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利用ArcCHECK在实际机架角与零机架角的IMRT剂量验证结果比较
目的：研究鼻咽癌和宫颈癌在实际机架角和零机架角两种方式做IMRT剂量验证时γ通过率的差异。方法从87例鼻咽癌计划和54例宫颈癌计划中采用单纯随机抽样方法选取鼻咽癌与宫颈癌各30例。以3 mm／3％标准，用ArcCHECK分别测量其在实际机架角和零机架角时的γ通过率，并对其结果进行配对t检验。结果30例鼻咽癌实际机架角、零机架角的γ通过率分别为（93．8±3.6）％、（97．8±1.1）％（P＝0.00）；30例宫颈癌的分别为（96．3±2.1）％、（98．2±1.0）％（P＝0.00）。两种癌症的实际机架角的通过率均低于零机架角，且通过率的波动范围也高于零机架角。鼻咽癌的实际机架角和零机架角剂量的通过率都比宫颈癌低。结论实际机架角剂量验证的γ通过率更加接近真实情况，建议使用实际机架角做剂量验证；用零机架角做剂量验证，建议考虑对其通过率提出更高标准来达到临床治疗要求。
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二维电离室矩阵在调强放疗剂量验证中的应用
二维电离室矩阵是由电离室规则排列而成的一种新型测量设备,在剂量测量与验证中具有重要应用.笔者介绍德国PTW公司设计生产的二维电离室矩阵2D Array Seven29TM在调强放疗计划剂量验证中应用的内容和方法.
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调强放射治疗剂量验证研究进展
调强放射治疗(IMRT)以其较好的靶区剂量分布和保护正常组织等特点已在国内多家医疗单位开展.但是由于此项治疗技术受到诸如影像、逆向计划设计、精确定位及治疗设备等因素的影响,对于治疗方案的剂量验证显得尤为重要.现对近年来世界多个国家的肿瘤组织关于IMRT计划剂量验证方面的研究作一综述.
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利用3D打印颅脑辐射等效体模进行个性化适形放疗的剂量验证
目的 建立利用3D打印颅脑辐射等效体模对患者进行个性化放疗剂量验证的方法,为三维适形放射治疗安全提供一种可靠的剂量保证手段.方法 采集两例患者(患者1和患者2)的CT图像数据,基于患者1的图像数据,重建其颅骨与脑组织,制作颅脑体模,验证颅骨与脑组织的等效材料.基于患者2的图像数据,根据3D图像重建并选用组织等效材料重建完全的头颅结构,采用3D打印技术制作全头颅体模.通过对目标区域插入电离室剂量仪并行放射治疗方案,获得头颅体模病灶部的剂量,验证和校准实际放疗计划的安全性.结果 对所获两个体模分别进行DR、CT成像,颅脑体模的等效骨骼与患者1骨骼的X射线灰度值差异为13 721,颅脑体模的等效脑组织与患者1的脑组织的CT值差异为35～ 40 HU,全头颅体模等效颞肌与患者2的颞肌组织的CT值差异为18 ～ 28 HU,影像数据表明体模材质的辐射等效性与人体组织近似,并且等效剂量分布符合常规治疗范围,体模的剂量验证可以有效验证放疗计划系统的准确性.结论 基于3D打印和组织等效技术所设计的个性化放疗体模,可应用于个性化放射治疗验证.体模制作方法简单快速,个性化程度高,为三维适形放射治疗安全提供一种可靠的剂量保证手段.
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电子射野影像系统用于调强放疗剂量验证
目的 探讨电子射野影像系统(aS1000)用于调强放疗剂量验证的可行性和效率.方法 分别使用美国Varian公司生产的Trilogy直线加速器的aS1000电子射野影像系统和瑞典IBA公司的二维空气电离室矩阵MatriXX及其配套的Multicube模体对10例接受调强放疗的患者进行剂量验证,记录和比较两种方法验证的γ通过率和时间.结果 采用3％和3 mm的标准,aS1000和MatriXX验证的γ通过率分别为95.82％和99.08％,平均时间为12.7和47.8 min.结论 aS1000电子射野影像系统可以作为患者调强放疗的剂量验证工具,比MatriXX更方便快捷.
