三维剂量验证系统Delta4在容积旋转调强计划剂量验证中的应用

目的：探讨三维剂量验证系统Delta4对容积旋转调强计划进行剂量验证的可行性。方法：利用Delta4对20例患者的容积旋转调强计划进行剂量验证;为了对比,同时用MatriXX电离室矩阵对相同计划的冠状面进行剂量分布验证：利用剂量仪、指形电离室对相同计划进行点剂量的绝对剂量验证;将三种方法的验证结果进行比对。剂量分布验证采用Gamma分析,取剂量3％、距离3mm,通过率≥95％为验证通过标准。结果：三种验证方法所有计划的误差均在允许范围之内。使用Delta4验证治疗计划的Gamma通过率平均为98．90％,各个射野的Gamma通过率平均99．83％;用MatriXX电离室矩阵验证各计划冠状面剂量分布Gamma通过率平均为98．02％;绝对剂量验证平均误差为1．18％。结论：利用Delta4对旋转容积调强计划进行剂量验证是可行的。     

基于ArcCHECK模体的VMAT计划验证及摆位误差对剂量验证的影响

目的:探究ArcCHECK模体在旋转容积调强技术（VMAT）计划验证中的应用,并利用软件模拟摆位误差对剂量验证的影响。方法:随机收集45例VMAT计划,分别选取胸部肿瘤、乳腺癌和宫颈癌各15例,将ArcCHECK模体实测的剂量分布与计划系统计算的结果进行对比分析,分别探究在阈值10%下,3%/3 mm和2%/2 mm时,Gamma分析与DTA分析下相对剂量（RD）与绝对剂量（AD）的通过率。利用SUNnuclear公司Sunpatient软件将计划系统计算的剂量分布与实际测量的剂量分布进行对比,并利用软件模拟旋转误差,分别旋转±0.5°、±1°、±1.5°、±2°,将旋转后的剂量分布与计划系统计算剂量分布对比,得到旋转误差下的计划验证通过率;同样利用软件模拟平移误差,分别向X、Y方向平移±1、±2、±3、±5 mm后进行剂量分布对比,得到平移误差下的计划验证通过率。结果:当阈值选择10%、3%/3 mm时,Gamma分析时,RD与AD下各部位的通过率基本达到95%及以上,DTA分析时,RD和AD下各部位的通过率基本达到90%及以上。当阈值选择10%、2%/2 mm时,各部位肿瘤VMAT计划的验证通过率无论在Gamma还是DTA分析时,RD和AD的平均通过率只有80%左右。存在误差时,旋转误差大于等于1°时,各部位肿瘤VMAT计划验证在两种分析方法下通过率的单因素方差分析结果显示P<0.05;X方向和Y方向平移误差大于等于3 mm时,单因素方差分析结果显示P<0.05。结论:ArcCHECK模体能很好地应用于VMAT计划的验证,阈值选择10%、3%/3 mm时,胸部肿瘤、乳腺癌和宫颈癌验证通过率均能达到95%及以上;阈值选择10%、2%/2 mm时通过率均有大幅度下降,仅有80%左右。旋转误差大于等于1°时对计划验证通过率有显著影响,差异具有统计学意义,同样X方向或Y方向平移误差大于等于3 mm时,两种分析方法下的计划验证通过率均有显著差异。     

