1.5T 磁共振加速器X线束剂量学特性测试

目的 由于磁场会改变次级电子运动轨迹,继而影响剂量场分布,磁共振加速器(MR-Linac) X线束剂量学特性与常规加速器有差别。本项目旨在测量和分析1.5T MR-Linac的X线束剂量学特性。方法 中国医学科学院肿瘤医院于2019年5月安装1台瑞典医科达公司Unity型1.5T MR-Linac,使用磁场兼容工具对其进行测量,测量项目包括表面剂量、最大剂量点深度、射线质、离轴比曲线(OAR)中心位置、对称性、半影宽度、不同机架角度的输出量变化。结果 不同射野面积的平均表面剂量为40.48%,平均最大剂量点深度为1.25cm。10cm×10cm射野面积下,x轴方向的OAR中心位置往x₂侧偏移1.47mm,对称性为101.33%,两侧半影宽度分别为6.86mm和7.14mm;y轴方向的OAR中心位置偏移0.3mm,对称性为100.85%,两侧半影宽度分别为5.92mm和5.95mm。不同机架角度下输出量最大偏差达1.50%。结论 与常规加速器不同,MR-Linac不同射野面积表面剂量数值趋于一致,最大剂量点深度上升。x轴方向的OAR中心位置往x₂侧偏移,造成对称性变差和半影不对称。不同机架角度下的输出量变化明显,需要修正。     

基于蒙特卡洛方法对小野数据测量比较研究

目的 采用临床上常见的探测器对小野的相对剂量曲线进行测量并和蒙特卡洛方法模拟计算结果进行比较,得出比较准确的测量方法,并对误差较大的探测器进行修正。方法 采用探测器CC13、PFD、SFD联合蓝水箱的使用,对美国瓦立安公司的Trilogy直线加速器的6 MV X射线下的2 cm×2 cm,3 cm×3 cm,4 cm×4 cm的百分深度剂量曲线和平坦度对称性曲线进行数据采集,测量结果与当前的金标准即蒙特卡洛方法模拟计算的结果进行比较,得出适合小野相对剂量数据测量的方法,并给出误差较大的探测器的修正因子,为临床上提供参考数据。结果 SFD探测器与蒙卡模拟计算的结果最接近。CC13、PFD测量误差较大。CC13、PFD的测量结果中半影区内的修正因子最大可达到1.499,小的可以达到0.664。结论 SFD较CC13、PFD更适合小野相对数据的测量,CC13、PFD可以通过相应的修正为临床提供参考数据。     

移动式术中放疗Mobetron加速器的测试

目的 测试移动式术中放疗Mobetron加速器,分析它的电子束剂量学特点.方法 测量移动式术中放疗Mobetron加速器电子束的剂量学特点,并与西门子常规加速器电子束进行比较.Mobetron加速器配置有4、6、9、12 MeV电子束.测量项目包括垂直于水模体表面的中心轴百分深度剂量和平行于水模体表面的射野离轴比、输出因子、限光简外漏射剂量、铅挡块对电子束的衰减、输出量校准.使用的测量仪器包括三维水箱、静电计、0.6 cm3Farmer电离室、平行板电离室和固体水.测量时将不同端面和直径限光筒依次与加速器机头连接,并使端面与模体表面相切.结果 除12 MeV外其他能量的表面剂量均低于90%,相同能量下术中加速器表面剂量明显高于常规加速器剂量.对10 cm直径、0°倾斜角的限光筒四档能量的最大剂量深度依次为0.7、1.3、2.0、2.2 cm,治疗深度依次为1.0、1.8、2.7、3.6 cm;对0°限光筒治疗时只需选直径比瘤床大1cm的筒即可.由于斜端面的限光筒照射野平坦度和对称性明显变差,限光筒尺寸的选择要依据等剂量分布图.四档能量的限光筒外1 cm处漏射线分别为1.2%、5.1%、10.0%、9.1%,全挡时铅挡厚度分别为1.5、3.0、4.5、6.0 mm.结论 通过测试了解了Mobetron加速器性能特点并获得了临床应用和日常质量保证所需数据.     

