调强放疗三维剂量验证系统精度测试及临床应用研究

目的 测试三维剂量验证系统Compass^R测量重建及独立计算剂量的精度,评估其临床应用可行性。方法 设计一系列宽度分别为2、1、0.5 cm的条纹状射野,并选取11例肺部调强放疗（IMRT）计划,使用胶片和电离室对被测系统的平面剂量分布和特定点绝对剂量进行验证测试;使用Compass^R对IMRT模体计划做基于解剖信息的三维剂量验证,验证体积γ通过率、平均剂量偏差等参数。结果 条纹状射野测试,与胶片测量相比,被测系统重建和计算剂量γ通过率大于90%（选用3%/3 mm、2%/2 mm标准）,宽度为0.5 cm射野在半影区内γ通过率略差,被测系统重建和计算剂量曲线与胶片测量的曲线最大偏离分别3.21%和2.70%;IMRT计划特定点绝对剂量偏差在3%以内,最大偏差发生在肺部,IMRT计划等中心平面测量重建与胶片测量的γ通过率平均为（94.65±1.93）% （选用3%/3 mm标准）;三维剂量验证结果,靶区及危及器官的体积γ通过率均大于90%,平均剂量的偏差<1%。结论 测试系统剂量精度可满足IMRT计划验证要求,并能给出与患者解剖结构相关的体积剂量误差与位置误差的信息,有利于评估其对临床的影响。     

立体定向调强放射治疗剂量验证结果分析

目的 研究测量数据插值、计划系统剂量计算网格及剂量评估阈值等因素对立体定向调强放射治疗患者计划的剂量验证结果的影响。方法 回顾性分析了50例立体定向放射治疗的患者放疗计划的剂量验证结果。剂量验证设备采用MatriXX及配套MultiCube固体水模。测量数据分别选择线性插值（1.00 mm）和不插值（7.62 mm）两种分辨率;计划系统剂量计算网格分别选择1.0、2.5和4.0 mm;剂量评估阈值分别选择10%、20%和30%,γ评估标准分别选择2%/2 mm、3%/2 mm和3%/3 mm,分析不同因素选择对平面剂量验证结果的影响。结果 测量数据插值选择线性插值和不插值,2%/2 mm标准下,γ平均通过率分别为（86.3±7.3）%和（93.7±5.5）%;3%/2 mm标准下,γ平均通过率分别为（94.1±4.4）%和（97.7±3.9）%;3%/3 mm标准下,γ平均通过率分别为（97.7 ±2.2）%和（99.1±1.7）%。相比1.0 mm的剂量计算网格,使用2.5 mm计算网格,3种标准下γ平均通过率分别降低3.8%、1.9%和0.8%（t=8.41、9.06、5.30,P<0.05）,4.0 mm分别降低6.5%、6.0%和3.5%（t=-13.76、-13.15、-9.80,P<0.05）,差异有统计学意义。相比剂量评估阈值为10%,当阈值设置为20%时,2%/2 mm、3%/2 mm和3%/3 mm标准下,γ平均通过率分别降低2.4%、1.0%和0.6%（t=-8.60、-5.86、-4.68,P<0.05）;当阈值设置为30%,3种标准下γ平均通过率分别降低4.0%、1.7%和0.9%（t=-9.45、-6.66、-5.06,P<0.05）,差异有统计学意义。结论 测量数据插值、剂量计算网格大小及剂量评估阈值对立体定向放射治疗患者计划剂量验证结果均有明显影响,因此在进行立体定向放射治疗患者计划剂量验证时需要考虑这些因素。     

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3mm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。     

硼中子俘获治疗剂量验证方法进展

硼中子俘获治疗(BNCT)利用中子与肿瘤细胞中富集的硼发生特异性俘获反应, 可以定向杀死癌细胞。为了验证中子放疗计划的准确性, 保障患者的治疗效果, 需要在治疗前进行剂量验证, 即对比分析实验照射剂量与计划剂量。目前, BNCT剂量测量方法主要包括电离室法、热释光法、活化法等点剂量测量方法, 基于胶片的二维剂量测量方法, 以及基于凝胶剂量仪的三维剂量测量方法。本文总结了国际上BNCT剂量验证方法的进展, 讨论了这些方法的发展前景。     

