Pinnacle计划系统脚本在医用直线加速器碰撞防护中的应用

目的:探讨在放疗计划设计阶段使用Pinnacle计划系统脚本程序，实现医用直线加速器旋转治疗时的碰撞检测功能，提高放疗计划设计的可执行性，保证治疗安全。方法:根据C型臂加速器的治疗机头、病人CT图像和治疗床的几何结构信息，确定机架旋转过程中距离治疗中心的最小安全距离。在Pinnacle计划系统中设计脚本程序，根据当前放疗计划射野治疗中心的位置，模拟生成加速器机头旋转过程中临界安全位置的运动轨迹，并以辅助感兴趣区（ROI）的形式导入计划系统，在计划系统的CT和ROI的叠加影像上判断加速器机头与治疗床、病人是否存在碰撞风险。结果:脚本程序可根据当前病人摆位、治疗中心位置等计划设置参数，自动生成辅助ROI结构并导回计划系统，在CT图像的横断面上辅助ROI轨迹为圆形结构。计划设计时，只需一次鼠标点击，即可快速（约2 s）生成辅助ROI。在CT与ROI的叠加图像上可以逐层清楚直观地判断当前计划参数是否存在碰撞风险，避免计划实际执行时才发现会碰撞。结论:在Pinnacle 计划系统上实现加速器机头的碰撞检测具有临床可行性，使用本方法在计划设计阶段可及时判断放疗计划是否存在碰撞风险，避免重复计划延误治疗时间，保证治疗安全。     

三维放射治疗计划系统临床物理数据的测量和验证

目的：探讨三维治疗计划系统测量的方法，分析拟合数据参数的计算方法，并且利用测量设备验证计算数据和拟合参数的准确性。方法：利用PTW和IBA三维水箱模体对多套三维计划系统进行所需的临床物理数据进行测量，对一种治疗计划系统依据测量数据进行拟合公式得到的线性系数进行分析，得到治疗计划时所需的计算数据，并且利用测量设备对计算数据进行验证。结果：利用测试数据得到的拟合数据及计算模型相关系数输入到TPS后得到相应的计算数据。通过测试设备验证：拟合数据PDD与测量PDD一致性比较好，误差小于±1％；Profiles数据在半影区域，小射野一致性误差最大可达到3％。对TPS的数据验证，单野PDD剂量点和Profiles数据点均能在±3％以内。结论：了解三维治疗计划系统的计算模型和参与物理数据的测试对TPS的质量保证和质量控制具有积极意义。     

胰腺癌调强计划和三维适形计划剂量学比较与分析

目的：通过比较分析胰腺癌三维适形治疗计划（3DCRT）和调强治疗计划（IMRT）,确定患者选择合适的放射治疗方式。方法：对10例胰腺癌的病人分别制定三维适形和调强治疗计划,对它们计划的靶区剂量分布和危及器官的躲避进行评估。结果：IMRT放疗计划中十二指肠的V40、V30、V20分别比3DCRT降低44．51％、10．58％、15．53％,左肾的;V30、V20分别比3DCRT降低29．57％、16．18％,而小肠、脊髓、右肾、胃等危及器官的受量差别不大。结论：和三维适形治疗计划相比,调强治疗计划能有效地降低危及器官的高剂量区,有靶区剂量的提升空间。     

调强放疗计划床板修正的剂量学分析

【摘 要】 目的:分析调强放疗计划加速器床板和定位床板修正的剂量学影响。 方法:分别选取碳素板胸部定位食管癌患者14例和盆腔有机板定位宫颈癌术后患者14例,在修正床板和不修正床板条件下设计调强计划,得到4组计划数据;再将调强计划导入验证模体,做验证计划,各选取等中心层面5个剂量验证参考点,用电离室剂量仪测量参考点的吸收剂量,对测得的10组剂量数据进行统计分析。 结果:实测床板的衰减平均为3.4%～6.6%。胸部食管癌组床板修正前后剂量误差3.0%～4.5%,平均3.8%,P=0.000;盆腔宫颈癌术后组床板修正前后剂量误差3.5%～4.6%,平均4.1%,P=0.000。 结论:调强放疗计划设计过程中,有后野或后斜野射线穿过床板时,应充分考虑床板对剂量的衰减,必须对加速器床板和定位床板进行剂量修正。     

KylinRay-IMRT与Pinnacle3胸部肿瘤计划剂量学比较分析

IMRT 5.0的逆向计划优化功能。方法:从例题库选取15例胸部例题并导入至调强放射治疗计划系统KylinRay-IMRT,在KylinRay-IMRT计划系统中进行优化计算并确认优化结果,从TPS提取剂量学指标值并记录,数据比较进行t检验。结果:两组TPS计划的靶区均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）、剂量分布满足临床要求,KylinRay-IMRT计划在靶区HI上略优于对照TPS组（t=4.480;P=0.001）。KylinRay-IMRT计划肺的V10、V20、V30、平均剂量（t=2.594、6.672、3.471、6.225;P<0.05）略优于对照TPS组,心脏的V30、V40、平均剂量（t=6.078、6.466、8.712;P<0.05）明显优于对照TPS组。两组靶区CI（t=-1.548;P=0.144）、肺的V5（t=1.339;P=0.202）、脊髓最大剂量（t=1.465;P=0.165）无统计学意义。结论:对于胸部例题而言,由于TPS自身因素和人为因素导致两者计算结果存在差异,KylinRay-IMRT的计划质量在临床可接受的程度范围内,其逆向计划优化功能满足了临床应用的安全性和准确性要求。     

