3D 患者治质保证如何凸显不确定性、找出错误

这篇文章由欧洲医学物理组织联合会 (EFOMP) 发表在《EMP 新闻》秋季版。

在过去的几十年里，放射治疗领域以惊人的速度发展，治疗方案变得更加复杂，剂量更大，梯度更清晰和轮廓边界更小。 因此，为了实现更好的治疗效力，并减少对周边正常组织的影响，放射治疗领域对剂量精度的要求越来越高。(1)(2) 与此同时，也催生出对更优 PSQA 方法的需求。

自 2014 年起，我就一直致力于 3D 二次验证系统中这一方面功能的研发。虽然我们的解决方案自面市后一直在不断改进优化，但放射治疗领域的很多人也看到了一些需要改进的地方，这些也是我在研发之初就遇到的问题。曾经有篇科研文章 (3) 中指出了一些需要改进的地方，其中包括错误灵敏度要提升、要有自动化功能、效率需要提高。在我初次进行独立 3D 二次验证的临床应用时，这篇文章也给我带来了很多帮助。

放射治疗领域的许多机构转为使用 3D 二次验证时，在治疗计划中碰到了许多问题，我会与他们一起研究解决这些问题。  造成这些问题的根源各不相同，有些是因为递送系统建模问题，例如多叶准直器 (MLC) 叶片端面、多叶准直器舌槽效应、叶片/准直器传输、准直器/多叶光栅半影、补偿器系统（分散、射束硬化、准直）、小射野的输出因子、头部反散射，以及离轴配置参数。其他问题包括没有选择适当的剂量计算网格大小，以及非均匀性剂量修正的使用和建模问题。

根据我的经验，3D 二次验证能捕捉到无数这类安全问题。二次验证也能发现许多治疗计划质量方面的问题，例如，显示患者全身的剂量差异，而不是仅仅显示预选位置处二维平面的剂量差异。这样就可以评估出每个体素中的剂量，实现 DVH 分析，还可以利用治疗计划协议，自动快速地评估具体的治疗计划标准。

AAPM Task Group 219 (4) 报告中也证实了这些观察到的问题的确存在，还强调了单点对比的局限性，同时建议转为使用二次验证来计算高剂量治疗方案中的剂量分布。TG-219 报告还强调二次验证应该是独立性质的。这份报告着重阐述了接受和使用二次验证系统的重要性。

然而，这份报告却未能正确介绍那些在报告发表之际市面上已有的商业解决方案，主要就是 RadCalc（LifeLine Software, Inc. 公司，属于 LAP Group 旗下公司）及其 3D 模块（3D 模块中包括筒串卷积/叠加算法和称为黄金标准的蒙特卡罗算法）。RadCalc 7.1 于 2020 年 1 月发布，其 3D 剂量模块可利用临床测量的射束数据，实现卓越的精确性。此外，之前发布的 RadCalcAIR 模块可为临床工作流程提供全面的解决方案，包括各种智能自动化功能。这些功能均是根据客户建议开发而成。

RadCalc 7.1 还提供治疗计划完整评估所需的所有工具，例如，将治疗计划分割成单个射束的功能、从 RadCalc 自动添加分析点和分析线的选项。有了这些功能，就无需在治疗计划系统中修改计划。使用 RadCalc，用户可以灵活控制 QA 计划，自行选择用于 3D 剂量计算的硬件，还可以自行进行扩展，来适应临床网络。

之后发布的版本中，我们还会集成 Dosimetry Check （Math Resolutions, LLC 公司）软件的 EPID 工具，以便进行途中/体内剂量测定！AAPM Task Group 219 报告对 RadCalc 的这一未来发展也进行了展望。

参考文献：

1.Grimm et al.High Dose per Fraction, Hypofractionated Treatment Effects in the Clinic (HyTEC): An Overview.RedJournal 110 (1), May 2021
2.Benedict et al.Stereotactic Body Radiation Therapy: The Report of AAPM Task Group 101.Med.Phys.37 (8), Aug 2010
3.Pulliam et al.A six‐year review of more than 13,000 patient‐specific IMRT QA results from 13 different treatment sites.J Appl Clin Med Phys.2014 Sep; 15(5): 196–206
4.Zhu et al.Report of AAPM Task Group 219 on independent calculation- based dose/MU verification for IMRT

备注：并非所有产品或功能在所有市场有售。