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。     

三种验证设备在立体定向放射治疗的剂量验证结果分析

目的 比较靶区体积、计算网格和剂量阈值等参数对ArcCHECK、SRS MapCHECK和3DMap 3种验证设备的立体定向放射治疗剂量验证结果的影响。方法 选取50例立体定向放疗计划,分别比较靶区体积(<25 cm³和≥25 cm³)、计算网格(1.0、1.5和2.0 mm)和剂量阈值(5%、10%和15%)对3种验证设备3 mm/3%、3 mm/2%、3 mm/1%、2 mm/3%和 2 mm/2%的γ通过率的影响。结果 靶区体积的改变对于3DMap的影响较大,与小体积相比,3DMap大体积的3 mm/3%、3 mm/2%、2 mm/3%和2 mm/2%的γ通过率分别增加2.2%、2.2%、4.4%和4.7%(t=-2.76、-2.17、-4.72、-3.86,P<0.05);计算网格1.5和1.0 mm相比,对于MapCHECK的影响较大,5种γ通过率分别降低0.7%、1.1%、1.7%、0.9%和1.5%(t=-6.15、 -6.23、-5.98、-5.11、-8.34,P<0.05)。计算网格2.0和1.0 mm相比,对于ArcCHECK影响较大,5种γ通过率分别降低1.0%、1.7%、2.4%、1.7%和2.7%(t=-4.75、-7.30、 -8.63、 -7.11、-8.26,P<0.05);剂量阈值10%和5%相比,对于ArcCHECK影响较大,3 mm/3%、 3 mm/2%、2 mm/3%和2 mm/2%的γ通过率分别降低0.5%、0.8%、1.2%和1.7% (t=5.20、5.68、8.17、9.99,P<0.05)。剂量阈值15%和5%相比,对于3DMap的影响较大,3 mm/3%、 3 mm/2%、2 mm/3%和2 mm/2%的γ通过率分别降低1.6%、1.7%、2.8%和3.2%(t=3.25、2.98、4.40、4.21,P<0.05)。结论 靶区体积、计算网格和剂量阈值对3种验证设备立体定向放疗计划的验证通过率产生不同程度的影响。在临床使用时应对于不同的验证设备具体考虑这些参数对于验证结果的影响。     

用于放疗剂量验证的新型片状Presage胶体剂量计特性研究

目的 明确用于放疗剂量验证的新型片状Presage胶体剂量计的吸收光谱、剂量线性、量程、稳定性等关键剂量响应特性。方法 使用放疗加速器对同批次片状Presage剂量计进行系列照射实验，使用分光光度计测量照射前后剂量计在400~700 nm可见光范围内的吸收光谱，使用胶片平板扫描仪测量照射前后R-G-B 3通道的吸光度变化。结果 片状Presage在628 nm处有明显吸收峰且峰值吸光度随受照剂量呈显著线性变化趋势（R²=0.999 9），而在490 nm附近存在平缓吸收谷且谷区吸光度随受照剂量变化不大。胶体平板扫描仪R通道的吸光度测量灵敏度远大于G与B通道，在<10 Gy范围内，R通道吸光度随受照剂量呈高度线性变化（R²=0.999 9），而在大量程范围则呈显著二次变化趋势（R²=0.999 9）。该剂量计的量程范围>94.6 Gy，在照射后1 h内吸光度变化可忽略，之后则呈现缓慢上升趋势，上升速度与受照剂量呈正相关，同时，未发现剂量梯度区出现梯度模糊现象。结论 新型片状Presage胶体剂量计在一定范围内具有良好剂量线性，量程大、梯度保持性好、无分割效应，提示在大分割多靶点放疗的积分剂量验证中具有潜在应用优势。     

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.本研究拟通过实测探讨0.015 cm^3针点电离室的特性,并与0.6 cm^3电离室比较,确认其在IMRT剂量验证中的价值.     

