应用Mapcheck验证西门子加速器虚拟楔形板物理参数的研究

目的:探讨用二维阵列探测器Sun Nu-clear Mapcheck(Model 1175)验证三维治疗计划系统ADAC Pinnacle(V7.4f)虚拟楔形野数据模型的正确性.方法:用二维阵列探测器Sun Nu-clear Mapcheck(Model 1175)分别测量西门子Primus加速器能量6、18 MV,源皮距SsD100 cm,深度5、10 cm,面积15 cm×15 cm,楔形角度15°、30°、45°和60°,楔形方向1 vw、2 vw的虚拟楔形野;在三维治疗计划系统(3D TPS)ADAC Pinnacle(V7.4f)上分别生成相同条件下的虚拟楔形野,并将其导入Mapcheck软件(V3.01.00.00)中与测量数据进行比较.结果:不论射线能量、楔形角大小和楔形方向,虚拟楔形板楔形因子总是约等于1,最大偏离为0.011 9;3D TPS ADAC Pinnacle(V7.4f)生成的虚拟楔形野楔形方向离轴比曲线profile与实际测量值有良好的一致性,最大差值为-3.8%.结论:3D TPS ADAC Pinnacle(V7.4f)生成的不同能量、不同深度、不同楔形方向的虚拟楔形野参数与实际测量值有较高的符合度,符合临床应用;二维阵列探测器Sun Nuclear Mapeheck(Model 1175)是理想的验证工具.     

楔形滤板的正确使用及机理

楔形滤板作为射线束的修理装置，正确地使用可使靶区获得均匀的剂量分布。在现代放射治疗中，楔形滤板起着重要作用。它广泛用于偏心性肿瘤的多野联合照射，或一定角度的两野照射和需要组织补偿的某些照射野。由于目前国内仍有不少使用旧式”C。治疗机，而这些治疗机上的楔形板是另外加工制成的，而且是一楔多用。机器上又没有安全联锁装置，偶有错放楔形滤板的情况发生，而酿成不良后果。1．在最大允许楔形野照射下，可导致等剂量曲线畸变和出现高剂量区。即出现部分射野线束未经过所需楔形滤过板滤过，而产生高剂区，从而破坏了所需特定…     

使用治疗计划系统探讨相邻射野间的衔接

目的:使用治疗计划系统(TPS)探讨相邻射野的衔接.方法:模拟相邻两照射野X线SSD照射,治疗深度5cm时,使用不同射野边长和射野间距,测得剂量测量点(两射野中点体表下2.5、5.0、7.5、10、12.5cm深度)剂量.结果:体表下5cm测量所得与理论值相对照,偏差为0.46%-8.51%,体表下2.5cm最低剂量仅为79.37cGy,剂量最高点出现在体表下10cm,达到123.33cGy,分析重建后矢状位剂量分布图可见随着射野的增大,剂量的冷热区也随着增大.结论:在使用X线相邻两照射野X线SSD照射时,尤其是射野较大时,可能造成肿瘤剂量的不足以及肿瘤深处正常组织受量的超量.     

使用治疗计划系统探讨相邻射野间的衔接

目的：使用治疗计划系统（TPS）探讨相邻射野的衔接.方法：模拟相邻两照射野X线SSD照射,治疗深度5cm时,使用不同射野边长和射野间距,测得剂量测量点（两射野中点体表下2.5、5.0、7.5、10、12.5cm深度）剂量.结果：体表下5cm测量所得与理论值相对照,偏差为0.46%-8.51%,体表下2.5cm最低剂量仅为79.37cGy,剂量最高点出现在体表下10cm,达到123.33cGy,分析重建后矢状位剂量分布图可见随着射野的增大,剂量的冷热区也随着增大.结论：在使用X线相邻两照射野X线SSD照射时,尤其是射野较大时,可能造成肿瘤剂量的不足以及肿瘤深处正常组织受量的超量.     