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调强放射治疗计划的剂量验证
调强放射治疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)以其较好的剂量分布和保护正常组织等特点已在国内多家医疗单位开展.但是由于此项治疗技术受到诸如影像、逆向计划设计、精确定位及治疗设备等因素的影响,对于治疗方案的剂量验证显得尤为重要.
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个体化调强适形放疗计划剂量验证方法的建立
目的 建立个体化调强适形放射治疗(IMRT)计划剂量验证的标准方法,探索调强剂量质量保证实施规范.方法 选取2005年间在本院治疗的鼻咽癌患者33例,在三维计划系统上进行计划设计,然后将治疗计划移至固体体模上,得到体模杂交计划.利用电离室和胶片剂量仪对杂交计划的计算剂量同时进行测量验证,根据预设的误差控制标准对结果进行分析评估.结果 所有患者的调强计划验证结果中有32例等中心点剂量误差在5%内符合,1例超出标准则重新选取两处剂量变化较缓区域补测点剂量,结果亦在5%内符合;相对剂量的验证以5%剂量偏差和3 mm距离偏差为控制标准,所有病例均能满足.结论 建立个体化剂量验证的标准方法是准确执行调强放疗计划的重要保证.
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IMSure QA的临床应用研究
目的 比较IMSure QA和MatriXX两种计划验证工具,探讨IMSure QA软件在临床剂量验证中的可靠性.方法 按随机抽样的抽签法选取10例调强放疗患者,分别用IMSure QA和MatriXX进行剂量验证,比较IMSure QA和MatriXX按3％,3 mm标准进行分析后通过率的差异.结果 IMSure QA验证方式经剂量计算模型得出,MatriXX的验证通过实际测量获得,验证的治疗计划以3％,3 mm标准经γ分析后得到其通过率,MatriXX的平均通过率为(97.9±0.6)％,IMSure QA为(98.1±0.8)％(t=0.86,P＞0.05).结论 IMSure QA可用来执行调强计划的验证.
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COMPASS系统在鼻咽癌容积旋转调强剂量验证中的应用
目的 探讨COMPASS三维剂量验证系统在鼻咽癌容积旋转调强剂量验证中的应用.方法 选取8例鼻咽癌病例在Masterplan治疗计划系统中进行旋转调强计划设计,然后将治疗计划分别传输至COMPASS系统和控制加速器运行的MOSAIQ网络上.比较计划系统计算结果和COMPASS实际测量结果差异的主要指标,如靶区的平均剂量(Dmean)、95％体积剂量(D95％)和γ值,脊髓、脑干的Dmean和D1％左右腮腺的Dmean、V30.结果 计划系统计算结果和COMPASS实际测量的结果二者在靶区的γ通过率均＞95％,各个靶区的D95%平均偏差大多＜3％,各个靶区Dmean的偏差平均值在1％以内.脊髓和脑干的D1％的平均偏差分别为(4.3±3.0)％和(5.9±2.9)％,二者Dmean的平均偏差分别为(5.3±3.0)％和(8.0±3.5)％.COMPASS测量的脊髓和脑干的剂量都比计划系统计算的结果小.左右腮腺Dmean差异的平均值分别为(6.1±3.1)％、(4.7±4.4)％,V30的差异分别为(9.4±7.5)％和(9.4±9.9)％.结论 COMPASS三维剂量验证系统是容积旋转调强剂量验证的一个非常理想的工具,可以快速、直观地分析出靶区和正常器官理论和实际照射情况下的差异.