用于精确放疗三维剂量验证的胶体剂量计研究进展

剂量验证作为放疗质量控制的重要环节,是保证患者安全与治疗效果的重要手段。随着精确放疗技术不断涌现与临床应用,三维剂量验证需求日益突显。胶体剂量计,具有三维剂量测量的固有优势,兼具分辨率高、组织等效性好的特点,是现有临床剂量工具的有效补充。本文对胶体剂量计的工作原理、剂量响应机制、典型剂量计特性与研究进展进行了梳理与综述。胶体剂量计优势突出、应用前景广阔,目前尚有一系列科学问题有待探讨,具有较大科研价值。     

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.     

运用ArcCHECK实施宫颈癌超长靶区的剂量验证

目的初步探讨运用ArcCHECK对宫颈癌超长靶区进行剂量验证的可行性。方法回顾性选取超长靶区(靶区长度≥ 26 cm)和常规靶区(靶区长度< 26 cm)的宫颈癌患者各50例, 运用容积旋转调强放疗(VMAT)技术完成计划设计, 使用ArcCHECK采集验证剂量。在ArcCHECK的中心点处(iso)摆位完成常规靶区组的剂量检测(Short-0 cm), 随后将ArcCHECK沿出床方向平移5 cm(iso 1), 分别完成超长靶区组(Long-5 cm)和常规靶区组(Short-5 cm)的剂量检测。分析各组计划的几何参数(靶区长度和靶区体积)、机器参数(机器跳数和照射时间), 以及在不同检测条件下的γ通过率。结果超长靶区组的靶区长度、靶区体积、机器跳数和照射时间均大于常规靶区组(t = 2.61～18.56, P < 0.05), 常规靶区组在iso 1处的γ通过率明显低于iso处的γ通过率(t = 2.14～8.17,P < 0.05)。在iso 1处, 超长靶区组的γ通过率明显低于常规靶区组(t = -4.70～-2.73,P < 0.01)。各组γ通过...     

放射治疗计划系统独立剂量验证的发展

调强放疗技术在实现精确治疗的同时,也使临床治疗前的剂量验证变得更复杂。目前被广泛采用的实验测量的方法尽管较为准确有效,但同时也存在耗时耗力的缺点。而独立的剂量算法（深度剂量-离轴比、Clarkson积分、卷积、蒙特卡罗）验证在保证一定精度的条件下可以部分解决这些问题。这给临床工作者节省了大量的时间和精力,也成为当今国内外研究的热点和剂量验证的重要发展方向。本综述主要对基于修正和基于模型的独立剂量验证方法进行介绍,并简要论述调强放疗计划剂量验证技术的发展趋势。     

探讨靶区处方剂量50%生成区域的平均γ值在Compass三维剂量验证中的应用

目的 探讨Compass剂量验证系统在基于模型计算剂量和基于测量重建剂量的容积旋转调强放射治疗（VMAT）计划验证中,使用50%靶区处方剂量区平均γ值作为计划验证参考指标的应用价值。方法 基于Compass剂量系统用两种方法对70例患者的VMAT计划进行剂量验证,得到每例VMAT计划验证中50%靶区处方剂量区的平均γ值和γ通过率,评估50%靶区处方剂量区的平均γ值在剂量验证中的应用价值。先将计划系统（TPS）计算得到的计划信息导入到Compass系统中,进行基于加速器数据模型的独立核算剂量计算,得到基于模型独立核算的三维剂量。再将每例患者的治疗计划在加速器下实测得到的计划通量通过Compass系统进行剂量重建,得到基于测量重建的三维剂量。将两种方法得到的三维剂量分布结果与TPS计算得到的结果进行比较。结果 结合γ分析误差设定条件为3%/3mm标准的γ通过率结果,对50%靶区处方剂量区的平均γ值进行评估,γ≤0.4为通过,0.4<γ≤0.6为临床可接受结果,γ>0.6为不通过。70例VMAT计划验证结果显示,基于模型独立核算和TPS计算结果具有较好的一致性,γ值均<0.6,其中γ≤0.4的67例,0.4<γ≤0.6的3例,γ通过率均>92%;基于测量重建体内三维剂量的结果略差于基于模型的计划结果,γ值均<0.6,其中γ≤0.4的35例,0.4<γ≤0.6的35例,γ通过率均>88%,其中68例通过率>90%,2例<90%,但都符合临床剂量验证要求。基于模型的独立核算剂量分布结果优于基于测量重建剂量的结果,差异有统计学意义（t=15.20、10.71,P<0.05）。结论 50%靶区处方剂量区的平均γ值可作为临床计剂量验证参考指标判断临床计划的可执行性,平均γ值结合γ通过率的综合结果共同对剂量验证进行评估更有说服力;基于模型的剂量验证省时省力,但需要与基于测量的验证方式相结合进行综合考虑,作为一种可靠的剂量验证方法应用到临床。     

