基于EPID在体三维剂量验证系统的物理模型测试及初步临床探索

目的 使用模体验证基于电子射野影像装置(EPID)在体三维剂量验证建模的准确性,并进行临床应用的初步研究。方法 通过方野和调强计划在均匀和非均匀模体上检测EPID在体三维剂量验证系统应用于不同介质中的剂量计算精度和重建精度,比较不同剂量/距离一致性标准下的γ通过率。对临床病例进行靶区和危及器官剂量体积分析。结果 方野在均匀模体中3%/3mm标准平均γ通过率为(97.49±1.11)%,在非均匀模体中为(94.06±5.11)%(P>0.05)。不同出束方式的调强计划之间也相近(P>0.05)。临床病例疗前剂量验证3%/2mm标准γ通过率为(97.96±1.84)%,在体三维剂量验证3%/3mm标准为(90.51±6.96)%。临床病例中小体积和体积变化较大的危及器官有较大剂量偏差。结论 基于EPID建立的在体三维剂量验证模型,经初步测试可应用于临床提供更全面的质量保证,为以后自适应放疗工作提供了技术保障。     

基于EPID三维剂量重建在肿瘤患者中应用

目的 基于EPID利用Edose软件重建三维剂量分布,帮助放疗工作人员更好地了解治疗期间患者相关危及器官和靶区的剂量变化情况。方法 对头颈部肿瘤和胸部肿瘤患者治疗前行1 次/周总共6次CBCT扫描,将CBCT图像与计划CT图像进行刚性配准后传入到Edose剂量分析软件中,利用Edose软件根据摆位误差基于EPID对其进行三维剂量重建,最后分析不同危及器官剂量并比较γ通过率。结果 与原计划剂量相比,鼻咽癌患者脊髓Dmax分次间受量波动较大且高于患者原计划剂量,脑干Dmax分次间受量变化较小,左右腮腺V30所受剂量变化较大,单次增加幅度最高可达28.69%;胸部肿瘤患者脊髓Dmax差异较小,肺与心脏实际受量都高于计划剂量,尤其肺V5与原计划平均偏差达16.99%(P<0.05)。通过对γ通过率分析可看出危及器官受量与原计划受量存在较大变化的节点为头颈部肿瘤第16次左右和胸部肿瘤第24次左右。结论 通过在单次治疗中利用Edose剂量验证系统基于EPID重建患者体内三维剂量的分布,可以了解相关靶区与危及器官的剂量变化,能够更好地保护危及器官以及提高靶区剂量的覆盖率,为下一步的剂量引导放射治疗和自适应放射治疗提供一定的参考。     

基于EPID的在体剂量验证研究进展

在体剂量学方法是目前最直接、最有效的质量保证手段之一。EPID因具有优良的剂量学特性而被用于在体剂量验证。近年来,国内外有很多关于EPID的在体剂量学方法研究。此文目的是对基于EPID的在体剂量学方法研究进行综述,了解其研究现状,为后续运用研究和扩展提供参考。     

基于电子射野影像装置的容积调强弧形治疗二维剂量验证研究

目的 基于电子射野影像装置(EPID)建立二维剂量精确重建模型并验证容积调强弧形治疗(VIMAT)剂量,与其他测量工具进行比较与分析。方法 采用EPID进行VIMAT的二维剂量验证,基于卷积、反卷积以及修正函数建立二维剂量重建模型。通过电离室测量的离轴比剂量曲线并用最小二乘法确定计算模型参数。对 12例不同部位肿瘤患者的VIMAT计划用电离室测量中心点剂量,采用其他平面剂量测量工具测量相应平面剂量分布。所有工具测量深度均设置为10 cm,并采用γ分析法比较测量结果。结果 对中心点绝对剂量,EPID与电离室测量结果偏差<1.5%。对平面剂量,2%2 mm标准下EPID与Seven29、Matrixx的平均γ通过率分别为98.9%、99.8%,3%3 mm标准下EPID与治疗计划系统计算结果的平均γ通过率为99.9%。结论 基于EPID建立的二维剂量重建模型能很好地用于调强放疗二维剂量验证工作,今后将考虑将该模型拓展到均匀模体的三维剂量验证中。     

应用EPID分析头颈部肿瘤调强放疗的摆位误差

目的 通过对头颈部肿瘤患者群体的射野图像回顾性分析,了解患者群体的摆位误差分布情况,为治疗计划设计设置计划靶体积(PTV)时提供依据.方法 通过配准数字重建图像(DRR)和电子射野影像装置(EPID)拍摄的正、侧位验证像的骨性解剖结构,计算平移和旋转误差.结果 平移误差左右方向为(1.40±1.27)mm,头脚方向为(1.34±1.37)mm,腹背方向为(1.34±1.30)mm;旋转误差冠状面为(0.791±0.976).,矢状面为(0.531±0.750)..结论 对于头颈部肿瘤调强放疗(IMRT),临床靶体积(cTV)到PTV的外放边界在左右方向宜为3.7 mm,头脚及腹背方向宜为3.6 mm.考虑到旋转误差,当靶区比较长时靶区两端外放要更大一些.     

