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放射摄片用胶片剂量仪在肿瘤放射物理学中的应用
放射照相用胶片剂量仪(radiographic film dosimetry)是一种重要的二维剂量仪.广义上,胶片剂量仪应该包括胶片、数字化仪和冲洗机3个部分,它的空间分辨率高,可以用来快速获取照射野的二维剂量分布,因此,对于肿瘤放射物理学中的常规剂量测量和放射治疗计划尤其是调强适形放射治疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)计划的剂量验证具有重要的实用价值.笔者拟对放射摄片用胶片剂量仪在肿瘤放射物理学中的应用与研究进展作一综述.
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放射治疗辐射场剂量分布胶片测量技术的研究进展
随着探测器、影像及计算机技术的发展,对放射治疗定位和剂量精度的要求也越来越高.放射治疗给予的剂量准确与否直接关系到治疗的效果,因此放射治疗剂量的验证是重要的质量保证步骤.胶片剂量计能同时测量一个平面内所有的点剂量,大大减少测量时间;有很高的空间分辨率;可以测量不均匀固体介质中的剂量分布等优点[1-4],广泛的应用于放射诊断、放射治疗和放射防护的测量.它对于肿瘤放射物理学中的常规剂量测量、设备质量保证,尤其是调强适形放射治疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)计划的剂量验证具有重要的实用价值[5-6].笔者就近年来的相关研究报道综述如下.
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江苏省调强放疗剂量学验证研究
目的 研究调强放疗(IMRT)多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布验证方法.方法 选取8台医用加速器,6MVX射线照射野为5 cm×5 cm时,分别使用热释光剂量计(TLD)和EBT3胶片剂量计核查调强放疗多叶光栅野光子线束吸收剂量,并使用EPT3胶片剂量计核查调强放疗多叶光栅野光子线束二维剂量分布.结果 使用多叶光栅野热释光验证方法和胶片剂量计方法,剂量相对偏差范围分别是-1.4％ ～6.8％和-1.8％ ～7.8％.有7台结果符合国际原子能机构(IAEA)剂量偏差在±5％的要求;二维剂量分布通过率范围为73.4％ ～97.0％,有7台符合二维剂量分布通过率＞90％的要求.结论 热释光剂量计和胶片剂量计用于调强放疗多叶光栅野剂量学参数验证是可行的,适合审管部门大规模开展的IMRT的治疗计划系统(TPS)吸收剂量和二维剂量分布验证.
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应用二维Mapcheck在调强放疗剂量验证中的临床应用
目的探讨二维Mapcheck在调强放疗剂量验证中的作用。方法随机抽取20例鼻咽癌患者，进行cT定位扫描，然后把图像传输至核通三维逆向治疗计划系统，并设计出均分野(七野)治疗计划。利用固体水模板在治疗计划系统中建立三维等效模体，将待验证的IMRT计划套于模体内，分别计算出每野在模体中的剂量分布，选取模体中感兴趣平面上的每野剂量分布，传输至MAPCHECK验证软件系统，在加速器下进行二维剂量模拟照射并与计划系统计算的结果相比较，验证相对剂量和绝对剂量。结果采用DTA方法，剂量位置限定在3％/3mm标准条件下，所有射野中相对量的通过率在97％之间，绝对量的平均通过率在95％之间， mapcheck验证结果与计划值相似，误差率小于电离室。结论剂量学验证是IMRT临床实施的可靠保证，使用MAPCHECK分析软件进行剂量验证具有适时、方便、快捷的特点，免去了胶片验证法中冲洗、扫描胶片的过程，也减少了大部分的系统误差。因此，MAPCHECK分析软件如今已成为剂量验证的常规工具。
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影响胶片剂量验证通过率因素分析
目的：通过多例患者胶片验证计划的分析研究，得出影响胶片剂量验证因素，并建立起我科胶片剂量验证规范。方法：选择9例胶片剂量验证通过率低的病例为材料，通过改变漏射率、剂量率的值，以及验证前是否刻度，扫描间隔时间四个因素比较，进行详细分析研究。结果：得出影响胶片剂量验证因素若干。结论：漏射率、剂量率、是否刻度以及扫描间隔时间是影响胶片验证通过率的重要因素，严格规范胶片剂量验证流程是胶片剂量验证的关键。
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探讨MatriXX在验证调强放射治疗计划中的应用
目的:通过二维电离室矩阵MatriXX对调强放射治疗计划进行二维剂量分布验证,根据验证结果来探讨其在调强放射治疗计划剂量验证中的应用.方法:利用德国IBA公司的MatriXX二维电离室矩阵及SP34等效固体水模对加速器执行的128例患者的调强放射治疗计划实施测量,获取特定层面二维剂量分布.利用OmniPro I'mRT软件,把患者计划植入模体后计划系统计算的剂量与MatriXX实测得到输出剂量进行比对,然后进行Gamma分析.结果:实际测量的相对剂量分布与计划系统模体中计算的相对剂量分布采用Gamma法(3 mm/3％)和(4 mm/4％)进行分析,以γ值小于1的百分比＞95％作为要求,所有计划γ＜1的百分比＞95％的通过率为100％.结论:MatriXX在验证调强放射治疗计划中具有省时省力、快速简便等优势,是目前剂量验证的较为准确的QA工具之一.