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2010例调强放疗患者计划剂量验证结果分析
目的 分析2 010例调强放疗计划剂量验证结果,为改进和完善调强放疗计划验证方法提供参考.方法 回顾性分析北京大学第三医院2012年2月—2016年2月美国瓦里安公司Trilogy加速器治疗的2 010例计划的剂量验证结果,其中调强放射治疗(IMRT)计划965例,容积旋转调强放疗(VMAT)计划1 045例.计划设计使用Eclipse计划系统,剂量验证采用MatriXX及Muhicube模体.分析计划和测量等中心点剂量差异,3％/3 mm标准平面剂量分布的y通过率.等中心点剂量差异＜±3％定为通过,平面剂量分布γ通过率＞90％定为通过.分析病变部位、治疗技术(IMRT和VMAT)对计划验证通过率的影响.结果 2 010例计划等中心点剂量平均差异为-0.3％±2.4％,γ通过率为97.9％±3.4％.88.2％和96.7％的计划能够通过点剂量验证和平面剂量验证标准.不同病变部位计划验证γ通过率不同(F=3.09,P＜0.05).不同病变计划点剂量和面剂量验证通过率不同(x2=40.93、39.15,P＜0.05).IMRT和VMAT计划验证点剂量通过率和面剂量验证通过率差异均无统计学意义(P＞0.05).结论 大部分调强放疗计划能够通过计划验证,不同病变部位计划验证通过率不同,IMRT和VMAT计划验证通过率无差异.
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非晶硅电子射野影像系统用于加速器照射野剂量学特性的研究
电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)是治疗计划实施的重要质量保证工具,初开发和设计的目的是用于患者的位置验证.然而由于其良好的物理剂量学品质,如快速获得二维剂量信息、剂量线性响应、长期稳定性、较好的重复性等,对其扩展应用于剂量验证和加速器的常规质量保证的研究越来越多.
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直肠癌静态调强与容积旋转调强放疗计划的剂量学对比研究
目的 对比研究直肠癌术后患者应用静态调强放疗(IMRT)和容积旋转调强放疗(VMAT)的计划质量、治疗效率和剂量精度,为临床治疗技术的选择提供参考依据.方法 选择10例直肠癌术后调强放疗患者,行CT模拟定位并勾画靶区及危及器官,在同一计划系统上给予相同处方剂量和目标优化条件,分别设计5野IMRT计划和双弧VMAT计划.比较两种计划的靶区(PTV/CTV)受量、适形指数(CI)、均匀指数(HI)、危及器官(OAR)的受量、机器跳数、治疗计划执行时间,以及剂量验证通过率.结果 两种治疗计划均能满足临床剂量要求,VMAT计划的靶区剂量覆盖率略低于IMRT计划.VMAT和IMRT计划的HI分别为0.095和0.101,差异无统计学意义(t=2.61,P＞0.05);而IMRT计划的CI(0.737)优于VMAT计划(0.614)(=4.94,P＜0.05),考虑为VMAT计划优化过程中对周围正常组织低剂量区受量限制过于严格,从而造成计划的适形度受到影响.VMAT计划中正常组织如膀胱、股骨头的低剂量区较之IMRT计划均有不同程度增加.VMAT和IMRT计划的平均机器跳数(MUs)分别为599和515(t=4.72,P＜0.05),相应的治疗时间分别为201和304 s(=5.83,P＜0.05).使用Delta4对两种计划进行验证,y通过率(选用3％/3 mm标准)分别为VMAT 93.13％和IMRT 96.00％(t=3.75,P＜0.05).结论 直肠癌VMAT和IMRT计划均可满足临床要求,VMAT计划可以显著降低治疗时间,提高治疗效率,但其疗效还需进一步临床评估.