二维半导体阵列实施旋转调强治疗计划验证的剂量学评估

目的:调强放射治疗的剂量学质量保证是一项较为繁琐的工作.本文主要探讨二维阵列实施螺旋断层凋强计划的剂量学特性,并对其在日常旋转调强放疗质量保证中的地位进行评估及分析.方法:采用Sun Nuclear公司MapCHECK~(TM)二维半导体探测器阵列及其相配套MapPHAN等效固体水模体对10例螺旋断层计划实施其剂量学验证.笔者将MapCHECKrM置于MapPHAN模体中,冠状及矢状位摆放分别测量获取模体中阵列的冠状和矢状面剂量分布.束流照射后将二维阵列剂量测量平面分布与计划系统模体计划中计算平面结果实现比较,定量评估其绝对剂量验证情况.探讨其不同位置摆放来实现其测量方法的可行性.结果:通过利用MapCHECKrM二维半导体阵列采用两种摆位方式对10例特定患者的螺旋断层放疗计划进行剂量学验证,软件定量分析所测量与计算绝对剂量分布的结果均显示出了较为理想的一致性.MapCHECK~(TM)阵列测量剂量分布与螺旋断层治疗计划系统模体计划中计算剂量相比较,采用Gamma法(3mm/3%、4mm/4%)进行评估,γ≤1的冠状和矢状位探测器平均通过率分别为96.8%/99.38%、96.99%/99.49%.建立了3%/3mm(通过率为90%)的Gamma分析推荐标准.结论:MapCHECK~(TM)二维阵列可成功地实现螺旋断层调强计划的剂量学验证,提供了一套精确而快捷的旋转剂量学验证工具.     

插值对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响

目的：研究插值对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响。材料和方法：使用IBA二维电离室矩阵对8例调强计划56个射野进行验证。验证中分别使用矩阵固有间隔、线性1 mm间隔插值、三次样条函数1 mm和2 mm间隔插值将测量结果和计划输出进行Gamma分析。比较不同插值方法对3 mm,3%标准Gamma分析的影响。结果：本研究中,电离室矩阵固有间隔（无插值）的Gamma通过率最高,进行样条函数插值后的通过率其次,进行线性插值后的验证通过率最低。结果具有统计学意义（P〈0.01）。样条函数插值间隔对Gamma通过率的影响无统计差异。结论：插值后调强验证的Gamma通过率将显著下降,不同插值方法的影响有显著差异。本研究提示,调强验证的Gamma通过率与多种条件相关,放疗单位不宜直接使用文献资料确定本单位的Gamma通过率标准。     

鼻咽癌容积调强剂量验证与计划复杂性的相关性

目的:研究鼻咽癌容积调强剂量验证γ通过率与计划复杂性之间的相关性。 方法:选取106例鼻咽癌容积调强计划,采用二维电离室矩阵Matrixx进行剂量验证,比较测量的和计划的剂量分布,评价在不同标准（3%/3 mm、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm）下的通过率。采用调强复杂性指数（MCS）定量评价计划的复杂性,并分析计划验证γ通过率与MCS间的关系。 结果:鼻咽癌容积调强计划在3%/3 m、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm标准下的通过率分别为（98.49±0.95）%、（95.92±1.71）%、（89.74±2.44）%、（90.58±2.87）%。计划的平均MCS值为0.210±0.019,与通过率间（3%/3 m、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm标准）的Pearson相关性系数分别为0.333（P<0.001）、0.303（P=0.002）、0.347（P<0.001）、0.267（P=0.006）。 结论:鼻咽癌容积调强计划验证γ通过率与MCS之间有相关性,但相关性较弱。     

应用一维、二维、三维探测器阵列进行螺旋断层调强放疗计划剂量验证

目的：比较Tomotherapy标配Cheese模体联合EBT3免冲洗胶片（一维探测器阵列）、Octavius八角模体配合PTW Seven29二维探测器阵列（二维探测器阵列）、Delta4三维探测器阵列用于螺旋断层放疗系统（Tomo Therapy,TOMO）的调强计划实施剂量验证的差异。方法：分别采用一维、二维、三维探测器对10例患者TOMO的调强计划实施验证。通过TOMO系统MVCT成像和配准消除床面沉降的影响,确保实现体模和探测器阵列的精确摆位。实施治疗质量保证（Delivery Quality Assurance,DQA）计划照射后将测量获得的平面剂量分布与TOMO计划系统模体计划计算获得的平面剂量分布进行比较。采用Gamma分析方法,选择多个不同的剂量标准分析评估验证情况。结果：采用3%/2mm、3%/3 mm、3%/4 mm、3%/5 mm四种不同剂量偏差/吻合距离剂量标准,γ≤1的平均通过率均超过95.2%,测量所得剂量分布与计算结果在相应平面的几何分布均呈现出良好的一致性。结论：胶片空间分辨率高于二维、三维探测器阵列,是调强计划验证的＂金标准＂。而二维和三维探测器阵列凭借其操作简便、数据处理快捷的特点可作为一维验证方法的有效补充。     

