伽马刀治疗质量如何保证

　　为保证伽马刀治疗的精确性，伽马刀的质量保证（quality assurance，QA）和质量控制（quality control，QC）正日益受到重视。

　　一、伽马刀质量保证和质量控制的必要性

　　放射治疗的QA是指保证放射治疗的整个过程中的各个环节按国际标准准确安全的执行。其主要内容包括质量评定，即按照一定的标准度量评价整个治疗过程的服务质量和治疗效果。QC是指通过对治疗设备和附属设备的性能检测和维修，对放疗部门规范指标进行监督评价，并采取必要措施，使之保持优等水平，以达到质量保证的要求，并逐步完善提高。放射治疗的质量控制和质量保证是放射治疗安全和有效的关键。对放射治疗机构施治剂量的测量与对比是提高整个放射治疗质量控制和质量保证水平的有效方法之一。

　　质量保证（QA）和质量控制（QC）的实施，首先要求在人员、设备、技术等方面予以足够的保证，这是质量控制和质量保证工作开展的前提；其次，在放射治疗实施的过程中，要对从处方到实施照射的全过程实施质量保证，减少各个环节的误差，包括人为的误差和有关设备的误差问题。

　　许多临床研究证实，尽管肿瘤的类型和临床分期相同，但在不同的放疗部门的5年存活率有着明显的差别，这与QA和QC相关。

　　ICRU24号报告总结以往的治疗经验指出，如果靶区剂量偏离优等剂量的±5%，就有可能使原发肿瘤失控和并发症增加。伽马刀治疗的流程及可能引入误差的环节，可见其误差来源是环环相扣的，每一环节的误差均会带入下一环节，从而累积到总体误差中去。因此为保证给予靶区足够精确的治疗剂量，而使周围脑组织受照较少，在治疗的各环节严格执行QA和QC，是十分必要的。

　　二、伽马刀治疗质量保证的标准

　　除了放射肿瘤学界自身以外，有关各界对放射治疗的质量保证均予以高度重视。国际原子能机构（IAEA）、世界卫生组织（WHO）、国际放射防护委员会（ICRP）、国际辐射单位与测量委员会（ICRU）、肿瘤放射治疗协会（RTOG）等国际组织从各自相关方面，先后发表一系列与放疗质量保证有关的技术报告，涉及放射元素的使用与防护、剂量测量和计算的新方法与建议参数、照射技术与治疗原则，以及机械、电器、安全连锁系统等各项指标，有力推动放疗质量保证工作。

　　我国卫生部于1995 年发布《放射治疗卫生防护与质量保证管理规定》，全国卫生标准技术委员会放射卫生防护标准专业委员会在逐步建立和健全我国医用辐射防护标准体系中，先后研制出一系列同放射治疗卫生防护与质量保证密切相关的国家标准及行业标准。

　　这些法规标准的相关条款被采纳到伽玛刀立体定向放射治疗质量保证的标准体系中，成为指导QA、QC工作的重要基础。伽玛刀不属于远距离治疗设备，国家尚没出台相关的标准和检测规范，目前只能根据企业产品标准并参考现有国内外相关标准进行检测。

　　伽马刀治疗涉及定位影像的方式、机器的机械性能、放射剂量输出、剂量计算等多方面，因此其QA程序参考IAEA277号报告《光子和电子束吸收剂量的测定-国际实用准则》、ICRU24号报告《放射治疗中受X 或γ射线束照射的患者吸收剂量的测量》、ICRP44号报告《放射治疗中患者的防护》、RTOG的《放射治疗质量保证准则》及国内卫生部43 号令《大型医用设备配置与应用管理暂行办法》等组织相应的标准，使伽玛刀质控程序有章可循。

　　三、伽马刀质量保证的内容

　　1、定位影像的质量保证伽玛刀定位影像可使用CT、MRI和DSA。

　　MRI的优点在于对软组织有较强的显示能力而越来越多的被使用，但由于主磁场的非均匀性、梯度磁场的非线性和开关效应会引起图像的失真。一般来说，在扫描野内，即FOV（fieldofview）中距离磁场中心越远的地方，失真越大；在磁场边缘失真尤为显著。