基于患者出射EPID剂量验证的在体调强放疗质控技术研究

背景与目的：调强放疗（intensity-modulated radiation therapy,IMRT）中剂量投照失误可导致严重后果,而目前常用的治疗前计划验证方法并不能反映患者真实投照剂量。实现一种评估患者在体剂量执行准确度的方法,能够在分次治疗中及时发现较大剂量错误,避免发生患者投照剂量过高或不足。方法：复旦大学附属肿瘤医院收治的患者首次实施治疗前行锥形束计算机断层成像（cone beam computed tomography,CBCT）扫描,与定位CT图像进行配准保证治疗体位与模拟定位时一致,实时治疗中使用电子射野影像装置（electronic portal imaging device,EPID）获取患者出射剂量影像,并把首次出射EPID影像作为剩余分次治疗的基准值,后续分次实时治疗野结束后快速将其出射EPID影像与对应基准影像进行γ分析比较,以验证治疗计划是否准确执行于患者身上。设计模体实验对治疗部位错误和摆位误差情况进行分析,来评估本方法识别放疗差错的准确性。结果：本方法可有效地识别出IMRT放疗中患者治疗部位错误和非平行于射野角度方向的摆位误差,但对平行于射野角度方向的摆位误差并不敏感,30例鼻咽癌患者临床应用结果中能够直观显示分次治疗间摆位重复性情况。结论：基于EPID实现的一种在体剂量验证方法能够对调强放疗中患者实时剂量的准确性进行评估,在单个治疗野结束后可快速检测出较大治疗错误。     

三种照射技术的剂量验证结果比较

目的 探讨简化调强放疗(sIMRT)的剂量验证方法是否可采用与三维适形放疗(3DCRT)照射技术相同的剂量验证方法.方法 从接受sIMRT的1988例患者中随机抽取12例,用Pinnacle计划系统对每个患者分别做3DCRT、slMRT、IMRT治疗计划,用MapCHECK Model 1175 2D半导体剂最仪,在医科达Precise直线加速器上作剂量验证测量.结果 slMRT剂昔偏筹为2%(2mm)、3%(3 mm)的总平均通过率分别为90.5%、94.8%,比3DCRT的92.4%和95.8%分别低1.9%(t=2.19,P=0.040)和似乎低1.0%,但后者差异无统计学意义(t=1.52,P=0.144);剂量偏差为4%(4 mm)的通过率为98.2%,比3DCRT的98.4%似乎低了0.2%,但差异也无统计学意义(t=0.50,P=0.623).而sIMRT剂量偏差为2%(2 mm)、3%(3 mm)、4%(4 mm)的通过率与IMRT的88.4%、93.3%、96.7%相比分别提高了2.1%(t=2.17,P=0.041)、1.5%(t=2.62,P=0.016)、1.5%(t=3.68,P=0.001).结论 sIMRT技术可简化IMRT治疗前剂最验证,在slMRT技术试用期应对每例sIMRT计划进行类似IMRT的剂最学验证方法,以后町采用与3DCRT技术相同或相近的剂昔验证方法.     

调强放疗剂量验证实践指南

调强放疗剂量验证是放疗质量保证的重要组成部分,对保证调强放疗的安全和质量非常重要。我国尚无调强放疗剂量验证的系统指南和验证工具方法的具体推荐,验证结果的解读及其临床意义、验证不通过的原因分析及处理措施,不同机构使用的工具方法和实施细节差异很大。在国家肿瘤诊疗质控中心放疗质控专家委员会的组织领导下,经过现状调查、多中心测试、专家研讨、咨询、审定等方式完成了该指南。指南规定了开展调强放疗剂量验证的机构、组织、人员、设备、技术流程,及文档记录等方面的要求,以期改进调强放疗剂量验证工作的规范化开展。     