使用Compass系统进行调强验证的一些探讨

目的:为确保调强放射治疗的精确,使用最新的Compass系统对调强计划进行基于病人CT影像的三维剂量验证,并对验证结果进行剂量体积直方图DVH的评估及三维剂量伽马分析。方法:随机抽取10例在我院进行调强放疗的病人,进行调强计划设计,并使用Compasss进行实测验证。在Compass软件系统中分别将TPS计算的TPS Dose与Com-pass直接计算的Compute Dose和实测后重建的Reconstruct Dose进行对比,然后针对各感兴趣区域进行三维空间体积上的Gamma分析和剂量体积直方图DVH分析。结果:如设定Gamma误差限定条件为3 mm/3%时,10例调强计划的所有危及器官的通过率为100%,但是所有靶区的通过率在与Compute Dose和Reconstruct Dose对比时,仅分别为70.6%和58.8%,通过率很低。如设定Gamma误差限定条件为4 mm/4%时,10例调强计划的所有危及器官的通过率为100%,所有靶区的通过率也为100%。对上述结果采用剂量体积直方图DVH分析,发现10例调强计划的所有靶区的通过率为100%,但是所有危及器官的通过率在与Compute Dose和Reconstruct Dose对比时,仅分别为40.7%和44.4%,通过率很低。结论:使用Compass系统进行调强验证可以较直观的看到剂量在三维空间上的分布情况,并可直接针对每个感兴趣区域进行Gamma分析、Difference分析和剂量体积直方图DVH分析,可以及时纠正误差,确保计划准确执行。但是由于Compass系统与TPS系统在剂量计算上存在一定差距,所以在实际使用中需要对每例调强计划运用多种手段进行具体分析评估。使用TPS Dose与Compute Dose对比操作比较方便快捷,也用来可作为对TPS设计出的调强计划进行初步质控的一个手段。可以及时纠正误差,确保计划准确执行。     

鼻咽癌调强验证结果不同评价方法对比研究

目的:研究MapCheck在鼻咽癌调强验证两种不同评价方法通过率比较。方法:选择13例鼻咽癌调强治疗计划把射野角度都归为零度重新进行剂量计算,然后将新计划传输至加速器上。分别对加速器和MapCheck进行绝对剂量刻度完后,加速器出束,MapCheck采集数据。验证计划系统生成的平面剂量和MapCheck测量得到的剂量,采用DTA方法和Gamma方法对其进行分析。阈值选用3%,3 mm,10%。使用的统计软件为SPSS16.0,方法选用配对t检验。结果:DTA方法相对量的通过率为(94.44±1.61)%,Gamma方法相对量通过率(96.47±1.34)%,DTA和Gamma计划通过率有些差别。结论:调强验证中应综合考虑两种不同方法得到的结果,调强计划的优劣还需要考虑绝对剂量验证等多种因素。因此,我们应该综合分析得到可靠的结果。     