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IMRT剂量验证模体的改进与应用
1目的利用加速器剂量校准的均匀模体(30cm×30cm×20cm),经改进后实现头颈部肿瘤调强适形放射治疗(IMRT)绝对剂量的验证.
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调强放射治疗技术及其质量保证
调强放射治疗是一种更先进的放射治疗方法,它通过使用计算机控制的先进治疗方式来改善剂量分布和肿瘤形状的适形度.调强放疗的质量保证是调强放射治疗成功的关键.
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基于EPID的容积旋转调强放疗绝对剂量验证探讨
目的:探讨电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)用于容积旋转调强放疗(volumetricmodulated arc therapy,VMAT)绝对剂量验证的可行性与在临床应用中的意义.方法:随机选取100例患者的VMAT治疗计划,用Eclipse软件导出EPID计划和水模体验证计划等中心平面的通量图.在2幅通量图中对应位置处,各随机选取30个待测量绝对剂量点(靶区内6个,靶区外扩5、10、20、30、50 mm的区域内和有效探测范围内各4个点),按照选取位置的不同将这些剂量点分成7组,每个点均测量EPID和指形电离室实测值,用单因素F检验比较2种方法7组数据的计划值与实测值准确率的差异.结果:7组剂量点的绝对剂量验证结果准确率基本均在98％以上,2种方法测量的7组数据的准确率均无统计学差异(F=0.032-3.189,P＞0.05).结论:EHD具有在线实时剂量验证的潜力和明显优势,能够大大提高多点绝对剂量验证的效率,可以用于VMAT治疗绝对剂量的验证.
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通过剂量验证检测MLC运动的准确性
目的:通过剂量学验证检测加速器多叶准直器(multi-leaf collimator,MLG)运动的准确性.方法:使用MatriXX测量Open野与MLC动态射野的剂量分布,验证5例鼻咽癌动态调强放疗患者在MLC校准前后的剂量分布.结果:(1)Open野的中心点剂量与TPS一致,3％/3 mmγ通过率为98.91％; (2)MLC动态射野的中心点剂量测量值和TPS的差异校准前和校准后分别为3.23％和-0.36％,校准前和校准后3％/3 mmy通过率分别为95.89％和98.94％;(3)5例鼻咽癌患者计划校准前后3％/3 mm γ通过率分别为(90.234±5.485)％和(99.528±0.321)％.结论:动态调强放疗中MLC的运动精度直接影响靶区内的剂量准确性,通过剂量学验证可以检测MLC运动的准确性.
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机架角度和剂量率对调强验证通过率的影响
目的:检验加速器的机架角度和剂量率的改变是否引起实际输出剂量分布和调强验证通过率的变化.方法:选取2014年1月至6月接受放疗的8例恶性肿瘤患者制订放疗计划,将计划的射野机架角分别置为0°和其他非0°机架角度30、60、300、330°,每个计划用2种剂量率(300和600 MU/min)出束.采用SPSS 19.0软件对8例治疗计划的剂量验证γ通过率进行t检验.结果:在机架角度为0°的情况下,以不同的剂量率出束,γ通过率无显著变化;在机架角度为300和330°情况下,以高剂量率出束,γ通过率降低.结论:应定期对加速器进行性能检测,并对调强放疗计划进行剂量验证,确保在高剂量率和非0°机架角度时剂量输出的准确性.
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2个治疗计划系统调强放疗剂量验证比较
目的:通过比较Xio和Oncentra MasterPlan 2个治疗计划系统调强放疗剂量验证的结果,评价它们应用于临床的准确性.方法:用IBA二维电离室矩阵MatriXX分别采集Xio和Oncentra MasterPlan系统的鼻咽癌调强照射野数据,并用IBA Omnipro I'mRT1.6软件分析处理.结果:Xio系统62个照射野3 mm 3％通过率均值为95.4％,3 mm 5％为98.4％;Oncentra MasterPlan系统75个照射野3 mm 3％通过率均值为92.8％,3 mm 5％为95.8％.二者差别具有统计学意义.结论:2个治疗计划系统都可以应用于临床调强放疗,Xio系统的准确性要优于Oncentra MasterPlan系统.
