X线照射野笔形束模型及其特征参数的测量分析

本文介绍了Ｘ线照射野笔形束模型的理论。用测量数据得到了笔形束模型的特征参数。对Ｘ线照射野的主要剂量学参数的测量值和计算值进行了比较，结果发现它们是一致的。     

利用百分深度剂量计算组织最大剂量比的准确性研究

目的：研究用测量的X线照射野百分深度剂量和体模散射输出因子计算组织最大剂量比的可行性。方法：用PTwmp3三维水箱分别测量Precise加速器的6MV和10MVX线的百分深度剂量、组织最大剂量比以及照射野输出因子。利用NE2570剂量仪和自制的圆柱形有机玻璃体模测量加速器准直系统散射输出因子。用VisualBasic6．0编程计算组织最大剂量比，并将组织最大剂量比的计算值和测量值进行比较。结果：组织最大剂量比和射线能量、照射野面积有关。6MV和10MVX线的组织最大剂量比的计算值和测量值的误差小于2％。结论：组织最大剂量比的计算值和测量值符合得很好，可以直接应用于吸收剂量计算。     

Elekta立体定位体架对靶区吸收剂量的影响

目的:研究立体定向放射治疗中Elekta立体定位体架(ESBF)对靶区吸收剂量的影响。方法:将小水箱放入ESBF内做CT扫描,图像传至PrecisePlan计划系统三维重建数字化体模。计算6MV、15MVX线存在和不存在立体定位体架时靶区吸收剂量的差别,并与水箱中的测量值进行比较。结果:TPS计算结果显示对于两侧野,当等中心坐标Y150mm时吸收剂量的差别为5.4%～5.7%;当Y150mm时为9.0%～9.3%。利用后野照射时靶点吸收剂量差别为2.2%～2.4%,后斜野为2.6%～2.9%。两档能量X线计算值无明显差异。水箱测量结果显示,当两侧野Y150mm时剂量差别没有明显变大;两后斜野215°野的差别大于145°野;且15MV的差别均小于6MV。结论:射线经过Elekta立体定位体架时由于衰减会对靶区的吸收剂量造成影响。PrecisePlan剂量计算算法能够根据坐标值对体架影响做出修正,但与测量值存在偏差,实际照射时需要根据测量结果进行修正。     

数值方法分析电子线笔形束模型的能量展宽函数

目的:探讨用离轴比曲线分析电子束照射野笔形束模型能量展宽函数的方法.方法:用PTW mp3三维水箱测量Synergy加速器所有电子束能量、限光筒、空气间隙在不同深度的射野离轴比曲线.用数值分析方法对射野离轴比曲线进行分析,得到电子线照射野笔形束模型能量展宽函数σp(z)随电子束标称能量、限光筒大小和限光筒底端面到体模表面空气间隙变化的规律.将计算得到的σp(z)输入到PLATO治疗计划系统,计算吸收剂量,并与相同条件下用0.6 cc电离室剂量仪测量的结果进行比较.结果:能量展宽σp(z)随深度增加而变大,接近电子最大射程末端,很快减小,呈液滴状分布.能量展宽和电子的标称能量以及限光简大小有关,这主要是电子在体模中的单次和多次散射作用引起的.能量展宽随限光筒低端面到体模表面的空气间隙线性变化.标准条件下吸收剂量的计算值和测量值很接近,最大误差小于±5%.结论:电子束照射野笔形束模型充分考虑电子在体模内的作用特点和过程,是比较好的计算模型.用射野离轴比数据分析电子束照射野笔形束模型的特征参数.结果准确可靠.     

