调强放疗(IMRT)一般采用逆向治疗计划系统和动态准直器(MLC)，将射线束分为很多子野并对每个子野的剂量强度进行调制，由于该技术能够最大限度减少正常组织受照剂量以及满足不规则肿瘤靶区治疗的需要，因此在肿瘤治疗中得到广泛应用。由于IMRT技术的复杂性，需要在开始治疗计划前，应开展绝对剂量与剂量分布验证，以确保IMRT治疗计划临床实施的正确性^[1]。对IMRT剂量验证开展了大量研究，这些方法大都采用体模移植计划，验证计划执行结果与计划计算结果的偏差^[2-3]，也有的运用蒙特卡罗方法或在线测量进行重建的验证系统开展剂量验证^[4]，但这些仅仅是针对特定患者或特定治疗计划系统中特定算法的剂量学验证，不适合开展通用的调强放疗剂量质量核查。截至2016年12月，江苏省在用各类医用加速器136台(不包括军队医院)，其中近1/2加速器开展IMRT。2016年，中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所(简称“辐射安全所”)参加了国际原子能机构(IAEA)资助项目“放射治疗复杂技术质量核查方法研究”。在IAEA相关技术指导下，建立了热释光剂量计(TLD)和胶片质量核查方法，为开展调强放疗多叶光栅(MLC)野吸收剂量和二维剂量分布验证研究奠定了基础。本文重点报道江苏省开展IMRT多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布验证研究结果。

1.材料和设备：IAEA提供的聚苯乙烯固体模体，尺寸15 cm×15 cm×15 cm。TLD，LiF(Mg，Ti)分散性 < 1.5%(北京康科洛电子有限公司)。放射性免冲洗胶片，型号EBT3, 尺寸25 cm×25 cm(美国Ashland公司)。LiF和EBT3胶片的溯源等质量控制工作均由辐射安全所实施。均质固体模体30 cm×30 cm，型号RW3，厚度≥20 cm(德国PTW公司)。

为便于现场开展验证试验，并确保与医院放疗物理师的沟通交流，在选取现场试验的加速器时，主要考虑医院应具有当前主流的不同生产厂家的医用加速器和治疗计划系统(TPS)，同时医院还应具备理论水平和实际经验较高的放疗物理师。最终在江苏苏南和苏中地区选取了6家三级甲等综合性医院和2家三级甲等肿瘤专科医院，每家医院选取1台医用加速器进行调强放疗的质量核查验证研究。医用加速器生产厂家包括瑞典医科达、德国西门子、美国瓦里安公司，并配有6种不同型号的MLC、4种不同型号的TPS(表 1)。

表 1(Table 1)

表 1 江苏省8台医用加速器和配套TPS的基本特性 Table 1 Parameters of eight medical accelerators and TPS in Jiangsu province 序号 加速器型号 MLC型号 6 MV X射线D20/D10 TPS型号及版本 计算网格(mm) 计算算法 1 Siemens Primus Siemens58 0.581 Xio 4.4 2.0 叠加算法 2 Elekta Axesse Agility160 0.586 Monaco 3.3 2.0 蒙特卡罗算法 3 Siemens Artiste Siemens160 0.580 Pinnacle 9.8 2.0 CCC 4 Varian ClinaciX Millennium120 0.573 Eclipse 8.6 2.5 AAA 5 Varian Unique Millennium120 0.579 Eclipse 9.6 2.5 PBC 6 Varian 23EX Millennium120 0.578 Eclipse 8.6 2.5 AAA 7 Varian 23EX Millennium80 0.576 Eclipse 8.7 2.5 AAA 8 Elekta Axesse Agility120 0.589 Monaco 3.3 2.0 蒙特卡罗算法 注：CCC.筒串卷积算法；AAA.各向异性解析算法；PBC.笔形束卷积算法

表 1 江苏省8台医用加速器和配套TPS的基本特性 Table 1 Parameters of eight medical accelerators and TPS in Jiangsu province