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MatriXX二维电离室阵列的剂量特性研究
目的:在加速器X线、电子线射野条件下,通过测量和计算的方法研究MatriXX二维电离室阵列的剂量学特性,为调强放疗计划的剂量验证提供依据.方法:用MatriXX测量X线、电子线射野,研究其剂量线性、重复性和剂量率响应;用计算和测量相比对的方法,研究MatriXX多叶光栅射野的平面剂量分布.结果:MatriXX有良好的剂量线性、重复性,无剂量率依赖性;多野光栅射野较大时,计算和测量的剂量分布一致性较好,但在射野边缘和剂量梯度大的区域,计算和测量的结果一致性较差.结论:MatriXX可用于调强放疗计划的剂量验证,对于剂量梯度较大区域的剂量验证需要进一步研究.
关键词： MatriXX二维电离室阵列 剂量学特性 剂量验证 -
国产和进口鼻咽癌精确放疗设备的临床剂量学比较研究
目的:比较国产和进口鼻咽癌精确放疗设备的临床剂量学差异.方法:从解放军总医院(A组,进口加速器及计划系统)既往治疗患者中随机选取鼻咽癌患者20例.将病例传给原解放军404医院(B组,国产加速器及计划系统)、原解放军148医院(C组,国产加速器及进口计划系统)分别进行计划设计,然后用OCTAVIUS Detector 729二维矩阵进行相对剂量验证,测出验证计划的剂量分布,并通过验证软件与计划设计时计算的剂量分布作比较,得出剂量分布误差.平面相对剂量验证误差分析采用Gamma分析方法,设置距离误差标准和剂量误差标准为2 mm/2％、3 mm/3％、4 mm/4％来比较平面相对剂量验证通过率,通过平均值来比较3组危及器官的受量异同及计划大体肿瘤靶区(PGTVnx)、计划靶区(高危淋巴引流区PTV1、低危淋巴引流区PTV2)的均匀性指数(homogeneity index,HI)及适形性指数(conformity index,CI).采用SPSS 17.0软件进行统计学分析.结果:平面剂量分布的计算值和测量值之间总体具有良好的一致性,Gamma分析的3 mm/3％通过率均值均在90％以上;B组Gamma通过率低,与A、C 2组比较具有统计学差异(P<0.05).几乎所有的危及器官剂量A组表现好,但B组视神经和晶体的平均受量比较小.A组的D5(5％体积接受的剂量)、D95(95％体积接受的剂量)、D98(98％体积接受的剂量,可近似为小剂量)、Dmean(剂量均值)比较小.每2组HI之间差异不明显,各组CI差异明显,但均在临床可接受范围内.结论:国产与进口精确放疗设备在鼻咽癌根治性放疗方面其通过率及剂量学、均匀性、适形性均能达到临床要求,基本可以满足鼻咽癌根治性放疗的需要,结合国产设备的价格优势,推荐用于市县级医院.
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位置移动和剂量调节对调强放射治疗剂量验证通过率的影响
目的:通过分析放疗位置移动和剂量调节对通过率的影响,探究如何快速得到通过率较高的调强放疗剂量验证报告.方法:统一计划剂量分布(dose profile,DP)图和实测DP图的剂量单位;比对模式下分别移动计划DP图左右方向和头脚方向,在位置误差范围内找出剂量验证通过率大的位置;在剂量调节范围内找出剂量验证通过率大的剂量;组合调整位置误差和剂量系数,找出剂量验证通过率高的计划验证报告.结果:调节DP图左右方向-3 mm位置通过率高、头脚方向+3 mm位置通过率较高;剂量调节系数为1.02通过率较高;通过组合发现左右方向调节-3 mm、头脚方向调节+2 mm、剂量系数调节1.02,剂量验证通过率相对较高,结果与其他组合相比差异具有统计学意义(P＜0.05).结论:该剂量验证技巧操作方便、快捷,可以在较短时间内得到一套通过率相对较高的剂量验证报告.
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基于MatriXX调强放疗计划的剂量学验证
目的 探讨利用二维空气电离室矩阵MatriXX验证调强放疗计划的可行性.方法 选择一患者,在美国NOMOS公司CORVOS 6.2计划系统设计调强放疗计划,然后将其移植到剂量模体上.将调强放疗计划的计算结果 导入MatriXX系统;执行一次完整的调强放疗计划,利用MatriXX测量其输出剂量.通过MatriXX系统的支持软件对调强放疗计划的计算结果 和MatriXX测量所得数据进行分析、比较.结果 MatriXX系统的支持软件分析,在感兴趣平面高剂量、低梯度区选定某点比较后,得出两者的点剂量差异为0.51%.Gamma分析结果 (按3 mm和3%的误差标准)95.86%通过.二维等剂量曲线及离轴比具有较好的一致性.结论 MatriXX系统验证调强放疗计划简便、可行.