应用两种三维探测器阵列进行螺旋断层调强放疗计划剂量验证

目的:研究分别采用Delta4和Arc Check三维探测器阵列对螺旋断层放疗系统(TOMO)的调强计划实施剂量验证的异同。方法:分别采用Scandi Dos公司Delta4三维半导体探测器阵列和Sun Nuclear公司Arc Check三维半导体探测器阵列对10例患者的TOMO调强放疗计划实施验证。通过TOMO系统MVCT成像和配准消除床面沉降的影响,确保实现两种三维探测器阵列的精确摆位。实施治疗质量保证(Delivery Quality Assurance,DQA)计划照射后将探测器阵列测量获得的平面剂量分布与TOMO计划系统模体计划计算获得的平面剂量分布进行比较。采用Gamma分析方法,选择多个不同的剂量标准分析评估验证情况。结果:阈值水平(Threshold,TH)分别为5%、10%、20%、70%、90%时,采用3%/2 mm、3%/3 mm、3%/4 mm、3%/5 mm四种不同剂量偏差/吻合距离剂量标准,γ≤1的平均通过率均超过94.1%,测量所得剂量分布与计算结果在相应平面的几何分布均呈现出良好的一致性。结论:两种三维探测器阵列各具特点,用于TOMO调强放疗计划验证能够获得令人满意的结果 。     

准直器角度误差对脑转移瘤VMAT计划Gamma通过率的影响

【摘要】目的:通过旋转准直器角度模拟准直器角度误差,探讨准直器角度误差对单中心多发脑转移瘤容积旋转调强技术（VMAT）计划Gamma通过率的影响。方法:随机选取21例多发脑转移瘤患者的非共面VMAT计划,以无准直器角度误差放疗计划为模板计划,分别将准直器的角度旋转偏移±0.5°、±1.0°、±1.5°、±2.0°,不进行通量优化,重新计算剂量分布形成模拟计划,利用OmniPro-I’mRT软件比较模板计划与模拟计划在3%/3 mm、2%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm及1%/1 mm标准下的Gamma通过率,并通过非参数配对Wilcoxon秩和检验分析不同准直器角度误差Gamma通过率的差异。结果:在3%/3 mm、2%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm及1%/1 mm标准下,当准直器角度误差大于0.5°时,其Gamma通过率差异具有统计学意义（P<0.05）。在1%/1 mm标准下,-2.0°、-1.5°、-1.0°、-0.5°、0.5°、1.0°、1.5°、2.0°准直器角度误差的Gamma平均通过率分别降低4.80%、3.30%、2.00%、0.82%、0.73%、1.50%、2.10%和3.10%（P=0.003、0.005、0.020、0.593、0.469、0.043、0.030、0.001）。结论:随着准直器角度误差越大和应用标准越严格,Gamma通过率下降越大。为了保证VMAT计划执行的准确性,需要对准直器角度做更加严格的质量控制和保证控制,建议准直器角度误差控制在±0.5°范围内。     

剂量率和准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响

目的：研究剂量率和准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响。方法：使用PTw二维电离室矩阵对2组36例测试病例进行验证。两组病例分别对应不同剂量率组和不同准直器角度组,比较不同的剂量率（100cGy／min-600Gy／min的整百剂量率）和准直器角度对3％、3mm标准Gamma分析的影响。结果：本研究中6档剂量率两两配对共计15对,配对t检验结果中,除了200和500这一对t=-3．68,P〈0．05,有统计学差异,其余14对配对t检验结果均为P〉0．05,无统计学差异;不同的准直器角度Gamma通过率配对t检验结果t=-15．582,P〈0．05,有统计学差异。结论：不同的剂量率对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率无明显影响,不同的准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率有明显的影响．制订治疗计划时适当的调整准直器角度,使不同射野的准直器角度互不相同能够明显提高调强验证的通过率。     