电离室矩阵用于加速器质量保证：X射线

目的：探讨利用二维电离室矩阵MatriXX进行医用直线加速器质量保证的方法及可靠性。方法：在点剂量的质量保证中。将MatriXX系统在特制水箱中测得的数据与O．6CC电离室在标准水箱中的剂量测量值作比较,从而定出Ma．triXX的校准系数．以此来校准射线的输出量和能量。在面剂量的质量保证中,用MatriXX测量医用加速器射线野的对称性、平坦度以及辐射野的大小及中心轴偏离．将测量结果与RFA300三维水箱扫描结果及控制台显示数值进行比较分析。结果：用MatriXX加有机玻璃板可准确快捷地完成对射线输出量和能量的校准。用MatriXX所测射野的对称性和平坦度及射线野大小与RFA300水箱的测量数据一致。结论：MatriXX系统进行加速器的质量保证简便可靠。     

电子射野影像系统在加速器辐射野测量中的应用探讨

目的:探讨电子射野影像系统(EPID)在加速器辐射野与灯光野一致性测量中的应用。方法:使用Varian 600CD医用电子直线加速器,6MV X射线能量,使用水平尺,确认机架位于0°,准直器0°,提前校准照射野中心和投影十字线,将厂家自带的金属点十字影子板插在加速器机头上,金属点十字影子板上两金点之间在SSD=100cm处的投影距离为1cm,调整机头十字线与金属十字线投影重合;打开EPID测量板,在SSD=100cm条件下,灯光野分别开到标准野(10×10)cm,(15×15)cm,(20×20)cm,(25×25)cm,剂量率100MU/M,曝光5MU;得到各标准野的辐射野,两金属点之间标准距离1cm,使用测量软件分别分别测量辐射野各方向距离。结果:辐射野各方向偏差较小,均小于±2mm。结论:EPID射野影像检测方式适合于临床质控检验,可用于加速器辐射野与灯光野一致性的质控测量,减少工作量。     

利用EPIDs进行直线加速器剂量对称性测量的研究

目的:利用带电子射野影像装置(electronic portal imagong device,EPIDs)对射线野的对称性和均匀度进行测量,以替代常规的测量手段,更可以达到节省人力物力和时间.方法:在加速器的能量为4 MV、8 MV、15 MV光子线,在治疗模式下.分别以EPIDs和剂量胶片法跟踪测量每个不同剂量的射线野的对称性和均匀度的改变.记录每个剂量点的数据,分析射线野的对称性和均匀度的变化和比较二种方法之间的误差程度.结果:EPIDs得出的数据和剂量胶片法分析取得的射线野的对称性和均匀度的参数之间误差比较大,没有那一条件下的EPIDs影像可以用来替代常规的胶片图像以作分析.结论:不可直接以利用EPIDs对设备的射线野的对称性和均匀度测量,可能需要把每个探头的响应参数情况了解,一切有待进一步探讨研究,才能替代传统的测量手段.     

楔形野剂量计算中的误差分析和修正

目的研究楔形野剂量计算中的误差,并探讨解决方法.材料与方法在10MV和6MVX线条件下,用NEFarmer25710.6cc指形电离室和三维水箱在水模中测出平野和楔形野的各种参数,并用二种方法计算剂量,结果与实侧值比较.结果实测数据显示Pdd和Scp在平野和楔形野情况下存在差异.楔形因子因此随深度而变化,变化程度受射线能量、楔形板规格影响.与实测值比较,用传统方法计算楔形野剂量的结果存在误差,误差大小与能量、野面积、深度有关.6MVX线、15×15野、20cm深度处的计算误差可达11%.而用改进的方法进行计算,可将误差控制在1%以内.结论由于忽略了Pdd等物理参数在楔形野条件下的变化,用传统方法计算楔形野剂量存在误差.为保证临床剂量计算的准确性,应在计算公式中加入修正因子.     