基于井型电离室源驻留位置和驻留时间检测方法研究

目的 研究利用井型电离室,以剂量学的方式,对后装治疗机源驻留位置和驻留时间精度进行验证,为后装治疗机的质控提供一种新方法。方法 基于井型电离室的硬件结构,分析井型电离室测量的原理,通过模拟测试和数据拟合分析其检测精度,并进行稳定性测试。通过与传统方法比较,总结优缺点。结果 源到位精度检测准确度较高,可以精确到0.07mm,驻留时间检测可以精确到0.09s。稳定性测试实验中测量值相对标准偏差<3%。结论 井型电离室方法可用于后装治疗机源驻留位置和驻留时间的快速相对验证,是一种精度较高、操作简便的方法。     

SIEMENS 6MV X刀剂量测量

用P型半导体探测器测量X刀4mm~41．2mm射野的输出因子Scp、体模散射因子Sp、百分深度剂量PDD和离轴比曲线OAR；用0．1cc电离室测量射野的输出因子、体模散射因子和组织最大剂量比（TMR）。通过两者的比较及与已发表文献比较，对结果给予评价。结果显示：用小型半导体探测器测量X刀，可获得准确的结果；测量百分深度剂量获得TMR比用电离室直接测量TMR更快捷更简便；0．1cc电离室测量射野输出因子，电离室直径要小于射野直径的一半，否则将引起较大误差。     

基于TG119报告测试病例对VMAT技术剂量学验证结果的初步研究

目的 初步探讨利用TG119报告对容积旋转调强放疗(VMAT)计划进行评估的可行性。方法 选取6 MV和10 MV能量的X射线,针对TG119报告中的测试病例,在Eclipse治疗系统中依照TG119报告中的要求设计7或9个野的IMRT计划和双弧VMAT计划,采用电离室、MatriXX和Delta 4进行剂量验证,并将结果与TG119报告中多机构测试的结果进行对比。结果 IMRT和VMAT计划在系统中的剂量指标均达到了TG119报告中的要求。在靶区测量点和危及器官测量点,不同能量光子束的VMAT计划的点剂量误差为±2.55%,IMRT计划的点剂量误差为±1.85%。使用6 MV和10 MV能量的X射线时,IMRT计划的平均γ通过率(±3%/3 mm)为99.38%和99.53%,VMAT计划的平均γ通过率(±3%/3 mm)为99.32%和99.46%,复合射野的γ通过率均在98%以上。结论 6 MV和10 MV能量光子束的VMAT计划均满足TG119报告验证标准。TG119报告对VMAT技术的剂量学验证基准的确定有一定指导意义。     

基于三维影像解剖结构的调强剂量验证的初步研究

目的 对调强治疗计划进行点、平面和三维剂量验证,在γ通过率基础上具体分析三维解剖结构的剂量误差。方法 分别用指形电离室、Matrixx和ArcCheck测量鼻咽癌和肺癌调强治疗计划各 6例,分别比较IMRT和VMAT治疗计划中心点测量剂量偏差,并行成组t检验。比较IMRT和VMAT治疗计划在3%/3 mm、2%/2 mm标准下剂量验证的γ通过率,并行单因素方差分析。使用3DVH来分析患者靶区和OAR的测量剂量偏差。结果 IMRT和VMAT治疗计划中心点剂量平均偏差分别为(0.59±1.31)%和(－1.00±1.03)%,最大偏差均<3%。在3%/3 mm标准下,IMRT计划Matrixx、ArcCheck和3DVH的γ通过率分别为96.28%、97.55%和99.02%,VMAT计划的分别为97.24%、99.67%和98.48%。3DVH系统比较结果表明γ通过率较高情况下(3%/3 mm标准>95%),有 2例治疗计划(占总计划16.7%)测量结果中的靶区和OAR的DVH存在明显偏差,包括GTV、脊髓和脑干等在临床指标下的差异。结论 通过γ分析基于三维影像解剖结构来分析测量结果能更有效评估剂量误差对临床计划执行的影响和对临床治疗的损害。     

电子束照射野面积对中心轴剂量和输出因子的影响

目的探讨电子束照射野挡块对中心轴剂量和输出因子的影响.方法用瑞典Scaditronix公司生产的RFA-300型三维水箱及P型硅半导体探头对瓦里安2100C和2300C/D直线加速器的多种能量电子束进行了中心轴百分深度剂量(PDD)扫描,并测量了照射野输出因子.结果测得的PDD数据表明,电子束深度剂量对照射野铅挡大小有某种程度的依赖性,一般倾向是当照射野减小时表面剂量增大,治疗深度减小,最大剂量深度(R100)向表面移.这些变化在高能时最为明显.输出因子的测量结果说明,对不同能量电子束在不同限光筒条件下,输出因子随照射野铅挡大小改变的情况不尽相同.结论临床治疗时使用的限光筒大小要尽量与实际照射野面积接近,在使用铅挡构成很小的照射野(如<6cm×6cm)时,应实际测量输出因子,以减少剂量误差.     