2. TLD核查调强放疗多叶光栅野光子线束吸收剂量：将TLD插入2 cm固体模体，放置在聚苯乙烯模体15 cm×15 cm×15 cm固体模体中，探测器中心与模体表面距离为10 cm。在CT模拟定位机进行影像扫描，采用患者模拟定位的层厚扫描模体, 并将扫描影像传输至TPS，制定治疗计划。6 MV X射线、源皮距(SSD)90 cm，模体深度10 cm位置，调强放疗野与加速器中心轴对齐、照射野5 cm×5 cm，计算得到吸收剂量6 Gy所需的监督单位(MU)。照射后的TLD返回辐射安全所外部核查组(EAG)进行测量与计算。TPS计算值与TLD测量值进行比较。

3.胶片核查调强放疗多叶光栅野光子线束吸收剂量：将胶片按入2 cm固体模体，并放置在聚苯乙烯15 cm×15 cm×15 cm固体模体中固定，胶片中心与模体表面距离为10 cm。在CT模拟定位机进行影像扫描，采用患者模拟定位的层厚扫描模体，并将扫描影像传输至TPS，制定治疗计划。6 MV X射线、SSD为90 cm，模体深度10 cm位置，调强放疗野与加速器中心轴对齐、照射野为5 cm×5 cm，计算得到吸收剂量6 Gy所需的监督单位(MU)。照射后的胶片返回EAG进行测量与计算。TPS计算值与胶片测量值进行比较。

4.胶片核查调强放疗多叶光栅野光子线束二维剂量分布：用医院的均匀固体模体开展二维剂量分布核查，模体中心用铅点标记，CT模拟定位机扫描模体，扫描条件分辨率2 mm层厚，并将图像传送至TPS，制定放射治疗计划。放射性免冲洗胶片EBT3，25 cm×25 cm胶片放在均匀固体模体中，SSD 95 cm、胶片距模体表面距离5 cm，TPS计算调强放疗计划剂量6 Gy，并实施照射。照射后的胶片返回EAG进行测量与分析。胶片测量值与TPS计算值进行比较。

调强放疗多叶光栅野剂量质量核查验证研究，是经过辐射安全所(参加IAEA协作负责单位)培训后实施的。

1.调强放疗多叶光栅野吸收剂量TLD结果：列于表 2。由表 2可知，8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与TLD测量值相对偏差范围在-1.4%~ 6.8%。按照IAEA要求，TLD测量值与TPS计划值相对偏差应 < ±5%。结果显示，7台加速器的相对偏差在±5%内。1台加速器的相对偏差超出±5%，不符合要求。

表 2(Table 2)

表 2 江苏省8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与TLD测量值结果比较 Table 2 Comparison between TPS-calculated and TLD-measured values in MLC system at 8 medical accelerators in Jiangsu province 加速器序号 TLD测量值(Gy) TPS计算值(Gy) 相对偏差(%) 1 6.226 6.677 6.8 2 6.376 6.459 1.3 3 6.193 6.185 -0.1 4 6.034 6.108 1.2 5 6.038 6.125 1.4 6 5.993 6.097 1.7 7 6.066 6.332 4.2 8 6.137 6.051 -1.4

表 2 江苏省8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与TLD测量值结果比较 Table 2 Comparison between TPS-calculated and TLD-measured values in MLC system at 8 medical accelerators in Jiangsu province

2.调强放疗多叶光栅野吸收剂量胶片结果：列于表 3。由表 3可知，8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与胶片测量值相对偏差范围在-1.8%~7.8%。按照IAEA要求，胶片测量值与TPS计划值相对偏差应 < ±5%。7台加速器的相对偏差在±5%内，有1台加速器的相对偏差超出±5%，不符合要求。

表 3(Table 3)

表 3 江苏省8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与胶片测量值结果比较 Table 3 Comparison between TPS-calculated and RCF-measured values in MLC system at 8 medical accelerators in Jiangsu province 加速器序号 胶片测量值(Gy) TPS计算值(Gy) 相对偏差(%) 1 6.630 6.677 0.7 2 6.000 6.459 7.8 3 5.963 6.185 3.7 4 5.990 6.108 2.0 5 5.985 6.125 2.4 6 5.979 6.097 2.0 7 6.447 6.332 -1.8 8 5.871 6.051 3.1