二维电离室矩阵在加速器日常质量保证中的应用与研究

目的:探讨应用二维电离室矩阵在加速器日常质量保证中的可行性。方法:使用二维电离室矩阵分别测量加速器的照射野与灯光野的重合性、等中心、照射野的对称性及平坦度、楔形板角度等。结果:加速器的照射野与灯光野的重合性、等中心、照射野的对称性及平坦度、楔形板角度等测量结果均在允许范围内,符合临床要求。结论:二维电离室矩阵可用于加速器日常质量保证的测量,是放疗设备日常质量控制的理想工具。     

高能光子相对输出因子的测量与分析

目的:研究不同探测器和使用方法对高能光子相对输出因子测量结果的影响.方法:分别使用PTW 30006、PTW31006电离室和GAFCHROMIC EBT胶片测量ELEKTA Precise加速器光子相对输出因子.结果:照射野大于等于4om×4cm时,胶片和PTW 30006电离室测量结果相对偏差小于±1.0%.归一到5cm×5 cm照射野时,边长为2cm、3cm、4 cm、6cm和10cm方野,胶片和PTW 31006电离室测量结果相对偏差分别为2.2%、0.6%、013%、0.3%和-1.7%.随照射面积增大,PTW 31006与PTW 30006电离室测量结果偏离程度不断加大,40cm×40cm时偏高约8.2%.结论:合理选择胶片数字化设备和使用方法,GAFCHROMIC EBT胶片可以用于所有照射野相对输出因子的测量或作为电离室法测量结果的有益补充和参考.     

半导体和电离室探头在直线加速器数据测量中的比较与分析

目的：比较分析半导体探头和电离室探头在三维水箱测量中的差异，为能够提高数据测量精度从而实现治疗计划系统建立准确的计算模型提供依据：方法：在加速器8MV光子线下，使用0．13cm^3的指形电离室和半导体探头在三维水箱中分别测量照射野1cm×lcm，2cm×2cm，3cm×3cm，4cm×4cm，5cm×5cm，6cm×6cm，8cm×8cm，10cm×l0cm的总散射因子、百分深度剂量曲线、离轴比曲线，对测量结果进行比较和分析；结果：对于总散射因子，在较大照射野测量时结果一致，在小野测量时存在差异，1cm×lcm照射野的两者测量结果偏差15．32％；对于百分深度曲线，在建成区差异最大，各照射野的在水面处的测量结果均偏差10％以上：对于离轴比曲线，在半影区存在显著差异．半导体探头在最大剂量点深度测量的射野大小均小明显小于电离室测量的结果。结论：总散射因子，小照射野测量时建议使用半导体探头或者较小体积的电离室；百分深度剂量曲线，建议使用电离室探头；离轴比曲线，使用半导体探头可测量到较好的射野半影区。     

高分辨率半导体矩阵的剂量学特性

目的:研究一种新的高分辨率探测器矩阵的临床剂量学特性。方法:使用泛野校准法,在直线加速器6 MV光子线下对矩阵进行一致性校准。测量矩阵的短期和长期稳定性、剂量线性、剂量率响应、射野大小依赖性,并与电离室的测量结果进行比较。测量相应能量下矩阵的表面等效厚度,测量射野离轴比曲线并且与三维水箱测量结果进行了比较。设计一组条形野,以及一组由不同大小方野形成的组合野,使用探测器矩阵和 Mapcheck进行测量,并与治疗计划系统计算结果进行比较。结果:归一后矩阵的短期重复性标准偏差为0.075%,最大偏差为0.14%;长期重复性标准偏差为0.69%,最大偏差为0.92%。剂量线性经直线回归后的R2=1.000 0;在40~600 MU/min剂量率范围内矩阵中心探头变化范围为0.62%;与指形电离室相比,在25 cm方野时射野输出因子偏差为1.2%,3 cm方野时为4.4%。在10 cm深度处校准时矩阵测量的离轴比曲线与三维水箱测量结果相对吻合,误差在2%以内;矩阵的表面等效厚度约为0.4~0.5 cm;在3%/3 mm和2%/2 mm标准下,Super Matrix和Mapcheck测量方野组合野计划的γ通过率分别为100.0%、98.8%和99.6%、97.5%。测量MLC条形野计划的γ通过率分别为99.1%、94.4%和99.4%、94.4%。结论:Super Matrix具有良好的剂量学特性,满足临床质量控制的基本要求。     