基于EPID宫颈癌IMRT验证的不同Gamma通过率参数影响分析

目的:使用Varian 非晶硅电子射野影像系统（EPID）对80例宫颈癌术后患者的放疗计划进行Gamma通过率验证,分析不同机架角度、两台同型号加速器间Gamma通过率的差异;探讨3种参数设置对Gamma通过率的影响,为计划验证提供理论依据。方法:对每一患者制定7野均分治疗计划并创建验证计划,在两台相同型号的Varian Unique（1、2）加速器上进行验证并获取验证图像;通过Portal Dosimetry（PD）软件获得不同参数设置（标准剂量差异与距离符合度）下的Gamma通过率,对其进行统计学分析。结果:参数设置分别为PD_Global/PD_Local 1%/1 mm、2%/2 mm、3%/3 mm,剂量阈值10%。（1）当参数为PD_Global（2%/2 mm、1%/1 mm）时,Gan=0°的Gamma通过率优于其他角度;Gan=104°、256°的Gamma通过率低于其他角度（P<0.05）。参数为PD_Local（3%/3 mm、2%/2 mm、1%/1 mm）时,Gan=0°的Gamma通过率低于其他角度（P<0.05）。（2）参数为PD_Global 1%/1 mm、PD_Local 1%/1 mm时,Unique-2的Gamma通过率高于Unique-1（P<0.05）。结论:严格的参数设置能够体现机架角度、加速器性能等对Gamma通过率的影响;针对不同部位的肿瘤需要加入相关的分析条件。为提高放疗的精确性,物理师需要增加对射野影像装置、机架角位移、多叶准直器到位精度等设备参数的检测频率,并通过大量数据的累积与临床相结合,制定更严格的Gamma通过率参数与限值。     

网格精度对肝癌立体定向放射治疗计划的剂量学影响

目的:研究不同网格精度对肝癌立体定向放射治疗（SBRT）计划的剂量学影响,为临床肝癌SBRT计划的设计提供 合适的网格精度。方法:回顾性分析湖北省肿瘤医院2017~2020年间采用VMAT-SBRT治疗方式的肝癌患者10例,在相 同函数配置和参数设置条件下,分别采用1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm网格精度设计治疗计划。比较靶区D95%、Dmean、适形度指 数、梯度指数,危及器官中肝脏Dmean、正常肝脏的V10、V20、V30,脊髓的Dmax以及计划的计算时间,分析在3 %/3 mm和2%/2 mm标准下Gamma通过率。结果:采用Eclipse系统AAA算法下对网格大小进行更改,结果显示靶区D95%随着网格值增 大呈下降趋势,GI随着网格值增大呈增长趋势;在Dmean和适形度指数上,网格值对其产生的影响未见显著差异;在危及器 官保护方面,1.0 mm网格表现出更优异的计算结果;在计算时间方面,随着网格大小减小,剂量计算时间呈大幅度增长;在 计划验证通过率方面,随着网格大小增大,两种标准（2%/2 mm和3%/3 mm）下的通过率不断减小。结论:随着计算网格 大小的改变,靶区和危及器官的剂量受量以及计算时间和Gamma通过率都有不同程度的改变。综合计划剂量优化结果 以及计算时间和验证通过率,建议在肝癌SBRT计划设计中使用2.0 mm大小的计算网格。     

Patient specific treatment verifications for helical tomotherapy treatment plans

We performed two-dimensional treatment verifications for ten patients planned and treated with helical tomotherapy. The treatment verification consisted of a film measurement as well as point dose measurements made with an ion chamber. The agreement between the calculated and the measured film dose distributions was evaluated with the gamma index calculated for three sets of criteria (2 mm and 2%, 4 mm and 3%, and 3 mm and 5%) as recommended in the literature. Good agreement was found between measured and calculated distributions without any need of normalization of the dose data but with dose map registration using reference marks. In this case, 69.8 +/- 17.2%, 92.6 +/- 9.0%, and 93.4 +/- 8.5% passed the 2 mm and 2%, 4 mm and 3%, and 3 mm and 5% criteria, respectively. Agreement was excellent when both normalization and manual registration of the dose maps was employed. In this case 91.2 +/- 5.6%, 99.0 +/- 1.4%, and 99.5 +/- 0.8% passed the 2 mm and 2%, 4 mm and 3%, and 3 mm and 5% criteria, respectively. The mean percent discrepancy for the point dose measurements was -0.5 +/- 1.1%, -2.4 +/- 3.7%, -1.1 +/- 7.3% for the high dose, low dose, and critical structure point, respectively. Three criteria for a satisfactory treatment verification in the high dose regions of a plan were established. For the un-normalized reference mark registered data 80% of pixels must pass the 3 mm and 5% criteria. For the normalized and manually registered data, 80% must pass the 2 mm and 2% criteria, and the point dose measurement must be within 2% of the calculated dose. All low dose region/critical structure point dose measurements were evaluated on a patient by patient basis. The criteria we recommend can be useful for the routine evaluation of treatment plans for tomotherapy systems.     