基于解剖在线测量的调强放疗三维剂量验证系统测试与应用

目的 测试基于患者解剖图像和矩阵探测器在线测量进行重建(RDBMOM)的调强放疗(IMRT)三维剂量验证系统的准确性,评估其临床应用可行性。方法 分别在体模设计规则野和非规则野测试计划,同时以指形电离室和二维电离室阵列测量各测试例的点剂量和平面剂量分布,评估RDBMOM系统剂量重建精度。选择 2例鼻咽癌IMRT计划做RDBMOM验证,分析验证结果的临床应用意义。结果 与指形电离室点测量结果比较,RDBMOM系统对各测试例的重建剂量偏差均<1%(3 cm×3 cm小野除外),IMRT测试例的重建剂量偏差最大为2.12%。与电离室阵列测量比较,RDBMOM重建的测量平面内离轴剂量分布曲线符合良好,两者比较的γ通过率(3%/3 mm)为 94.56%~100%。2例IMRT计划的RDBMOM验证结果整体γ通过率>99%;计划靶体积γ通过率>98%且 D₉₅误差<0.4%,腮腺和晶体平均剂量的最大误差分别达2.97%和59.58%。结论 测试系统剂量重建精度可满IMRT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误差位置等信息,有利于评估其对临床的影响。     

扫描液体电离室型电子射野影像装置的剂量响应研究

目的　研究扫描液体电离室型电子射野影像装置 (EPID)的剂量响应特性及其各种影响因素 ,如机架角、照射野大小、图像获取模式 ,以便进一步利用EPID进行剂量验证方面的研究。方法　所有实验均在装备有PortalVisionTMMK2型电子射野影像装置的Varian 6 0 0C/D加速器上实现。为了得到剂量响应曲线 ,需要建立入射到探头的射线强度与EPID像素值之间的关系。首先 ,通过改变源到探头电离室的距离得到不同的射线强度。其次 ,针对任一剂量率条件 ,用EPID拍摄 3幅数字射野图像取平均 ,取射野中心轴附近 11× 11个像素点的平均值作为EPID响应。最后 ,根据相同条件下测得的剂量率和对应的像素值 ,绘制剂量响应曲线。改变机架角、照射野大小和图像获取模式 ,得到一系列剂量响应曲线。结果　EPID输出像素值与入射剂量率之间并非线性关系。EPID剂量响应曲线与图像获取模式关系密切 ,在离轴点略受机架角的影响 ,但不受射野大小的影响。结论　由于射野图像获取模式明显地影响EPID剂量响应曲线的形状 ,所以对不同获取模式应该分别刻度。机架角的影响可通过在不同机架角下刻度加以消除。EPID剂量响应与射野大小无关的事实为日常剂量响应刻度提供了便利 ,即用一种射野条件刻度就可以准确地应用于其它射野条件     

基于患者解剖结构三维剂量重建进行容积调强弧形治疗剂量验证初探

目的:测试基于患者解剖结构三维剂量重建进行容积调强弧形治疗(VMAT)剂量验证系统(3DVH),并探索其临床应用。方法:对ArcCheck行阵列校准后按10 cm×10 cm射野、源轴距100 cm、投照量200 MU标定其绝对量,标定时将FC65-G置于模体中心测量。根据实测剂量、3DVH重建中心点及百分深度剂量与对...     

电子射野影像系统临床应用的研究进展

电子射野影像系统（EPID）越来越多的被应用、对摆位误差的研究是电子射野影像系统的最初设计目的，利用其进行摆位误差的校正有在线和离线两种形式？随着对电子射野影像系统的剂量学特性的不断了解，用它进行剂量学验证也开始从实验室研究走向临床应用。电子射野影像系统在放疗元件的质量保证中也起到重要的作用，近年来在这方面的研究主要是埘多叶光阑质量保证：本文就电子射野影像系统的临床应用做一简要的概述。     

An observer study for direct comparison of clinical efficacy of electronic to film portal images

: To directly compare clinical efficacy of electronic to film portal images.

: An observer study was designed to compare clinical efficacy of electronic to film portal images acquired using a liquid matrix ion-chamber electronic portal imaging device and a conventional metal screen-film system. Both images were acquired simultaneously for each treatment port and the electronic portal images were printed on gray-level thermal paper. Four radiation oncologists served as observers and evaluated a total ot 44 sets of images for four different treatment sites: lung, pelvis, brain, and head/neck. Each set of images included a simulation image, a double-exposure portal film, and video paper prints of electronic portal images. Eight to nine anatomical landmarks were selected from each treatment site. Each observer was asked to rate each landmark in terms of its clinical visibility and to rate the ease of making the pertinent verification decision in the corresponding electronic and film portal images with the aid of the simulation image.