应用提高分辨率的MatriXX检测等中心偏移的方法简介

目的:以检测等中心在X方向的偏移示例,介绍使用提高分辨率之后的MatriXX检测等中心偏移的方法。方法:在确保MLC的leaf bank关于collimator中心轴旋转对称,且MatriXX中心与等中心的偏差已知的基础上,将gantry和collimator的角度都设为0°,治疗床向X正方向每移动1 mm测量1次5 cm×5 cm照射野100 MU的剂量分布曲线,共7次移动治疗床,测量8组数据,然后将这8组数据叠加为一组复合数据,得到gantry和collimator角度为0°、5 cm×5 cm照射野100 MU时MatriXX在X方向分辨率为1 mm的剂量分布曲线。同样的方法测量得到将gantry角度设为180°时相对应的剂量分布曲线,然后使用OmniPro I’mRT软件对比分析这两个profile,得出等中心在X方向的偏移值。结果:等中心的偏移值为1.8 mm。结论:提高分辨率之后的MatriXX能够检测出等中心的偏移值;等中心的偏移会导致病人接受剂量出现偏差,而这种偏差可以通过调整Elekta Synergy MLC的leaf bank关于gantry旋转中心轴对称和计划设计中设置collimator与couch角度为0°来克服;等中心的偏差使得gantry角度在90°和270°附近照射野的平面剂量偏差非常大。因此,不建议计划设计中设置gantry角度在90°和270°附近的照射野,也不建议选用MatriXX或者其他平面探测器做照射野gantry角度集中在90°和270°附近的病人计划验证。     

利用矩阵电离室对加速器和放疗计划系统进行剂量学研究

目的:探讨利用矩阵电离室对医用直线加速器及放射治疗计划系统进行快速剂量学的检测方法和项目。方法:在矩阵电离室上方放置5cm的固体等效水模,下方放置5cm的反射水模,对标准方野和矩形野测试,测试条件SSD=95cm,SAD=100cm,射野大小分别为2cm、5cm、10cm、15cm、20cm和2cm×10cm、5cm×20cm、20cm×5cm,MU为100cGy;对治疗计划系统的中央挡铅、MLC形成的中央挡铅、不对称射野、MLC末端形状(叶片末端效应)和相对叶片之间的间隙和MLC侧面效应、叶片凹凸槽效应、以及简单模拟调强模型等相关参数进行检测。结果:方野和矩形野的平坦度为100.07%～102.66%,对称性为0.10%～1.49%;光野、射野一致性检测:X方向为-1.5%～0.7%,Y方向为-1.4%～1.0%,平均为-0.47%;对放疗计划系统的检验,主要验证计算值与实际测量值的结果比较,以Gamma值和绝对剂量偏差值(4%)来判断两者的符合性。对于方形野和矩形野Gamma值在92.02%～96.35%,而对于多野光栅的相关检测,在计划系统设置的两个半野(X1=5cm,X2=0cm,Y=10cm和X1=0cm,X2=5cm,Y=10cm)合成实验中,合成区域间隔处有5%的剂量偏差,5个2cm×10cm合成10cm×10cm实验中,在射野连接处误差值最大可达10%;在两个2cm×2cm的方野,间距6cm实验中,第一个射野Gamma值可达96.6%,第二个Gamma值为93.2%。结论:利用矩阵电离室可对医用直线加速器和放疗计划系统实现快速的剂量学检测,对加强两者日常的QA和QC具有重要的意义。     