　　研究表明与颅脑大小相当的扫描范围内，磁场边缘失真<2mm，在磁场中心则<1mm 。在距离图像中心12cm的范围内，多数误差<2mm，头颅半径大约在15cm的范围左右，而定位时一般都将病灶放在头架的中心，即病灶位置处于FOV的中心，这种图像的失真在伽玛刀治疗中还是可以接受的，新近研究指出MRI影像的失真是和扫描参数、使用的扫描序列类型密切相关的，有学者对比了2D自旋回波序列和3D容积采集序列的图像失真度，结果显示，后者在横轴位和冠状位的误差较前者小。还有学者利用已知靶点坐标的模型，进行各种成像方式的扫描，得出立体定位坐标空间内MRI的误差为0.67~1.04mm，CT<0.6mm，DSA的误差很大可达2.8mm。

　　因此适当选择成像方式，优化扫描参数，进行不同影像的融合以校正误差，成为影像定位方面质量保证的重要内容。CT定位由于不存在此问题，其定位精度要高于MR，其平均误差为0.2mm，因此进行图像的融合，可互为补充，对精确勾画病灶边界、修正靶区体积、提高靶区剂量精确性等方面具有重要意义。

　　下一页：伽玛刀的机械精度和剂量分布的检测

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　　2、伽玛刀的机械精度和剂量分布的检测

　　在伽玛刀30余年的发展史中，软硬件逐步完善，历经了U型、B型至C型的出现，因此关于伽玛刀的硬件方面检测已在逐渐增加和完善，按照检测频度已细化分为年检、月检、周检及日检项目。

　　国外学者早在90年代详细描述了关于剂量率输出、机械等中心精度、坐标轴精度检测、内外准直器头盔的吻合精度、头盔帽的感应开关等内容。随着C型伽玛刀的出现，自动定位系统APS（Automatic Positioning System）取代了B型伽玛刀的手动调节坐标，由计算机控制的三个传动马达能带动头架在三维坐标方向上移动，机械精度可达到0.1mm，计算机随时监测左右两个APS坐标的一致性，发现误差即刻报警，针对APS的QA内容也随之增加。有学者详细描述了APS的QA检测方法，使用特制的方形金属框架固定在APS上，APS带动框架在其整个定位空间内移动，并在右上、左下两个极限位置设有坐标刻度进行比对，这样可监测整个定位空间的坐标准确性。

　　当然由于APS装置的限制，定位空间的某些边缘位置并不能达到，此时需要手动调节坐标轴，坐标轴的刚性及与定位头架的配合也存在误差，亦需要定期检测，其误差精度X轴方向上可达0.1mm，Y、Z方向上为0.5mm。除去考虑机械误差，射线剂量率输出每半年检测一次，其实测值与软件计算值之间误差为2‰左右，远小于3%的限定值，另外在射线束聚焦点与机械等中心的误差测量方面，许多学者也做了大量的研究，Maitz等利用胶片曝光法测定两者的偏差为小于0.25 mm，平均值为0.05mm。

　　关于伽玛刀设备方面除了精度方面的检测，还有安全连锁保障环节的检查，这也是保证治疗安全性的重要方面。

　　3、伽马刀剂量计划的质控标准和优化内容

　　伽马刀立体定向放射外科的治疗计划均是由有经验的医生和物理师通过治疗计划软件系统TPS（Treatment Planning System）完成的。

　　有学者将伽马刀的剂量计划优化原则归结为“适形性”和“选择性”。适形性是指边缘剂量曲线形状同病灶的三维形状相适合，同时病灶内部接受的剂量较高。选择性是指尽量减少病灶外正常脑组织受照剂量，它也是同适形密切相关的，高度适形才能将高剂量线局限于病灶内部而较少涉及灶外组织。

　　具体表现在合理选择准直器类型、靶点位置、等中心权重及采用适当的堵孔形式等参数，使之达到以上目标。

　　Lunsford通过复习了1105例听神经瘤患者的伽马刀治疗计划，总结出使用多等中心、小准直器组合可实现良好的适形性和选择性。其他学者通过利用病灶覆盖率、适形指数、均匀指数等量化指标评价治疗计划的优劣，也得出相似结论。Ferri MC等利用非线性程序借助计算机完成治疗计划的优化，研究证明，极大地提高了优化效率，在临床中十分便利有效。　　四、小结：伽马刀的质量保证和质量控制是确保疗效的关键。

　　近年来伽玛刀已广泛应用于临床，通过在日常检测和治疗中严格规范各项操作，落实各项指标的定期检测制度，加强设备的日常维护，才能确保治疗的精度。因此伽玛刀的质量保证程序是必不可少和行之有效的。

　　伽马刀的质量保证程序涉及设备的机械精度和剂量输出、影像定位的空间精确性、剂量计划的优化等多方面，其标准和内容随着使用经验的增加仍需进一步完善。

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