Resultings for the vesibility of landmarks and for the verification decision of treatment ports were similar for electronic and film images for most landmarks. However, vertebral bodies and several landmarks in the pelvis suchs as the acetabulum and pubic symphsis were more visible in the portal film images than in the electronic portal images.

The visibility of landmarks in electronic portal images is comparable to that in film portal images. Verification of treatment ports based only on electronic portal images acquired using an electronic portal imaging device is generally achievable.     

MVCT图像引导调强放疗在线检验靶区位置及修正剂量分布的临床应用

目的利用在线高能X线计算机体层摄影术(MVCT)重建两组共45例调强放疗患者的三维图像,研究头颈部与前列腺肿瘤患者的治疗摆位在未经修正情况下的体位和靶区位置偏差,及其对照射剂量分布的影响,探索MVCT图像引导放疗的临床应用方法与意义。方法对实施切层调强放疗患者的计划分布分别以电离室和剂量胶片方法进行体模验证测量,在验证合格前提下用在线MVCT图像与模拟定位的CT图像进行三维融合比较,测量两组患者体位和靶区中心点的偏差,分析两组摆位的系统误差与随机误差。以测量的体位和靶区位移偏差值模拟体位偏差条件,比较模拟条件下测量得到的体模剂量分布与计划剂量分布和正常摆位时的剂量分布差别。结果头颈部和前列腺肿瘤治疗摆位未经修正时靶区的三维位移偏差值分别为(-3.0±2.8)、(-5.4±2.3)、(2.1±2.4)mm和(3.2±2.5)(、-6.4±5.3)、(8.7±3.6)mm。上述位移偏差条件下体模测量的头颈和前列腺照射剂量分布与计划剂量分布的误差分别为8.2%和6.9%。结论在线HVCT能精确快速测量患者体位和靶区位置空间误差,为修正摆位提供准确依据。未经修正时靶区位移误差导致的剂量分布误差可能超出临床允许范围,调强放疗应以在线图像引导验证基础上进行才能保证剂量分布精度。     

《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》的个案研究

目的参考《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》(标准报批稿),对RayStation调强放疗计划系统进行一系列测试,并验证标准报批稿的可行性。方法试验内容包括治疗计划剂量目标、点剂量计算准确性和剂量分布计算准确性。测试模体包括AAPM TG119号报告的测试例模体和固体水验证模体,调强测试例主要包括模拟多靶区、模拟前列腺肿瘤、模拟头颈肿瘤和模拟C形靶区(又分简单和困难)等。使用常见测量设备和工具,在RayStation和加速器上分别优化计算和测量感兴趣剂量,并计算和分析两者误差。结果5个模拟不同肿瘤计划的剂量目标均满足标准要求。点剂量电离室测量结果均符合标准要求,全部模拟计划的总误差为(0.83±165)%。单野剂量分布平面探测器测量结果的γ通过率均>990%,复合剂量分布胶片测量结果的γ通过率均>925%。结论RayStation 调强放疗计划系统性能试验结果均符合标准报批稿要求且证明其可行。     

红外线跟踪摆位系统与电子射野影像装置对摆位误差测量结果的比较研究

目的 比较红外线跟踪摆位系统(IM-BPS)和电子射野影像装置(EPID)对食管癌和肺癌患者摆位误差测量结果的优劣。方法 2007-2008年间接受三维适形或调强放疗的40例食管癌和27例肺癌患者,使用IM-BPS和EPID测量其在左右、头脚、前后方向上的摆位误差,并对两种测量结果行配对t检验和符合程度的x2检验。结果 用EPID每例患者摆位验证需10～12 min,而IM-BPS仅需2～5 min。IM-BPS和EPID测量的食管癌患者左右、头脚、前后方向摆位误差均值分别为3.49、3.19、3.31和4.03、3.41、3.43 mm (t=5.17、1.88、1.57,P=0.000、0.060、0.119);肺癌患者的分别为4.23、3.51、3.39 mm和4.85、3.53、3.74 mm (t=5.63、0.28、3.88,P=0.000、0.780、0.000)。≥65％食管癌和≥55％肺癌患者两种测量结果在3个方向摆位误差差值为±1 mm内时差异有统计学意义(x2 =51.09,P=0.000和x2 =53.35,P=0.000)。结论 IM-BPS对食管癌及肺癌患者摆位误差的测量结果大部分优于EPID,虽然两种方法都能对患者治疗摆位进行较为准确测量和质量控制,但因IM-BPS应用直观、简便、耗时短、可实时l监测校正而更易于临床使用。