MLC静态子野IMRT相对剂量验证分析

目的:通过一例MLC静态子野调强计划相对剂量验证过程中出现的问题和分析过程,探计影响相对剂量验证通过率的因素及如何提高验证通过率。方法:将符合临床需要的IMRT计划移植到验证模体中计算其剂量分布,利用Mapcheck1175测量该计划各野模拟照射的剂量分布与TPS计算值行DTA、Gamma通过率检验。结果:通过对DTA、Gamma通过率及多个Profile分析,发现光野一致性影响调强计划验证通过率,超阈值剂量点出现的位置与靶区和保护器官关系也值得重视。结合文献分析,分析工具的参数设置、计划设计相关参数限定等多种因素同样影响验证通过率。结论:认为从加强治疗设备的质控、计划设计过程中恰当的条件限制以及统一的验证体系等方面考虑,对提高验证通过率会有所帮助。     

两种胶片分析方法比较多叶光栅到位精确度:多中心测量结果的初步研究

【摘 要】 目的:应用两种胶片分析方法分析调强治疗多叶光栅（MLC）到位精确度。 方法:选择4个省共15家医院,其中8家为Varian加速器,MLC型号均为Millenium 120;7家为Elekta加速器,MLC型号为MLCi或MLCi2。胶片放在固体水模体30 cm×30 cm,dmax点处（水下1.5 cm）,SAD=100 cm,6 MV照射,250 MU（监督系数）/栅栏野,应用计划系统,在EBT3胶片上形成5条MLC栅栏野,每条栅栏野射野宽度为6 mm,5条栅栏野射野中心位置相对于中间栅栏野射野中心的位置距离分别为-6、-3、0、3、6 cm。将照射后的胶片用Epson Expression 10000XL扫描,应用Film QATM Pro软件得到栅栏野剂量曲线（profile）,并用两种归一方法即截断部分光密度值区域后归一和归一到局部位置区的光密度值,从射野位置及中心位置偏差、射野宽度及偏差4个方面分析比较MLC到位精确及多中心测量结果。 结果:两种分析方法比较,5条栅栏野实际射野位置相对于计划射野位置偏差,均测得9家医院位置偏差超过国际原子能机构（IAEA）规定偏差限值±0.5 mm;分析每条栅栏野射野中心位置的偏差,分析结果均符合IAEA规定限值±0.5 mm;分析5条栅栏野宽度,并与计划设定宽度6 mm相比较,偏差均符合IAEA规定不超过±1 mm;分析射野宽度最大最小值偏差及标准差,分析结果均符合IAEA规定偏差不超过±0.75 mm,标准差不超过0.30 mm。 结论:两种胶片分析方法测量MLC叶片到位精确度,结果相近,差别较小,在此实验中两种归一方法均可被用。     

6MV医用直线电子加速器束流中心方向调整方法的研究

目的:在对6 MV低能电子直线加速器的加速管安装调试过程中,找出一种简单易行的束流调整方法,使束流调整后辐射野的均整度和方形X-辐射野的对称性指标符合国家标准GB15213-94《医用电子加速器性能及试验方法》的要求。方法:经过分析发现束流对称性(SYM)误差产生的原因分为两部分:束流的方向相对于辐射头轴线发生角度Δθ偏离和束流入射位置相对于辐射头轴线发生ΔX偏离,通过试验得到Δθ和ΔX对SYM数值变化的曲线,通过修正加速管连接法兰盘的平行度和同轴度对束流进行调整,并用水箱测量一定深度处辐射野内剂量的均匀性对调整结果进行检查和分析。结果和结论:使用5支加速管进行试验,束流调整前的对称性值在1.0%至2.9%之间,束流调整后的对称性值在0.8%~1.0%之间。达到了束流调整的目地,并且本方法在多台电子直线加速器上使用,结果证明了该方法的有效性和结果的精确性。     