应用超全向楔形板概念设计治疗计划

目的　运用超全向楔形板概念 ,结合计划系统优化照射野权重的功能 ,来同时优化照射野权重、楔形板角度和方向。方法　分 5个步骤进行 :第一步是根据超全向楔形板概念 ,在每个照射野方向布置 4个 6 0°楔形板照射野 ,楔形方向分别是“LEFT”、“IN”、“RIGHT”、“OUT” ;第二步是根据每个计划系统优化权重功能的特点 ,定义优化问题 (包括优化的目标函数和约束条件 ) ;第三步是启动优化过程 ;第四步是当优化问题有解 ,并且评价优化结果满意时 ,进到第五步 ,否则回到第二步修改优化条件 ;第五步是将超全向楔形板的照射野变换为全向楔形板的照射野 ,以减少照射野数目 ,继而减少治疗时间。结果　将该方法运用到 1例食管癌和 1例脑瘤。与手工计划相比 ,计划靶区剂量更均匀 ,危及器官受照剂量更低。结论　对于复杂布野情况 ,运用该方法不仅可以提高计划质量 ,而且可以缩短计划设计时间。     

颈胸交界区食管癌放射治疗中设野方法的研究

目的：比较颈胸交界区食管癌放射治疗中不同射野与楔形板应用的技术。方法：采用美国CMS公司XiO V4．1．1三维治疗计划系统（TPS），比较颈胸交界区食管癌在不同治疗计划中等剂量曲线、剂量体积直方图（DVH）及其他评价指标的优劣。结果：采用先前后对穿照射（适形野或马褂野）及后程两前斜野加楔形板治疗技术的剂量分布较仅应用两前斜野加楔形板治疗技术等剂量曲线分布均匀，肺受量减小。运用马褂野较用适形野的照射方式剂量分布更加均匀且满足锁骨上淋巴结区预防照射要求；楔形板常规应用技术（仅厚端相对避免内野高剂量）的靶区剂量分布较其在三维治疗计划系统的应用技术均匀性明显不足。结论：放射治疗技术和楔形板在颈胸交界区食管癌放射治疗中的应用应做到个体化，对锁骨上淋巴结区需预防照射的患者，应采用先前后对穿照射（适形野或马褂野）加后程两前斜野及楔形板治疗技术，对锁骨上淋巴结区不需预防照射的患者，则可以用前两斜野加楔形板治疗技术。     

两种放疗计划系统对仿真体模和患者及均匀体模进行剂量计算结果比较

目的 通过Eclipse与Pinnacle3 V 7.4f两种TPS对仿真体模、患者及均匀组织体模的CT图像进行剂量计算,比较两种TPS进行非均匀组织计算的结果差异,并与均匀体模的结果进行比较.方法 对患者、仿真体模以及均匀体模的CT图像利用两种TPS作相同计划,比较临床常用指标(肺V20和V30计划靶区的D95以及等中心点和等中心层面内8个兴趣点的剂量)的结果差异.结果 对患者及仿真体模而言,虽然两TPS对等中心点剂量计算的结果差异较小,但其他指标却存在较大差异(利用二级准直器照射时患者计划靶区D95的差异最大可达10.17%,仿真体模为4.64%;利用多叶光栅照射时患者计划靶区D95的差异最大达10.74%,仿真体模为5.66%;对于计划靶区边缘1-4点的剂量差异,患者有超过10.00%的情况,仿真体模最大为7.65%;肺V30的差异也较大).而对均匀体模而言,两TPS对各指标的计算差异却较小.结论 两TPS对仿真体模计算的结果差异比患者小,而对患者及仿真体模计算的结果差异要大于对均匀组织体模的.     

条形野划线方法改革

放疗条形野照射是放射治疗中特殊照射方法之一，也是设野难度较大的问题之一，在视野中，患处于较长时间的紧张状态，使患疲劳，体力消耗较大，体质较差的患往往需要多次进行；工作人员在划野中要经过多次点度，划线，工作时间长，效果亦差，     

