易良波 1 　张 栋 1 　郑 勇 1 　曾维芮 1 　王 钦 2 　吴 含 1 

1.什邡市人民医院肿瘤科放疗室　四川德阳　618400

2. 首都医科大学附属北京世纪坛医院放疗科　北京　100038

 摘　要：目的 应用 Portal Dosimetry（PD）分析新装加速器 VitalBeam 运行初期容积旋转调强（Volumetric Modulated Arc  Therapy，VMAT）计划束流的稳定性。方法 随机选择新装加速器VitalBeam前5个月53例放疗患者VMAT计划，每月10-12例， 每个计划 2-3 个弧，非重复性单射野 112 个，非重复性合成野 53 个，做 PD 与 MatriXX 剂量验证；再选择 10 例放疗计划 连续 5 个月每月重复做分次间 PD 验证与 MatriXX 验证各 1 次，合成野 50 个；MatriXX 在所有验证中仅做合成野验证。 采用 American Association of Project Management（AAPM）218 号（3%/2mm）报告与 AAPM 119 号（3%/3mm）报告分析 Gamma 通过率。结果 采用 PD 系统验证时在两种评价标准下非重复验证的单射野与合成野的平均值均大于 95%；在评价 标准为 3%/2mm 时，仅 1 个非重复性单射野 Gamma 通过率小于 95%，2 个非重复性合成野 Gamma 通过率小于 95%，而标 准为 3%/3mm 时 Gamma 通过率都大于 95%。10 例 VMAT 计划每月重复 1 次 PD 验证时合成野在评价标准为 3%/2mm 时 Gamma 通过率平均值都大于 95%，且 P ＞ 0.05，无统计学意义，而采用 Matrixx 验证时当评价标准为 3%/2mm 时计划 H 出 现 3 次 Gamma 通过率小于 95%，其余都大于 95%；当评价标准为 3%/3mm 时两种验证方式的 Gamma 通过率都大于 95%。 结论 VMAT 放疗束流稳定性作为放疗疗效与放疗毒副反应的重要影响因素，新加速器运行初期应做好复杂束流的质控， PD 验证系统可用于新加速器 VitalBeam VMAT 计划束流的质控。

 关键词：加速器 VitalBeam；VMAT；PD 验证系统 ; MatriXX；剂量验证 

引言

 OttoK 首次提出 VMAT 放疗技术 [1] 具有更适宜临床应用 的优点，如高剂量梯度、高适型度和高效率等，成为了现 代放疗的主流技术 [2-3]，但放疗计划的复杂性也随之增加 [4- 5]，而每例放疗计划的精准投照是把控放疗剂量准确性、有 效性和毒副反应的关键环节 [6-8]。因此，在放疗前进行放疗 计划剂量验证已成为放疗全流程质量保证中不可或缺的一 部分 [9-10]。近两年，高端新放疗设备开始普及到基层医疗 机构，基层放疗计划验证设备量存在局限性；然而新直线加 速器运行初期可能会经历一个短暂的剂量飘逸期，通常需要 2-3 年才能达到稳定状态 [11-12]。因此，检测 VMAT 计划 束流的稳定性对于确保治疗的精确性、安全性以及放疗毒副 反应至关重要。Portal Dosimetry（PD）验证系统由非晶硅电 子射野影像装置（Electronic Portal Imaging Device，EPID） 采集束流并通过 PD 软件对放疗计划进行剂量验证和结果分 析 [13]，已被越来越多的放疗验证所采用 [14-15]; 时飞跃等人 采用 PD 验证系统对宫颈癌以及鼻咽癌的放疗计划进行验证， 证实 PD 验证系统在计划验证中具有较强的实用性 [14,16], 而且刘凌湘等人进一步证实 PD 系统具有较好的验证精度， 可用于立体定向放疗计划验证 [17]。MatriXX 作为第三方验证 工具已常用于计划验证，是临床放疗计划验证的重要手段 , 具有重要参考价值。 

本研究旨在采用 PD 验证系统对新直线加速器运行初期 的 VMAT 放疗计划进行验证，同时采用 MatriXX 验证系统 作对比，以评估 PD 验证系统的可靠性与稳定性，为即将采 用同类设备开展复杂放疗技术又无第三方放疗计划验证设 备的机构提供放疗计划验证方法的参考，以提高放疗疗效与 降低放疗毒副反应。

 1 资料与方法

 1.1 患者资料 

随机选取 2023 年 11 月 7 日至 2024 年 3 月 31 日 VMAT 放疗计划共计 53 例进行放疗前计划验证，男性 30 例 , 女性23 例，年龄 36-84 岁，中位年龄 63 岁，其中包括头部 13 例、 头颈 5 例、胸部 19 例、腹部 4 例、盆腔 12 例，所有患者均 了解并签署放疗相关知情同意书，本研究经什邡市人民医院 伦理委员会审批通过（批准文号 ：202449）。