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基于DPM的调强放疗计划剂量验证工具的实现
目的 基于简单快速蒙特卡罗程序DPM(dose planning method),通过植入照射源模型并改进程序,解决DPM中无法实现任意角度入射和非规则非均匀野模拟的问题,使其成为调强放疗计划系统的实用蒙特卡罗剂量验证工具.方法 通过加速器反演出的能谱结合优化给出的强度图模拟加速器的粒子输运过程.使用虚拟点源结合反演出加速器能谱模拟了加速器的照射源部分,基于DPM的粒子输运物理模型,结合调强放疗计划中的照射野强度分布,以及出射粒子的权重与强度图中的强度相结合,实现了算法.结果 通过将DPM模拟计算的规则野结果与三维水箱测量数据对比了百分深度剂量(PDD)和百分离轴剂量(OAR),误差在野内＜2％,半影2～3 mm.以及DPM模拟计算非规则野的结果与有限笔形束剂量计算方法FSPB计算结果的对比,趋势符合,γ分析通过率为95.1％,误差都在允许范围内.校验了改进的DPM的功能和计算精度.结论 植入简便照射源模型的DPM程序相较于经典蒙特卡罗程序,速度较快,计算精度和时间可以满足临床需求,可以作为调强放疗计划系统中剂量验证工具.
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四种剂量探测器对放疗加速器常用剂量率的响应特性分析
目的 探讨4种剂量探测器对放疗加速器常用剂量率的响应特性.方法 在100～600 cGy/min的剂量率范围内,分别测量PTW的0.6 cm3电离室、0.015 cm3电离室以及Matrixx Evolution二维电离室矩阵和MapCHECK二维半导体矩阵在同一测量条件和剂量下的剂量率响应；测量和分析0.6 cm3电离室在不同能量和工作电压下的剂量率响应特性.结果 PTW的0.6 cm3电离室、0.015 cm3电离室以及Matrixx Evolution二维电离室矩阵在6MVX射线能量下都表现一定的剂量率依赖性,差异均＜1％,在15 MV X射线能量下,无剂量率依赖性.MapCHECK二维半导体矩阵在6MVX射线和15 MV X射线能量下都显示了较强剂量率依赖性,响应差异在2％左右.结论 依据剂量率变化治疗技术的放疗加速器的剂量测量,需要对测量设备进行剂量率响应测试和分析,以保证日常刻度和剂量验证的精度.
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针点电离室的特性及其在IMRT剂量验证中的价值
调强放疗(IMRT)使用小野和不规则野达到靶区剂量适形的目的.调强野的特点是高剂量梯度和缺乏电荷平衡,相邻子野之间在靶区内可能存在无数接点.标准探测器体积太大,往往不能被贡献原射线到探测器所在部位的所有子野覆盖,致使读数偏离吸收剂量.因此,多倾向于采用小体积电离室验证IMRT的剂量,籍此克服大体积探测器的缺点[1-4].本研究拟通过实测探讨0.015 cm3针点电离室的特性,并与0.6 cm3电离室比较,确认其在IMRT剂量验证中的价值.
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放射性粒子植入计划系统剂量计算准确性验证
放射性粒子永久性植入作为一种近距离放疗技术,是早期前列腺癌根治性治疗手段之一,在我国也广泛应用于其他肿瘤的治疗.剂量分布是影响粒子植入疗效直接、重要的因素.粒子植入计划系统越来越多地应用于粒子植入的术前、术中计划和术后剂量验证.目前,放射性粒子植入计划系统剂量计算准确性验证方面尚少见报道.本研究验证Prowess Brachytherpay 3.1计划系统125Ⅰ粒子永久性植入剂量计算的准确性,并说明其剂量计算方法和实施细节,以确保其能够用于临床.