食管癌常规照射与三维适形放疗的剂量学研究

目的 用三维适形治疗计划系统分析食管癌传统放疗及三维适形放疗中肿瘤和周围组织器官的剂量分布.方法 对44例首程放疗中晚期食管癌患者常规透视下模拟定位,确定病变中心和最佳入射角度,金属标记物标记前垂直野中心及野框后行CT模拟定位.CT扫描图像经局域网传输到治疗计划系统（CMS Focus 3.0或ADAC Pinnacle 6.2b）进行三维重建,由主管医师勾画大体肿瘤体积（GTV）、临床靶体积（CTV）和危及器官.物理师为每例患者设计3套治疗计划：即常规治疗计划、三维适形治疗计划和虚拟常规治疗计划.结果 （1）食管造影所示病变平均长度5.42cm,CT扫描平均长度8.42cm（P=0.000）.CT扫描肿瘤最大左右径平均5.48cm,GTV平均体积59.68 cm^3.常规模拟定位中心与三维适形治疗计划中心在X、Y、Z轴上分别相差7.67、13.21、7.68mm,两种定位方法的病变中心在X轴上的差异有统计学意义（P=0.001）;（2）全组中位处方剂量6600 cGy.常规治疗计划、虚拟常规治疗计划、三维适形治疗计划的GTV 100%体积剂量分别为3406.8、6379.1、6290.0 cGy;GTV95%体积剂量分别为4344.1、6484.7、6453.6 cGy,CTV 95%体积剂量分别为3303.0、6375.3、6081.8 cGy;PTV95%体积剂量分别为1739.4、6035.9、5243.9 cGy.可见三维适形治疗计划的GTV、CTV及PTV100%、95%体积剂量均高于常规计划.结论 三维适形放疗技术能够给予肿瘤靶区均匀的剂量分布,并使其周围正常组织得到保护.     

A novel method for the evaluation of uncertainty in dose-volume histogram computation

PURPOSE: Dose-volume histograms (DVHs) are a useful tool in state-of-the-art radiotherapy treatment planning, and it is essential to recognize their limitations. Even after a specific dose-calculation model is optimized, dose distributions computed by using treatment-planning systems are affected by several sources of uncertainty, such as algorithm limitations, measurement uncertainty in the data used to model the beam, and residual differences between measured and computed dose. This report presents a novel method to take them into account. METHODS AND MATERIALS: To take into account the effect of associated uncertainties, a probabilistic approach using a new kind of histogram, a dose-expected volume histogram, is introduced. The expected value of the volume in the region of interest receiving an absorbed dose equal to or greater than a certain value is found by using the probability distribution of the dose at each point. A rectangular probability distribution is assumed for this point dose, and a formulation that accounts for uncertainties associated with point dose is presented for practical computations. RESULTS: This method is applied to a set of DVHs for different regions of interest, including 6 brain patients, 8 lung patients, 8 pelvis patients, and 6 prostate patients planned for intensity-modulated radiation therapy. CONCLUSIONS: Results show a greater effect on planning target volume coverage than in organs at risk. In cases of steep DVH gradients, such as planning target volumes, this new method shows the largest differences with the corresponding DVH; thus, the effect of the uncertainty is larger.     

髓母细胞瘤不同放疗技术剂量学研究

目的 比较髓母细胞瘤常规加速器不同三维放疗技术与断层治疗计划的剂量分布。
方法 2011年12例髓母细胞瘤患者在CT模拟分段扫描后图像耦合,分别进行7个野三维适形放疗(3DCRT)、9和13个野调强放疗(IMRT)计划[全脑全脊髓(PTV)36 Gy,后颅窝加量至54 Gy],对PTV、危及器官剂量参数进行分析并与国外断层治疗计划比较。
结果 3DCRT需设置3个中心,而IMRT只要2个中心。PTV剂量分布9个野IMRT好于3DCRT、13个野IMRT,靶区均匀性指数分别为0.93、0.82、0.89(F=6.17,P=0.02),靶区适形指数分别为0.97、 0.88、0.95(F=5.23,P=0.01)。9个野IMRT与断层治疗的剂量分布类似。
结论 常规加速器全脑全脊髓9个野IMRT可达断层治疗剂量分布且简便易行。     

胸段食管癌术后预防照射三维适形放疗与常规放疗剂量学比较

目的：比较胸段食管癌术后预防照射三维适形放疗与常规放疗时的剂量分布特点以指导临床应用。方法：采用统一体位自身对照的方法,以三维治疗计划中体积剂量分布图（DVH）和等剂量曲线为评价标准,观察10例胸段食管癌术后预防照射患者分别在三维适形放疗和常规放疗56Gy时,靶区和正常组织的剂量分布情况。结果：靶区剂量95%PTV三维适形放疗组56Gy高于常规放疗组35.6Gy（P〈0.05）。达到56Gy的PTV体积三维适形放疗组为95%,高于常规放疗组51.5%（P〈0.05）。心脏V40、V50三维适形放疗组为26.5%、5.9%,低于常规放疗组47.7%、30.4%（P〈0.05）。双肺V20三维适形放疗组为23.8%,高于常规放疗组7.8%（P〈0.05）。脊髓最大照射剂量三维适形放疗组和常规放疗组分别为43.5Gy和44.5Gy（P〉0.05）。残胃V40、V50及最大剂量两组无显著差别（P〉0.05）。结论：在胸段食管癌术后预防照射中,三维适形放疗比常规放疗在保证靶区剂量上有明显优势,并使心脏损伤风险显著降低。在脊髓和残胃的剂量分布无明显差异。对双肺V20则提高较明显,临床应予以重视。     

