容积旋转调强放射治疗的质量保证方法研究

相对于常规调强放疗技术，容积旋转放射治疗（VMAT）在显著缩短治疗时间的同时能提供优秀的剂量学特征，因而成为目前国际上的研究热点并开始应用于临床治疗。然而VMAT技术复杂，在剂量传输时机架旋转角度、输出剂量率、MLC叶片的位置均在连续不断地改变，因此完善可靠的质量保证（QA）方法极为重要，否则将导致肿瘤局部控制的失败或正常组织毒副反应，甚至可能发生严重的医疗事故。但是，完善可靠的QA及其评估方法，迄今国内外尚无报道。在前期研究中，我们发现摆位、机架旋转、剂量率和MLC叶片到位误差等因素对VMAT个体化治疗QA的重要性，并在预实验中观察到QA结果对摆位误差有极强敏感性。为分析这4个因素对VMAT治疗和QA的影响，我们开展了VMAT计划参数评估等大量实验技术的基础研究。本课题评估VMAT个体化QA的误差因素组成和权重，确定各精度控制标准，建立完善可靠的VMAT治疗QA方法和QA结果评估方法。

VMAT技术复杂，在输出剂量时机架角、输出剂量率及MLC叶片位置均在连续改变，需要完善可靠的质量保证方法。本课题通过对VMAT治疗时MLC叶片到位、钨门到位、剂量输出和机架旋转精度的测试，分析加速器执行VMAT的稳定性及不同病种VMAT的差异性，并测试各参数对VMAT个体化治疗QA的影响，采用PQC方法确定加速器各参数精度控制标准，并实现加速器日常VMAT治疗的质量保证。研究发现，加速器机架角、y和x钨门、MCL叶片到位和剂量输出的平均误差分别为0.49°、0.09mm和0.38mm、0.31mm和0.05MU。VMAT计划差异性对加速器各参数的执行精度存在明显影响，尤其对机架角和剂量输出精度影响较大。病种差异性对钨门和MLC到位精度影响较小，对机架角和剂量输出精度影响较大。VMAT-QA对射野增大和减小的MLC叶片到位误差的敏感性较强，是影响VMAT-QA的主要影响因素。ArcCHECK和Delta4系统VMAT-QA对摆位误差的敏感度较高，且对个体化治疗计划有较大依赖性。在计划参数对VMAT-QA的影响测试中发现，处方剂量等级、平均射野宽度和平均叶片运动路径明显影响gamma通过率，可为临床VMAT计划优化时的参数设置提供参考信息。利用加速器日志文件生成的日常评估报告并结合SPC技术绘制控制图，能实现加速器日常运行的过程质量控制，监控VMAT治疗中加速器日常运行状态，是一种经济、有效的加速器日常质量保证方法。. 此外，由呼吸运动对肺癌容积旋转调强放疗影响的实验中发现，随运动幅度和运动周期的增加其影响逐渐增大，运动幅度是主要影响因素。靶区外扩边界可由呼吸运动幅度和CTV体积定量确定，跟幅度成正比，跟体积成反比。该研究对肺癌VMAT临床放疗靶区制定具有重要参考价值。