表 3 江苏省8台医用加速器多叶光栅野TPS计算值与胶片测量值结果比较 Table 3 Comparison between TPS-calculated and RCF-measured values in MLC system at 8 medical accelerators in Jiangsu province

3.调强放疗多叶光栅野二维剂量分布通过率结果：列于表 4。由表 4可知，8台医用加速器使用不同TPS剂量算法，通过率为73.7%~97.0%。按照IAEA要求，胶片测量剂量分布与TPS计划计算二维剂量分布通过率，以剂量偏差3%和距离偏差3 mm，通过率要求>90%。7台加速器通过率(3 mm /3%)>90%，符合要求。1台加速器通过率(3 mm /3%) < 90%，不符合要求。

表 4(Table 4)

表 4 江苏省8台医用加速器多叶光栅野二维剂量分布通过率结果 Table 4 Passing rate of two-dimensional dose distribution in MLC system at 8 medical acceler ators in Jiangsu province 加速器序号 TPS剂量计算算法 通过率(%) 1 叠加算法 73.7 2 蒙特卡罗算法 90.0 3 CCC 97.0 4 AAA 94.1 5 PBC 90.2 6 AAA 92.4 7 AAA 90.0 8 蒙特卡罗算法 94.4 注：CCC.筒串卷积算法；AAA.解析各向异性算法；PBC.笔形束卷积算法

表 4 江苏省8台医用加速器多叶光栅野二维剂量分布通过率结果 Table 4 Passing rate of two-dimensional dose distribution in MLC system at 8 medical acceler ators in Jiangsu province

8台医用加速器多叶光栅野，使用热释光与胶片剂量计两种方法分别显示，87.5%验证结果差异在±5%以内，表现出较好的一致性。同时，在多叶光栅小照射野二维剂量分布验证方面，胶片方法在8台设备中有7台设备通过率>90%。经绝对剂量校准后的胶片剂量计，在加速器一次曝光后经扫描仪和软件分析，即可同时对放射治疗绝对剂量和相对剂量分布两类参数进行验证，开展加速器调强放射治疗现场验证工作方便快捷。目前的审管部门仅开展参考条件下的剂量学验证，胶片剂量计用于调强放射治疗多叶光栅野剂量学参数验证是可行的，适合审管部门大规模开展的IMRT的TPS吸收剂量和二维剂量分布验证。

本研究结果显示，有1台设备的TLD和胶片验证结果分别达到6.8%和7.8%，由于照射野为5 cm×5 cm的小野，如果加速器等中心和照射野指示、摆位以及MLC位置精度方面存在偏差，也可能导致验证结果超过5%，需要进一步查找原因。本项实验现场实施时，每个加速器都使用2个TLD及1个胶片验证剂量偏差，今后开展大规模的剂量核查时可以考虑通过增加平行样，并确保TLD或胶片的现场照射时间尽可能接近校准刻度时间，以减少实验中的误差。

临床上有使用半导体探测器或电离室阵列的二维验证系统开展IMRT剂量学验证工作，这些属于内部质量控制。屈伟强等^[5]报道了使用二维电离室矩阵和胶片对不同患者的治疗计划验证开展了相关研究。两种探测器之间的测量间距存在差别，如ArcCHECK和PTW 2D-array Seven729验证系统调测器间距为10 mm、Delta4验证系统探测器间距有5 mm和10 mm^[6]，需要使用不同的拟合算法，否则将影响剂量分布结果。胶片用于测量剂量分布，具有薄、空间分辨率高、组织等效性好、对辐射场的扰动较小等优点，其γ通过率优于二维电离室矩阵验证系统^[7]。但是胶片的缺点是成本高、工作量大、曝光和扫描条件受限。显色稳定性过程与温度有关，在辐照、等待和扫描分析时要保持同样的温度条件^[8]。而TLD作为放射治疗临床输出剂量验证，其方法、技术和程序得到IAEA的认可和推广。其可邮寄、简单方便、组织等效性好等特点，适于短期内大规模实施放射治疗设备输出剂量核查。但其缺陷是仅能开展绝对剂量验证，不能开展二维剂量分布验证。