Determination of optimal radiation energy for different breast sizes using ct-simulatior in tangential breast irradiation

BACKGROUND: The purpose of this study is to determine and recommend the optimal radiation source according to breast size for tangential irradiation in breast conserving therapy. Methods: Twenty-eight patients treated at our department from January 1994 to January 1996 were studied. The dose distribution within the irradiated breast was calculated using a (60)Co-gamma ray and 6 MV-X ray. Then we compared 3-D dose distributions of the (60)Co-gamma ray and 6 MV-X ray in different-sized breasts. Three parameters (breast volume, chest wall separation, and breast height) were adopted as representative of breast size. We also examined correlations among the three parameters. RESULTS: When the breast size was large (breast volume >400 cm(3), chest wall separation > 19.5 cm, or breast height > 6.5 cm), the average volume of normal tissue which received more than 110% of the isocenter dose ("hot spot") was significantly greater with the (60)Co-gamma ray than with the 6 MV-X ray (p < 0.05). A similar result was obtained with regard to hot spots in the clinical target volume. The cold area that received less than 95% of the isocenter dose was greater using a 6 MV-X ray when the breast size was small (breast volume <200 cm(3), chest wall separation <17.5 cm, or breast height <5.0 cm). However, the difference was not significant. There was a significant correlation between breast volume and chest wall separation (r =0.849, p <0.001). Breast volume and breast height were also significantly correlated (r =0.813, p <0.001). CONCLUSIONS: Since breast volume and shape are different in each patient, the optimal energy should be selected for each case to obtain uniform dose distribution in breast-conserving therapy. Chest wall separation or breast height, which are measurable without a 3-D planning system, can substitute for breast volume as parameters for breast size. We recommend that the (60)Co-gamma ray not be used for treating large breasts, those with chest wall separation > or =19.5 cm or breast height > or =6.5 cm.     

移动条野技术的放射生物学和剂量学基础及改进

目的：阐明常规移动条独特的优点及其局限性，并对其进行改进。方法：从放射生物学方面包括时间剂量因子、分次剂量因子和体积剂量因子等三个方面及从剂量学方面分析了移动条野照射技术，针对其局限笥，引进了由靶区长度每次剂量，总剂量和疗程时间决定的照射野宽度与每次铥距离的计算模型。结果：移动条野照射技术在一定条件下能提高肿瘤的生物效应，同时减少正常组织的反应。结论：移动条野照射技术有其本身的适应证和应用价值。     

瓦里安加速器静态调强放疗剂量分布与剂量率关系的评价

目的 评价静态多叶准直器调强放疗剂量分布与剂量率的关系,为特定患者治疗时如何选择剂量率提供参考.方法 选取静态多叶准直器调强放疗(IMRT)的3例(前列腺癌、鼻咽癌和淋巴瘤)典型治疗计划,分别使用瓦里安600CD加速器和I'mRT Matrixx二维电离室阵列,在不同剂量率(100、300、600 MU/min)下比较验证通过率.在Pinnacle计划系统中把每例子野单独作为1个射野,形成CRT计划.使用OmniPro-I'mRT V1.6调强验证软件把每例计划测最数据中每个子野,与同一剂量率下的CRT计划测量数据进行对比;得到实际治疗中每个子野在射野中的权重,再导回计划系统得到不同剂量率下的模拟计划.采用剂量分布和剂量体积直方图评价模拟计划与原计划对靶区和正常组织照射剂量情况.结果 随剂量率增加调强验证通过率下降.3例病例模拟计划靶区的D_(max)、D_(main)、D_(mean)、D_(95)够均变大,靶区内高剂量区明显增加,95%等剂量线外扩.600 MU/min模拟计划中,鼻咽癌病例中GTV_(nd)的D_(95)比原计划增加5.33%,其V_(10)达到19.38%.危及器官受量同样增加.淋巴瘤病例中全肺V_(20)在原计划与模拟计划(100、300、600 MU/min)中依次为31.77%与32.11%、32.60%、33.26%,鼻咽癌病例中右腮腺V_(30)依次为48.75%与49.56%、51.65%、53.91%.结论 高剂量率下进行静态多叶准直器IMRT实际得到的剂量分布将偏离计划分布,靶区高剂量区和危及器官受量将增加.当原计划中危及器官受量与耐受量接近时,不宜使用高剂量率进行IMRT.     