鼻咽癌调强常用布野方案剂量学比较

目的:分析在鼻咽癌逆向调强(IMRT)中两组鼻咽癌患者,用均匀9野、7野及7野非共面调强在相同条件下的剂量学差异。方法:选取28例鼻咽癌病例,分成两组,其中9野调强14例,7野调强14例,对其分别采用各自组中相同的物理调强参数,在TPS上计算需对比的设野方案计划,然后试图探讨相同计划下不同设野对靶区和重要器官的影响。结果:两组病患调强结果显示,非共面7野的靶区的最高剂量要稍大于9野,最小剂量要低于9野,7野的适形度要略差于9野,但两者差异几乎不明显,对于危及器官,9野与7野没有明显差异,在统计意义上没有显著意义。结论:对于鼻咽癌肿瘤病人,9野和7野调强在各自的条件约束下都能完成较好的计划,靶区适形度和靶区覆盖率也相差不大,综合考虑物理及生物效应,对于靶区较大的病患建议使用9野调强,对于需要特别保护晶体,7野非共面计划比较合理,对于较小肿瘤用7野照射计划相对效益更高,但总的来说照射野角度的不同对计划的影响并没有想象中那么明显,物理优化条件的好坏几乎决定了计划本身的质量。     

医用质子加速器扩展束流与笔形束流的感生放射性辐射剂量

目的:通过比较医用质子加速器两种不同束流引出方式的X/γ射线感生放射性辐射剂量差异,从而采取相应措施降低治疗室的环境辐射水平,减少医用质子加速器工作人员的累积辐射剂量。方法:模拟患者治疗的肿瘤辐射野,分别在质子加速器扩展束流治疗室和笔形束流治疗室进行15 CGE的质子射线照射,射线停止60 s后,进入治疗室利用两台Neutron RAE II检测仪同时对射线输出窗口和治疗床等中心这两个位置进行X/γ射线感生放射性辐射剂量测量,并记录数据。按以上出束条件和测量步骤,重复测量3次,每次间隔30 min。结果:扩展束流射线输出窗的3次测量值依次为32.3、63.2、70.1μSv/h,在治疗床等中心的3次测量值依次为4.5、5.6、7.7μSv/h,两个测量点的感生放射性辐射剂量率均随着测量次序依次增加。笔形束流射线输出窗的3次测量值依次为3.2、2.3、2.1μSv/h,在治疗床等中心的3次测量值依次为0.21、0.18、0.18μSv/h,两个测量点的感生放射性辐射剂量率均与测量次序无关。在输出窗位置,扩展束流的测量平均值是笔形束流测量平均值的21.8倍;在治疗床等中心位置,扩展束流的测量平均值是笔形束流测量平均值的31.2倍。结论:在出束剂量和时间相同的情况下,笔形束流的感生辐射剂量较小,其机房环境辐射水平远远低于扩展束流机房,对工作人员有更好的保护作用。     

照射野等中心的偏移对VMAT计划剂量准确性的影响

目的:通过检测、分析、减小照射野等中心的偏移,研究照射野等中心的改变对容积旋转调强(VMAT)计划剂量准确性的影响。方法:(1)使用EBT3胶片连续测量9个长方形野的剂量分布,据各照射野中心线的交汇情况分析照射野等中心的偏移情况;(2)计算、测量26例VMAT计划在二维平面探测器阵列(MatriXX)中的剂量分布,采用γ指数标准评测剂量验证(DQA)的结果。调整ElektaSynergy的参数到各照射野中心线交点集中后,重复(2)中操作,得出直线加速器调整后的相应数据。结果:照射野等中心调整前后,各照射野中心线的交点由散乱到集中,VMAT计划DQA 3%/3 mm、2%/2 mmγ通过率的平均值分别由98.02%和81.85%上升到99.68%和96.44%。结论:照射野等中心的偏移会明显降低VMAT计划DQA 2%/2 mm的γ通过率,因此,对应用VMAT技术(或者其他类似的对准确性要求较高的技术,如复杂的IMRT技术、SBRT/SRS技术等)进行治疗的直线加速器,需要做对治疗有实际意义的照射野等中心的检测。