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二维半导体探测器阵列在调强放射治疗合成剂量验证中的应用
目的 利用一种二维半导体探测器阵列(2D-DA)对调强放射治疗(IMRT)进行多角度合成剂量验证,探索更真实地反映IMRT执行剂量分布精度的方法.方法 在2D-DA上附加等效水模体,对27例患者的IMRT计划分别进行单一机架角度合成(SGAC)和多机架角度合成(MGAC)的剂量分布验证测量,比较分析两种方法的测量结果.结果 (1)选择合适摆位使2D-DA的探测器平面不与任一调强射野的中心轴重合时,MGAC测量与SGAC测量的计划验证通过率(通过标准:r值3 mm/3%)分别为94.81%±3.80%和94.56%±4.28%,两者没有明显统计学差异(t=-0.213,P＞0.05).(2)当IMRT计划的部分射野中心轴与探测器平面重合时,MGAC验证测量的通过率为79.72%±12.77%.结论 在附加了等效水模体条件下,使用二维半导体探测器阵列进行MGAC与SGAC验证的通过率没有差异.MGAC验证结果更有利于发现IMRT计划执行误差实际大小、位置,以及对临床治疗影响评估,但应在验证测量时避免探测器平面与射野中心轴重合.
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不同电离室组合对百分深度剂量测量的影响
三维适形放疗特别是调强放射治疗(IMRT)计划都要进行模体剂量验证,目前侧重于对计划系统的验收测试,但是采集数据特别是小野采集的正确性也是计划能否通过模体剂量验证的重要因素之一.
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PET成像应用于高能光子剂量验证的定量研究
目的 通过PET扫描对高能光子照射不同模体产生的正电子进行定量研究,探讨PET成像在高能光子放疗中生物剂量验证的可行性.方法 利用25和50 MV高能光子照射不同模体(水凝胶、聚乙烯和不均匀模体),照射剂量为2、4、6和8 Gy,照后1 min内立即对模体进行PET扫描,记录正电子计数率随时间的变化,扫描完成后对其进行数据拟合,推算产生核素的半衰期.将模体横截面和矢状面的活度分布图与TPS计算的剂量分布图进行对比,观察正电子活度与剂量分布的相关性.结果 根据各时刻正电子计数率进行拟合,得到水凝胶和聚乙烯中产生的正电子半衰期分别为2.23和19.47 min,与11C和15O的半衰期2.08和20.2 min相差不大.50 MV光子在水凝胶和聚乙烯中产生的正电子数量分别是25 MV光子产生的3.88和3.86倍,正电子产额随模体吸收剂量增加而成比例增加.除了在剂量建成区和模体空腔外,模体深度-活度和离轴-活度分布均与剂量分布相似.结论 高能光子与模体反应生成的正电子数量和分布与剂量关系密切,利用PET成像进行高能光子剂量验证理论上是可行的.
关键词： 高能光子 正电子发射计算机断层扫描 剂量验证 光核反应 -
点扫描式粒子治疗患者验证分析的初步研究
目的 通过对以调强点扫描质子和碳离子技术治疗患者的验证计划测量结果分析,评估现行的计划验证方式的完善性.方法 通过分析质子和碳离子验证计划的1734个射束照射记录,验证测量通过的标准是验证计划测量值与计算值之间的剂量差异≤3%或距离一致性(distance-to-agreement,DTA)差异≤3 mm,同时满足所有电离室的剂量偏差平均值≤3%,电离室矩阵中24个电离室中有至少22个通过此标准为验证计划通过,测量结果 按照不同的测量水箱、测量房间和电离室矩阵测量深度等测量信息分类.结果测量结果分类分析显示,验证测量通过率和测量参数存在部分相关性,质子和碳离子总的计划通过率分别为97.7%和91.9%.对于质子射束,验证测量通过率在任意深度都较高,但对于碳离子的验证测量,验证测量通过率会随着测量深度的增加而降低.多数电离室性能稳定,不同水箱,不同治疗机房间验证通过率无明显差异.结论 用三维水箱测量到的点剂量和治疗计划系统(TPS)计算的剂量值之间有较好的一致性.当电离室矩阵在水中的测量深度>150 mm时,碳离子通过率会略差,可能由于在高剂量跌落的区域,水箱内电离室矩阵摆位的不确定性(左右和深度方向)造成,也可能是TPS散射模型对碳离子在深度>150 mm处剂量贡献评估存在不足造成,此现象仍需要做进一步研究.