A phantom study of dose compensation behind hip prosthesis using portal dosimetry and dynamic MLC

BACKGROUND AND PURPOSE: A dose compensation method is presented for patients with hip prosthesis based on Dynamic Multi Leaves Collimator (DMLC) planning. Calculations are done from an exit Portal Dose Image (PDI) from 6 MV Photon beam using an Electronic Portal Imaging Device (EPID) from Varian. Four different hip prostheses are used for this work. METHODS: From an exit PDI the fluence needed to yield a uniform dose distribution behind the prosthesis is calculated. To back-project the dose distribution through the phantom, the lateral scatter is removed by deconvolution with a point spread function (PSF) determined for depths from 10 to 40cm. The dose maximum, D(max), is determined from the primary plan which delivers the PDI. A further deconvolution to remove the dose glare effect in the EPID is performed as well. Additionally, this calculated fluence distribution is imported into the Treatment Planning System (TPS) for the final calculation of a DMLC plan. The fluence file contains information such as the relative central axis (CAX) position, grid size and fluence size needed for correct delivery of the DMLC plan. GafChromic EBT films positioned at 10cm depth are used as verification of uniform dose distributions behind the prostheses. As the prosthesis is positioned at the phantom surface the dose verifications are done 10cm from the prosthesis. CONCLUSION: The film measurement with 6 MV photon beam shows uniform doses within 5% for most points, but with hot/cold spots of 10% near the femoral head prostheses.     

发泡胶在鼻咽癌放疗中对剂量分布的影响

目的：研究在鼻咽癌放射治疗中应用发泡胶进行体位固定对剂量分布的影响。方法：随机选取11例应用头颈肩热塑膜联合发泡胶进行体位固定的鼻咽癌患者,在Pinnacle计划系统中将空白CT值设置到发泡胶的CT值以下,以确保发泡胶的CT值被计算在内,作为第一组计划（Plan_F）。同时,复制第一组计划并在定位图像上勾画出发泡胶,设置发泡胶的CT值为0,在不改变射野分布、权重及计划跳数的情况下重新计算剂量分布,作为第二组计划（Plan_N）。比较两组计划的靶区及周围正常组织的剂量分布。结果：对于靶区（GTVnx、GTVnd、GTVrpn、PGTVnx、CTV1、PTV1、CTV2、PTV2）的最小剂量Dmin,最大剂量Dmax,平均剂量Dmean去除发泡胶之后,所测 255组数据中仅有6组数据出现减小（约占2.4%）,Dmin、Dmax和Dmean的变化度（%）（X±SD）依次为0.215±0.969、 0.395±0.623和 0.442±0.178,其中除了GTVrpn的Dmin（P=0.727）和Dmax（P=0.142）,PGTVnx的Dmin（P=0.623）,CTV1 Dmin（P=0.713）,CTV2 Dmax（P=0.066）,其他评估指标皆显示发泡胶使用组剂量低于去除发泡胶组（P＜0.05）;而对于周围正常组织（脑干、脊髓、左右晶体、左右视神经和腮腺）的Dmean和Dmax去除发泡胶之后,所测的154组数据中仅有14组数据出现减小（约占9.1%）,Dmax和Dmean的变化度（%）（X±SD）依次为0.194±0.192 和0.129±0.128,其中除了左、右晶体的平均剂量Dmean（P值分别为0.123和0.06）,其余各项指标同样显示发泡胶使用组剂量低于去除发泡胶组（P＜0.05）。结论：发泡胶的使用降低了实际治疗过程中受照部位的剂量,但发泡胶对剂量变化的影响都在目前临床可接受的范围之内。