MatriXX角度修正因子对VMAT剂量验证影响及分析

目的 探讨MatriXX电离室矩阵角度修正因子对VMAT计划剂量学验证的影响。方法 将MatriXX与MultiCube组成的测量装置进行CT扫描并导入到Raystation计划系统中。设置一组28×28,100 MU,6 MV X射线的照射野,从0°~180°开始每隔5°(在85°~95°方向每隔1°)用MatriXX进行测量。将MatriXX矩阵测量所得剂量平面与计划系统计算值比较得到一组角度修正因子CF (θ) cor并镜像到对侧,与出厂时所给出的角度修正因子CF (θ) def进行比较,分析MatriXX角度修正因子对剂量学验证影响。配对t检验差异。结果 CF (θ) cor与CF (θ) def存在一定差异,在85°~95°差异较大,最大可达7.5%(P<0.05)。CF (θ) cor修正γ通过率比CF (θ) def修正的高,最大可达17%(P<0.05)。结论 MatriXX电离室矩阵具有角度依赖性,应对其角度修正。角度修正因子具有个体化特征且MatriXX中每一单元电离室修正因子均有所不同,因此在使用MatriXX+Cube进行验证时应对所有电离室进行角度修正。在修正之前要考虑各种因素引起的误差,可提高计划验证准确率及通过率。     

Siemens Artiste加速器4种图像引导方式的放射剂量学研究

目的 对Artiste加速器image beam line (IBL)模式下2Dplanar、MV CBCT以及6 MV 2Dplanar和Somatom CT图像引导方式放射剂量进行测量,结合患者照射部位选择恰当图像引导方式。方法 利用IBA Dose 1静电计和FC65 指形电离室对头、胸、盆腔仿真模体在2Dplanar、MV CBCT及6 MV 2Dplanar图像引导模式下放射剂量进行测量,用IBA Dosimax plus A 系统测量Somatom CT 头、胸、盆腔扫描模式放射剂量,对测量结果进行分析。结果 在头颈部位,IBL模式 2Dplanar放射平均剂量为16.60 mGy, MV CBCT放射Dmean为58.73 mGy,6 MV 2Dplanar放射Dmean为19.83 mGy,Somatom CT的放射剂量为7~9 mGy;在胸部,IBL模式 2Dplanar放射Dmean为14.08 mGy,MV CBCT放射剂量为49.17 mGy,6 MV 2Dplanar放射Dmean为18.97 mGy,Somatom CT的放射剂量为9~11 mGy;在盆腔部位,IBL模式 2Dplanar放射Dmean为13.36 mGy, MV CBCT放射Dmean为45.65 mGy,6 MV 2Dplanar放射Dmean为17.52 mGy,Somatom CT的放射剂量为12~15 mGy。结论 头颈部,IBL 2Dplanar图像质量已达到配准要求,用IBL 2Dplanar即可;胸部使用Somatom CT进行图像引导较为恰当;盆腔部位,肠腔和膀胱充盈较好时IBL 2DPlanar进行引导即可,充盈欠佳时MV CBCT模式即可满足要求。     

Quality assurance for intraoperative electron radiotherapy clinical trials: ionization chamber and mailable thermoluminescent dosimeter results.

Ionization chamber and thermoluminescent dosimeter measurements were made to verify the dosimetry data provided to the Radiation Therapy Chart Review office of interinstitutional electron intraoperative radiotherapy clinical trials. The ionization measurements included intraoperative radiotherapy applicator output and depth dose measurements made at the stated 80% and 50% depths at 14 different radiotherapy facilities. Mailable thermoluminescent dosimeter measurements, including output and depth dose measurements were made at 16 institutions. The mailable thermoluminescent dosimeter results show similar inter-institutional agreement, both for output and depth dose comparison, with the corresponding ion chamber results for intraoperative radiotherapy applicators. These results are compared to similar measurements made for conventional electron applicators.     

