。按IAEA要求，TLD盲样值与电离室值相对偏差在±1%以内符合要求。由表 1可知，本实验室TLD盲样国际质量控制结果符合IAEA要求。

表 1(Table 1)

表 1 TLD盲样国际质量控制结果 Table 1 The results of TLD blind sample and international quality controls 年份 TLD盲样剂量值(Gy) 电离室剂量值(Gy) 相对偏差(%) 2014 2.054 2.050 0.2 2015 1.969 1.959 0.5 2017 2.083 2.088 -0.2

表 1 TLD盲样国际质量控制结果 Table 1 The results of TLD blind sample and international quality controls

2.多叶光栅野吸收剂量胶片研究结果：按照IAEA要求，测量的胶片吸收剂量与TPS计算吸收剂量相对偏差在±5%以内符合要求。本研究结果中，江苏、四川、湖北、河南的胶片测量吸收剂量与TPS计算吸收剂量相对偏差分别为0.7%~7.8%、-1.3%~4.7%、-0.7%~6.7%、-0.8%~4.6%。详细结果见本期王进等^[10]、马桥等^[11]、周文珊等^[12]、贾陈志等^[13]文章。

3.多叶光栅野吸收剂量TLD研究结果：按照IAEA要求，TLD测量吸收剂量与TPS计算吸收剂量相对偏差应在±5%内符合要求。本研究结果中，江苏、四川、湖北、河南省的TLD测量吸收剂量与TPS计算吸收剂量相对偏差分别为-0.1%~6.8%、0.7%~5.0%、-0.7%~8.5%、-0.7%~ 5.2%范围内。详细结果见本期王进等^[10]、马桥等^[11]、周文珊等^[12]、贾陈志等^[13]文章。

4.中国参加国际多放射治疗中心多叶光栅二维剂量分布通过率研究结果：按照IAEA要求，在3 mm，3%可接受通过率限值90%。结果显示，中国二维剂量分布通过率为94%，结果优秀。

5. IMRT多叶光栅二维剂量分布验证研究结果：按照IAEA要求，γ分析胶片测量与TPS计划二维剂量分布比较，在3%，3 mm通过率90.0%符合要求。本研究结果中，江苏、四川、湖北和河南省的胶片测量与TPS计算二维剂量分布通过率分别为73.7%~97.0%、70.0%~99.9%、90.7%~99.0%和90.7%~99.0%。详细结果见本期王进等^[10]、马桥等^[11]、周文珊等^[12]、贾陈志等^[13]文章。

TLD用于放射治疗参考条件和非参考条件下输出剂量质量核查^[14-15]，方法成熟。参考条件下输出剂量质量核查，1983—2013年期间，由IAEA和世界卫生组织(WHO)共同组织，已在我国约25个省完成剂量质量核查。这些被核查的医院少者9台，如福建省、上海，多者49台，如江苏、山东。2015年至今，中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所在国家卫生计生委要求下仍在继续开展医疗卫生机构医用卫生防护国内监测。该监测是质量核查工作的延续。IMRT多叶光栅野剂量质量核查，仅仅停留在研究和验证研究阶段，目前，还没在国内医院大范围开展质量核查。

临床上，验证放疗小野的绝对剂量，根据国际放射防护委员会(ICRP)112号报告，应该用小电离室测量^[16]。用0.6 cc电离室测量调强放疗计划系统计算的绝对剂量存在偏差，测量值比计划值偏小^[17]。原因是0.6 cc电离室直径3.15 cm，二维剂量分布的IMRT计划有很多个子野，如2 mm×1.5 mm子野贡献的剂量测量不到，电离室直径已不覆盖在照射野内，应该用0.015 cc，直径 < 2 mm或更小直径的电离室测量绝对剂量，但是小电离室必须经国家计量部门检定后有效。近年来，IAEA对小野的绝对剂量测量研究，已扩展到使用其它探测元件，如TLD或胶片，在加工的聚苯乙烯固体模体中，能测量到所有信息，然后将TLD发光读数或胶片像素读数代人标准剂量曲线公式得到绝对剂量。

本研究建立的胶片估算方法是在软件厂家专家指导下，IAEA估算国际多放射治疗中心数据经验基础上建立的。建立胶片标准剂量曲线，胶片扫描时，应将所有测量胶片，放在扫描仪中轴线上同时扫描，分辨率72 dpi最佳，剂量点不是越多越好，而选择3~4个剂量点最佳; 建立TLD估算方法，关键要严格控制TLD样品的分散性，15份样品的偏差应控制在±1.5%内; 胶片估算二维剂量分布有些医院做了2次，通过率才达90.0%，少数医院还低至70.0%。原因是有些TPS使用计算网格太大；有些是由于加速器参考点输出剂量偏差3.0%的剂量造成；有的加速器软件版本太低，TPS不能导出com文件，无法估算，只能更换医院和加速器型号，如四川省参与加速器数量虽然是7台，但估算结果仅有5台的数据。

对IMRT多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布，选择用放射性免冲洗胶片，作为质量核查方法中的一种新方法。该技术在IAEA的技术指导下，通过世界范围内18个国家共同发展该技术。在该研究课题7~8步3个过程中，中国参加的加速器数量和水平排在18个参与国家中的第2名。目前，通过课题协作建立了实验室基础工作。近年来，可启动该项技术在全国大范围开展剂量质量核查。

IMRT多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布质量核查，是放射治疗物理师关注的热点问题，在质量保证方法中，增加和扩大了检测技术和手段。在开展调强放疗时，使用厂家给出的剂量学参数，通过外部质量核查，可以确认这些剂量学参数的正确，更好地保证癌症患者的治疗效果，减少医疗事故发生。通过参与IAEA项目研究，增强了我国IMRT剂量质量核查技术实力，尤其是4省疾病预防控制队伍的参与，培养了我国专业人员的技术能力，对外部质量控制工作起到了积极推动作用，为今后国家卫生计生委开展该方面工作打下了坚实的基础。