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.     

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2~3mm。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。     

个体患者适形调强放疗计划模体内剂量实测验证技术的建立

目的建立个体患者适形调强放疗（IMRT）计划的模体内剂量实测验证技术。方法选择1例鼻咽癌患者，设计IMRT计划。将患者计划转移到模体上设计杂交计划。执行杂交计划时，用针点电离室测量感兴趣点的剂量，并与该点的计算剂量比较。用胶片剂量测量系统测量杂交计划中感兴趣平面的剂量，胶片与计划剂量矩阵登记后，依次进行计划，胶片分析、计划，胶片剖面分析和计划／胶片等剂量线分析。采用复合判断标准评价验证结果。结果针点电离室测量得到杂交计划单次照射的总剂量为121．5cGy，比计算值低约4％。计划，胶片分析得到高剂量、高梯度区域的距离差别均在4mm以内；计划／胶片剖面分析显示，计划与胶片在通过靶区的剖面具有较好的一致性；计划，胶片等剂量线分析显示，计划与胶片对应值的等剂量线重合良好。按照复合判断标准，该计划验证通过。结论初步建立了个体患者IMRT计划的模体内剂量实测验证技术，建立并优化了剂量登记技术、剂量归一方法和评价方法。     

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.     

放射治疗剂量验证仪研究进展与应用

1验证仪 1．1点剂量仪点剂量仪主要有半导体剂量计、电离室和热释光剂量仪（TLD）等。采用点剂量仪测量剂量时,通常是将点剂量仪置于体表或自然腔内测量点。由于点剂量仪体积小,分析相对较简单,故可广泛使用。点剂量仪测量的准确度一般受环境温度影响较大,同时,也受点剂量仪自身的影响,如TLD衰退效应可对准确度产生一定影响。     

IMRT计划剂量误差与射野特征参数相关性分析

目的 研究调强计划射野特征参数之间的关系,以及射野特征参数对调强计划绝对剂量验证准确性的影响.方法 使用Pinnacle 7.6c治疗计划系统,直接子野优化方法设计43例调强放射治疗计划,移植到固体水模.使用0.13 cc Farmer型标准电离室(IBA Corp),DOSE1剂量仪测量绝对剂量.统计43例调强病例的射野特征参数,分析其相互关系,并统计验证误差,分析射野特征参数与验证结果的相关性.结果 各射野特征描述参数之间存在相互联系(P＜0.05).测量偏差与各射野特征参数均显著相关.子野数大于80个的IMRT计划,剂量偏差值大于3％;子野数小于80,多数计划的剂量偏差值小于3％.子野数大于100个的IMRT计划,一部分计划的剂量偏差值大于4％;子野数小于100个时,剂量偏差值均小于4％.结论 从治疗计划设计角度而言,应在临床可以接受的情况下,尽量减少总射野数和总子野数,总子野数应控制在80个以内,可减少调强放疗计划验证偏差.     

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＆#176;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＆#176;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＆#176;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。