The practical application of scintillation dosimetry in small-field photon-beam radiotherapy

Plastic scintillation detectors are a new instrument of stereotactic photon-beam dosimetry. The clinical application of the plastic scintillation detector Exradin W1 at the Siemens Artiste and Elekta Synergy accelerators is a matter of current interest. In order to reduce the measurement uncertainty, precautions have to be taken with regard to the geometrical arrangement of the scintillator, the light-guide fiber and the photodiode in the radiation field. To determine the “Cerenkov light ratio” CLR with a type A uncertainty below 1%, the Cerenkov calibration procedure for small-field measurements based on the two-channel spectral method was used. Output factors were correctly measured with the W1 for field sizes down to 0.5 × 0.5 cm² with a type A uncertainty of 1.8%. Measurements of small field dose profiles and percentage depth dose curves were carried out with the W1 using automated water phantom profile scans, and a type A uncertainty for dose maxima of 1.4% was achieved. The agreement with a synthetic diamond detector (microDiamond, PTW Freiburg) and a plane parallel ionization chamber (Roos chamber, PTW Freiburg) in relative dose measurements was excellent. In oversight of all results, the suitability of the plastic scintillation detector Exradin W1 for clinical dosimetry under stereotactic conditions, in particular the tried and tested procedures for CLR determination, output factor measurement and automated dose profile scans in water phantoms, have been confirmed.     

小野剂量学临床实践指南

小野剂量学是立体定向放射治疗、立体定向放射外科手术以及调强放疗等精确放疗技术中小照射野物理剂量精确性的理论基础。相比于常规射野,小野的应用增加了临床剂量的不确定度,而且剂量误差较常规射束大。为了确保小野剂量学和探测器标准化使用,在国家癌症中心/国家肿瘤质控中心的组织领导下,多家医疗单位共同参与,结合国内临床需求以及加速...     

基于IAEA 483号报告的小野射野输出因子测量及修正方法

目的 IAEA 483号报告阐述了最新的小野剂量学方法,本研究应用报告中的射野输出因子测量及修正方法,提高不同探测器小野输出因子测量结果的准确性和一致性。方法 分别使用IBA公司的 CC13电离室、 CC01电离室、PFD半导体探测器、EFD半导体探测器和Razor半导体探测器测量Varian Edge加速器6 MVX射线射野面积从0.6 cm×0.6 cm到10 cm×10 cm的射野输出因子,使用射野输出修正因子对测量结果进行修正。结果 与修正后数据相比,由于电离室主要受到体积平均效应和注量扰动的影响,造成测量结果偏低,在0.6 cm×0.6 cm时偏低4.70%;有屏蔽半导体主要受到注量扰动的影响,造成测量结果偏高,在0.6 cm×0.6 cm时偏高4.80%;无屏蔽半导体主要受到能量响应和注量扰动的影响,造成射野>0.8 cm×0.8 cm时测量结果偏低,在1.5 cm×1.5 cm时偏低2.10%,射野<0.8 cm×0.8 cm时测量结果偏高,在0.6 cm×0.6 cm时偏高1.10%。修正前不同类型探测器测的测量结果差异较大,平均标准差为0.016 6。经过修正后各探测器之间的差异明显减小,平均标准差为0.006 6。结论 对于电离室、半导体等探测器,在测量小野射野输出因子时可以通过射野输出修正因子进行修正,从而提高测量结果的准确性和一致性。     

Characteristics of a Selectively Shielded p-Si Detector in 60Co and 8 and 16 MV Roentgen Radiation

A p-silicon semiconductor detector with a filter of wolfram powder mixed with epoxy, that entirely covered the back of the detector, was investigated and compared with ionization chambers and an unshielded semiconductor detector. Relative depth and profile distributions obtained as signals from the semiconductors were compared with corresponding dose distributions measured with the ionization chambers in ⁶⁰Co, 8 and 16 MV roentgen radiation of different field sizes. It was found that relative signal distributions from the shielded semiconductor detector agreed, within 1 per cent of the maximum signal, to the depth dose curves and that the relative signal in profile distributions also agreed, within 1 mm or 1 per cent of the signal at the central axis, as compared with dose measurements with a cylindrical, thimble ionization chamber. The relative signal in the building-up region was compared with a plane parallel ionization chamber with a deviation corresponding to a position of less than 1 mm.     