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用COMPASS验证鼻咽癌调强放射治疗计划
目的：研究COMPASS三维剂量验证系统在鼻咽癌调强剂量验证中的应用。方法10例鼻咽癌患者，其中男性8例，女性2例；年龄37～52岁，平均年龄43岁。利用COMPASS对全部病例的调强计划进行剂量验证，比较计划系统计算结果与COMPASS实际测量结果差异的主要指标，评价靶区V95%、Dmean，腮腺Dmean，脑干、脊髓、晶状体、视神经、视交叉的D1%及各自的γ通过率。结果各靶区V95%和Dmean的差异在3%、2%以内，GTV的差异小，为-0.97%±0.46%、-0.68%±0.24%。靶区γ通过率多在95%左右。危及器官中脊髓、脑干D1%的差异分别为4.25%±1.37%、5.50%±1.60%。晶状体、视神经、视交叉D1%的差异在2%以内。腮腺Dmean的差异在6%以内。各危及器官的γ通过率均在98%以上。结论 COMPASS能够快速、直观地分析出鼻咽癌靶区和危及器官理论和实际照射情况下的剂量差异。
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Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗剂量验证的对比研究
目的 探讨Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)中基于AreCHECK模体进行剂量验证,并据此分析不同的参数下的剂量对比研究.方法 选择40例行根治性放射治疗的鼻咽癌患者,病理学分期为Ⅰa～Ⅱb期(UICC/AJCC2002分期).依Monaco计划系统和Pinnacle计划系统各20例.设计计划用Arc-CHECK模体进行验证.采用Gamma分析法在对比标准2％/3 mm、3％/3 mm、3％/5 mm条件下,比较两种计划系统验证通过率;采用DTA分析法,在对比标准3％/3 mm,比较两种计划系统绝对剂量和相对剂量的通过率并进行非参数检验分析.结果 Monaco计划系统的通过率高于Pinnacle计划系统;在Gamma分析法、标准2％/3 mm和3％/3 mm时,两种计划系统通过率差异有统计学意义(P＜0.05);而在对比标准3 ％/5 mm时,通过率差异无统计学意义(P＞0.05).采用DTA距离符合度分析法下,两种计划系统的相对剂量和绝对剂量均有统计学意义(P＜0.05).结论 Monaco计划系统和Pinnacle计划系统均能验证完成鼻咽癌VMAT的计划,Monaco计划系统较Pinnacle有着更高的验证通过率.
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电子射野影像系统用于患者调强放射治疗计划剂量验证分析
目的：分析电子射野影像系统（EPID）用于调强放射治疗计划剂量验证的准确性。方法选择2014年南通市第一人民医院住院行放射治疗宫颈癌术后患者10例，年龄45～71岁，中位年龄56岁。采用7野均分（0°、52°、104°、156°、208°、260°、310°7个角度）进行计划设计及剂量分布计算，获取归零野和实际野验证时叶片位移偏移、射野通过率，并将EPID归零野验证结果与PTW电离室矩阵归零野验证的射野通过率结果进行比较。结果 EPID归零野和实际野验证获得的叶片偏移1 mm以内百分比数值的绝对值差异不大，但在208°、260°及310°3个角度差异有统计学意义。射野验证通过率在0°、52°时差异无统计学意义，而104°、156°、208°、260°、310°时差异有统计学意义。 EPID归零野验证时获得的射野通过率与PTW电离室矩阵的验证结果差异无统计学意义。结论 EPID可以应用于调强计划的验证。
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应用Detector729的两种IMRT剂量验证方法比较
目的：比较、分析Detector729用于IMRT质量控制的两种剂量验证方法。方法用Pinnacle 8.0 m计划系统对13例肿瘤患者做IMRT治疗计划，根据Detector729的CT扫描图像，分别做出实际机架角和0°机架角的验证计划，并在Varian 23EX加速器上实施剂量验证；依据剂量偏差（距离偏差）分别为3%（3 mm）、3%（4 mm）和4%（4 mm）的判定标准，得到两种验证方法的γ验证通过率，采用SAS统计学软件对验证结果进行分析。结果 Detector729两次测量的重复性均＜0.3%；应用Detector729对IMRT实际机架角验证3%（3 mm）、3%（4 mm）和4%（4 mm）的平均通过率分别为91.2%、92.4%和95.6%，较0°机架角计划验证通过率分别低了2.2%（t=-2.04，P=0.053）、2.2%（t=-2.02，P=0.055）和1.4%（t=-1.97，P=0.060），两种剂量验证方法的通过率差异无统计学意义。结论 Detector729测量结果可信、准确；实际照射剂量验证和0°机架角剂量验证均与验证计划剂量分布基本一致；建议医疗机构采取符合实际治疗情况的剂量验证方法。
关键词： 质量控制 放射疗法 调强适形 Detector729 剂量验证