Comparison of Dosimetric Performance among Commercial Quality Assurance Systems for Verifying Pretreatment Plans of Stereotactic Body Radiotherapy Using Flattening-Filter-Free Beams

The purpose of this study was to compare the performance of different commercial quality assurance (QA) systems for the pretreatment verification plan of stereotactic body radiotherapy (SBRT) with volumetric arc therapy (VMAT) technique using a flattening-filter-free beam. The verification for 20 pretreatment cancer patients (seven lung, six spine, and seven prostate cancers) were tested using three QA systems (EBT3 film, I’mRT MatriXX array, and MapCHECK). All the SBRT-VMAT plans were optimized in the Eclipse (version 11.0.34) treatment planning system (TPS) using the Acuros XB dose calculation algorithm and were delivered to the Varian TrueBeam^® accelerator equipped with a high-definition multileaf collimator. Gamma agreement evaluation was analyzed with the criteria of 2% dose difference and 2 mm distance to agreement (2%/2 mm) or 3%/3 mm. The highest passing rate (99.1% for 3%/3 mm) was observed on the MapCHECK system while the lowest passing rate was obtained on the film. The pretreatment verification results depend on the QA systems, treatment sites, and delivery beam energies. However, the delivery QA results for all QA systems based on the TPS calculation showed a good agreement of more than 90% for both the criteria. It is concluded that the three 2D QA systems have sufficient potential for pretreatment verification of the SBRT-VMAT plan.     

An investigation of the accuracy of an IMRT dose distribution using two- and three-dimensional dosimetry techniques

Complex dose delivery techniques like intensity-modulated radiation therapy (IMRT) require dose measurement in three dimensions for comprehensive validation. Previously, we demonstrated the feasibility of the "PRESAGE/optical-computed tomography (CT)" system for the three-dimensional verification of simple open beam dose distributions where the planning system was known to be accurate. The present work extends this effort and presents the first application of the PRESAGE/optical-CT system for the verification of a complex IMRT distribution. A highly modulated 11 field IMRT plan was delivered to a cylindrical PRESAGE dosimeter (16 cm in diameter and 11 cm in height), and the dose distribution was readout using a commercial scanning-laser optical-CT scanner. Comparisons were made with independent GAFCHROMIC EBT film measurements, and the calculated dose distribution from a commissioned treatment planning system (ECLIPSE). Isodose plots, dose profiles, gamma maps, and dose-volume histograms were used to evaluate the agreement. The isodose plots and dose profiles from the PRESAGE/optical-CT system were in excellent agreement with both the EBT measurements and the ECLIPSE calculation at all points except within 3 mm of the outer edge of the dosimeter where an edge artifact occurred. Excluding this 3 mm rim, gamma map comparisons show that all three distributions mutually agreed to within a 3% (dose difference) and 3 mm (distance-to-agreement) criteria. A 96% gamma pass ratio was obtained between the PRESAGE and ECLIPSE distributions over the entire volume excluding this rim. In conclusion, for the complex IMRT plan studied, and in the absence of inhomogeneities, the ECLIPSE dose calculation was found to agree with both independent measurements, to within 3%, 3 mm gamma criteria.