Characteristics of a P-Si Detector in High Energy Electron Fields

Comparison of depth ionization distributions from a silicon semiconductor detector and depth dose curves from a plane parallel ionization chamber show that a semiconductor detector of p-type is well suited for relative electron dosimetry in the energy range of 6 to 20 MeV in Ep,0. Maximum deviations of the order of 1.5 per cent and of mm were obtained down to a phantom depth of about 1 mm. The directional dependence of the detector was about 4 per cent.     

关于电子荧光类射野影像系统作为出射剂量仪使用的研究

目的研究利用射野影像系统进行出射剂量测量的可能性。以便能进一步把该类系统发展为剂量仪系统。材料与方法使用荧光型电子射野影像系统，探头由金属板—荧光屏和Ｐｌｕｍｂｉｃｏｎ照像机组成。通过与电离室及射野证实片所测结果的比较，建立一套与像素位置对应的灰度校正矩阵。并在多种射野面积和体模厚度下验证，所用射线为６ＭＶ－Ｘ线。结果通过对该系统的各种性能测试，如灰度的稳定性、探头的均匀性、剂量响应曲线、灰度的射野依赖性及对体模厚度的依赖性，发现短期稳定性好于１％，有较明显的灰度饱和性，但需作灰度饱和校正。作为相对剂量仪使用时，只要建立一个探头非均匀性校正矩阵，就能与证实片的剂量结果保持一致，误差小于±５％。结论研究证明，电子射野影像系统完全可以成为一套剂量仪系统。在对靶区的位置进行实时监测的同时，还能通过对影像灰度的计算，得出出射野的剂量分布     

低能X射线术中放疗系统剂量学特点和潜在临床应用局限性

目的 测试移动式光子线术中放疗德国INTRABEAM系统,分析X射线源及球形施源器下低能光子线剂量学特点和潜在临床应用局限性。方法 采用专用水箱、平行板电离室和静电计等测量仪器,对INTRABEAM系统X射线源和不同球形施源器深度剂量率,x、y平面剂量分布各向同性等进行测量,并与系统数据进行比对。结果 X射线源深度剂量率测量值与系统数据偏差为(-2.16± 1.36)%,x、y平面各向同性的相对偏差为-1.9%~2.1%。不同直径施源器的深度剂量率测量值、转换系数和x、y平面各向同性与系统数据偏差范围分别为-10.0%~2.3%、-8.9%~4.2%和-1.6%~2.6%。球形施源器直径越小表面剂量率越高,剂量梯度越大。X射线源、球形施源器的深度剂量率、各向同性的测量重复性较好。影响测量准确度的因素包括电离室的位置偏差、能量响应、噪声电流和修正因子f′(R)等。结论 通过测试可充分了解INTRABEAM剂量特性、验证系统数据准确性,获得临床应用和日常质量保证所需数据,但剂量梯度大、治疗范围局限等限制其临床广泛应用。     

Implementation of alanine/EPR as transfer dosimetry system in a radiotherapy audit programme in Belgium

A measurement procedure based on alanine/electron paramagnetic resonance (EPR) dosimetry was implemented successfully providing simple, stable, and accurate dose-to-water (D_w) measurements. The correspondence between alanine and ionization chamber measurements in reference conditions was excellent. Alanine/EMR dosimetry might be a valuable alternative to thermoluminescent (TLD) and ionization chamber based measuring procedures in radiotherapy audits.     

MOBETRON移动式术中电子线加速器临床应用

目的：分析MOBETRON2000移动式术中电子线加速器的剂量学特性、日常质量保证数据和治疗参数。方法：使用PTＷ0.6cc指型电离室、静电计和三维水箱对MOBETRON加速器3档能量进行测量，包括中心轴百分深度剂量和离轴比。利用机器自带的质量保证设备测量每日ＱＡ数据。同时，分析并总结临床46例患者术中放疗治疗参数和操作经验。结果：MOBETRON高能电子线的表面剂量随能量增加而增加；随直径增加，先降低再增加；最大剂量深度Dmax和治疗深度Ｄ90随能量增加而增加，随角度增加而降低；实际射程随能量增加而增加；输出剂量稳定性在±３％以内。46例患者顺利完成术中放疗操作，剂量准确，未发生意外。结论：MOBETRON加速器产生的高能电子线具有表面剂量高，剂量学参数稳定的特点，能有效保护靶区后的正常组织，治疗时间短，适合术中暴露肿瘤区域的治疗。