 1.2 方法 

每位患者均为仰卧位，采用热塑膜（中国上海 Gray 公司） 固定人体于 Orfit 体位固定板（美国 Orfit 公司），采用德国 西门子 CT 机做 CT 定位。使用放疗计划系统 Eclipse16.1（美 国瓦里安公司）设计 VMAT 计划，每个部位使用 2-3 个射 野；头部选择 6MV，剂量率 600MU/min，头颈选择 6MVFFF, 剂量率 1400MU/min；食管、直肠、宫颈以及骨转移 选择 10MV，剂量率 600MU/min；所有部位均采用 AXB 算 法计算，优化网格 1.25mm。使用美国瓦里安直线加速器 VitalBeam（美国瓦里安公司），120 片多叶光栅（Multi-Leave  Collimators，MLC，40 对 0.5cm，20 对 1cm）。连续 5 个月 每月随机选择 10-12 个新放疗计划（非重复性射野 112 个， 非重复性合成野 53 个。）在治疗前做 PD 与 MatriXX（德国 IBA 公司）剂量验证；其次在 11 月选择 10 个不同放疗计划， 分别命名为 A、B、C、D、E、F、G、H 、I 、J，重复性合 成野 50 个，每月重复做分次间 PD 与 MatriXX 验证各 1 次。 因 MatriXX 功能有限，仅做合成野剂量验证。

 1.3 PD 验证

 VitalBeam 自 带 电 子 射 野 影 像 装 置（Electronic  Portal Imaging Device，EPID）， 照 射 面 积 43×43cm2,1280×1280pixel，加速器调试期间已对 PD 剂量 验证系统做剂量标定，每日做 MPC 与晨检仪（德国 IBA 公 司）质控，每月分次间验证前做绝对剂量校准（TRS 398 报 告），确保加速器输出绝对剂量与 EPID 板符合临床使用要求。 在 TPS 系统中建立 VMAT 验证计划，在直线加速器操作系 统里选择 Patient QA Mode 模式执行放疗计划 QA，把 EPID 采集到的剂量分布信息通过射野剂量图像预测算法（Portal  Dose Image Prediction,PDIP）重建二维剂量 , 用 PD 系统对重 建二维剂量与 Eclipse16.1 TPS 计划系统对剂量计算结果做 Gamma 分析。 

1.4 MatriXX 验证 

采 用 MatriXX 验 证 系 统 联 合 Miniphantom 配 合 角 度 传 感 器 做 VMAT 放 疗 计 划 剂 量 验 证， 照 射 野 面 积 24.4×24.4cm2，圆柱型空气电离室，4.5（直径）×5（高） mm2，体积 0.07cm3，1020 个，0.1-20Gy/min，采用放疗计 划剂量验证 MyQA 分析软件（德国 IBA 公司）。在放疗计 划剂量验证前对 MatriXX 做绝对剂量校准，对角度传感器做 0°与 90°校准，确保每次验证流程符合要求。 

1.5 数据评价方法

 AAPM TG-119 号报告推荐 [18]，在评价标准为 3%（剂 量误差）/3mm（距离误差），最小剂量阈值为 10% 的条件下， 计划验证的 Gamma 通过率≥ 90% 即符合临床要求。AAPM  TG-218 号报告建议使用 3%（剂量误差）/2mm（距离误差） 评价标准，最小剂量阈值为 10% 的条件下，Gamma 通过率 容差限值≥ 95%，干预限值≥ 90% 判定计划验证是否通过。 在绝对剂量模式下采用该 2 种评价标准分析每个单射野与合 成野 Gamma 通过率。 

1.6 统计学分析 

采用 SPSS 27.0 软件分析非重复性单射野与合成野平均 值与标准差，置信区间为 95%，再采用折线图分析非重复性 单射野与合成野以及用表格表示每月重复验证的分次间合成 野的 Gamma 通过率。连续 5 个月每月随机选择不同放疗计划 验证的计量资料以 x±s 表示，每组数据都不符合正太分布时 采用 ANOVA 检验分析，P<0.05 为差异有统计学意义。 

2 结果

 2.1 非重复性验证数据分析

 采用 PD 验证系统时结果如表 1 所示，在两种评价标准 下非重复性单射野与合成野的 Gamma 通过率平均值均大于 95%，标准差偏小；如图 1、2 所示，在评价标准为 3%/2mm 时， 仅 1 个 非 重 复 性 单 射 野 Gamma 通 过 率 小 于 95%，2 个非重复性合成野 Gamma 通过率小于 95%，而在标准为 3%/3mm 时 PD 验证 Gamma 通过率都大于 95%；说明新加 速器 VitalBeam 运行前 5 个月，PD 验证 VMAT 计划束流具 有较高精准性。 

MatriXX 与 PD 验证 VMAT 放疗计划非重复性合成野结 果如表 2 所示，Gamma 通过率平均值都大于 95%，P ＞ 0.05， 差异无统计学意义，证明新加速器 VitalBeam 运行前 5 个月 PD 验证的稳定性都满足临床质控需求。 

2.2 重复性验证数据分析

 连续 5 个月每月 1 次合成野重复验证 , 结果如表 3-6 所 示，当评价标准为 3%/2mm 时仅计划 H 在采用 Matrixx 验 证时出现 3 次 Gamma 通过率小于 95% 但大于 90%，而 PD验证合成野时 Gamma 通过率都大于 95%；当评价标准为 3%/3mm 时两种验证方式的 Gamma 通过率都大于 95%，都 符合临床质控要求，从而证实 PD 验证系统适合用于 VMAT 束流验证。

 表1 PD验证非重复性合成野与单射野的平均值与标准差（x±s，%）

表 2 PD 与 MatriXX 分别验证每月不同 VMAT 放疗计划合成野的 通过率（x±s，%）

图 1 PD 验证连续 5 个月非重复性单射野 Gamma 通过率

图 2 PD 验证连续 5 个月非重复性合成野 Gamma 通过率 

表 3 10 例 VMAT 放疗计划每月分次间合成野重复 PD 验证 Gamma 通过率（%）（3%/2mm） 时间 A B C D E F G H

表 4 10 例放疗计划每月分次间合成野重复 Matrixx 验证 Gamma 通 过率（%）（3%/2mm）

表 5 10 例放疗计划每月分次间合成野重复 PD 验证 Gamma 通过 率（%）（3%/3mm）

表 6 10 例放疗计划每月分次间合成野重复 Matrixx 验证 Gamma 通 过率（%）（3%/3mm）

注：表 3-6 表示选择 11 月 10 例 VMAT 计划分别命名为 A、 B、C、D、E、F、G、H 、I 、J，每月重复验证 1 次。

 VMAT 计 划 进 行 束 流 精 准 验 证， 结 果 证 实 PD 验 证 VMAT 放疗计划的通过率均满足临床要求；本研究同时采用 常用于临床 VMAT 计划验证的 MatriXX 再次验证，Gamma 通过率均满足临床质控要求，该研究结果与 Abu Kausar 等 [19] 研究结果一致，进一步说明 PD 作为新加速器 VMAT 放疗工 具，具有可行性，可有效保障放疗计划精准执行。 

本研究中 PD 验证非重复单射野与合成野 Gamma 通过 率平均值均大于 95%，标准差偏小；在评价标准为 3%/2mm 时，仅 1 个非重复性单射野通过率小于 95%，而在标准为 3%/3mm 时所有通过率都大于 95%；在评价标准为 3%/2mm 时，仅 2 个非重复性合成野通过率小于 95%，而在标准为 3%/3mm 时所有通过率都大于 95%，证明 PD 验证具有好 的精准性与稳定性，符合临床放疗质控要求。同组 10 例放 疗计划每月分次间重复验证时合成野 Gamma 通过率都大于95%；MatriXX 做合成野验证的其结果与合成野 PD 验证通 过率一致，均大于 95%, 说明在新加速器 VitalBeam 运行前 半年，在没有第三方的验证工具的状况下，PD 系统可用于 验证 VMAT 计划剂量束流验证。

 本次研究仅限于前 5 个月随机抽取的 VMAT 放疗计划， 其对新直线加速器 Vitalbeam 执行 VMAT 放疗计划的长期精 准性与稳定性的监控存在不足，可延长 1-2 年进行验证与 分析，然而加速器束流的精准性与稳定性受诸多因素影响， 因此还需要加强其他因素的质控与管理。高端放疗设备已逐 步普及到基层医院，但是放疗设备与功能配置因多因素存在 差异，导致放疗全流程的质控方法存在差异，而同款同功能 配置的放疗设备，其出厂设置基本一致。放疗质控设备采购 流程复杂且价格昂贵，本研究可为暂时没有第三方放疗计划 验证设备的机构提供 VMAT 放疗计划束流质控参考，从而 保障放疗流程质控需求。

 综上所述，为了有效提高放疗疗效与降低放疗毒副 反应，需严格把控复杂放疗计划束流的稳定性，新加速器 VitalBeam 运行前 5 个月，PD 系统适用于 VMAT 计划束流验 证，可为同款新放疗设备在临床放疗全流程质控方面提供参 考，有效保障放疗的安全性与可靠性。

 利益相关声明：本文所有作者一致声明不存在利益冲 突。作者贡献说明：易良波：实验设计与实施，论文撰写与 修改；岳海振：提出研究思路；张栋、郑勇：执行实验，数 据采集；王钦：论文修改。吴含：提供患者病例与放疗方案 审核。 

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作者简介：易良波（1987—），女，汉族，四川省德 阳市什邡市，硕士研究生，什邡市人民医院，放疗室主任， 放疗物理技术方向。 

基 金 项 目：德 阳 市 科 技 计 划 项 目（2023SZZ094）、 （2023SZZ095）。 

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