3台医科达加速器束流匹配后互换执行容积旋转调强放射治疗计划的剂量准确性分析

目的:探讨放疗科3台加速器束流匹配后互换执行容积旋转调强放射治疗（VMAT）计划的准确性。方法:随机选取18例头颈部、胸腹部和盆腔部患者,采用Synergy1、Synergy2和VersaHD 3台加速器模型分别制作VMAT放疗计划PlanSynergy1,PlanSynergy1和PlanVersaHD。同一VMAT计划（6 MV X射线）分别在3台加速器执行,采用电离室和Delta4分别测量绝对点剂量误差和相对三维剂量γ通过率（3 mm/3%）。互换执行VMAT计划后,点剂量和相对剂量的测量结果与治疗计划系统（TPS）计算的结果比较,评估3台加速器束流匹配后VMAT计划互换执行的可行性。结果:PlanSynergy1计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时,测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为-0.27%±0.87%、-0.88%±1.74%和0.37%±2.18%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为99.84%±0.31%、98.89%±1.32%和99.16%±1.12%;PlanSynergy2计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为0.24%±1.98%、0.15%±1.97%和-0.09%±0.66%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为98.75%±1.38%、99.77%±0.42%和99.41%±1.66%;PlanVersaHD计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为-0.57%±1.07%、-0.42%±2.10%和-1.55%±1.62%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为97.79%±1.61%、98.75%±1.37%和99.78%±0.60%。在3台加速器互换执行VMAT计划中,点剂量偏差均在3%以内,相对剂量偏差的γ通过率均在95%以上,均满足临床要求。结论:3台医科达加速器束流（6 MV X射线）匹配后可互换执行VMAT计划。     

胸上段食管癌调强放疗和三维适形放疗剂量学研究

目的:比较分析胸上段食管癌调强适形(IMRT)放疗和三维适形(3D-CRT)放疗的剂量学差异。方法:选择10例胸上段食管癌患者,应用三维治疗计划系统(TPS)分别为每例患者设计2种治疗计划(A:调强适形放疗;B:三维适形放疗),在规定PTV至少达到95%处方剂量前提下根据体积直方图(DVH)比较2种计划靶区剂量分布及脊髓、肺、心脏等正常组织受量的差异。结果:2种计划的靶区适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)、处方剂量覆盖PTV百分比均以IM-RT计划为好,IMRT同时减少了脊髓最大所受剂量,差异均有统计学意义(P0.05);2种计划的双肺受照剂量V20、心脏平均剂量均在可耐受的范围内,差异无统计学意义(P0.05)。结论:胸上段食管癌采用IMRT优于3DCRT放疗,是目前较好的一种放疗方法。     

鼻咽癌调强放疗和常规放疗的颞叶剂量学比较

目的：利用三维治疗系统分析鼻咽癌调强放疗计划和常规放疗计划中颞叶和肿瘤靶区的剂量分布,比较调强放疗和常规放疗计划中颞叶剂量的差别。方法：选择20例鼻咽癌（T1～2期）患者,采用三维治疗计划系统对每例患者制定调强放疗和常规放疗计划。分别计算颞叶平均剂量、D1%V60和靶区的平均剂量、靶区覆盖率V95%、不均匀指数,比较调强放疗计划和常规放疗计划中的颞叶剂量的差别。结果：1．调强放疗计划和常规放疗计划中颞叶的平均剂量分别是：21．33±1．63和36．79±1．79（P=0．000）;D1％：56．95±1．55和67．65±1．15（P=0．000）;V60：0．20±0．22和8．33±0．59（P=0．000）。2．PTVlnx,PTVlnd,PTV2和PTV3的平均剂量分别是：66．23±0．87,66．29±1．56,59．42±2．54,54．04±3．81。3．PTVlnx,PTVlnd,PTV2和PTV3的剂量不均匀指数分别是：1．04±0．03,1．08±0．05、1．18±0．06和1．28±0．09。4．PTVlnx,PTVlnd,PTV2和PTV3的靶区覆盖率V95%均大于99％。结论：调强放疗能够在颞叶和靶区形成比较理想的剂量分布。调强放疗显著降低了颞叶受量,并能提高靶区的剂量。     

宫颈癌术后不同放疗技术剂量学比较研究

目的:比较研究宫颈癌术后调强放疗(IMRT)和常规四野(4F)或二野(2F)放疗时靶区及其周围危及器官受照剂量的差异。方法:随机选择6例宫颈癌术后患者,进行CT扫描、靶区和危及器官的勾画,用三维治疗计划系统进行常规4F、常规2F和IMRT计划设计,并对结果进行比较分析。结果:PTV适形度,IMRT计划优于常规4F计划,P=0.015,常规4F计划优于常规2F计划,P=0.043,差异具有统计学意义(P0.05)。与常规计划4F或2F相比,IMRT计划的膀胱50%体积受照剂量平均下降了25.8%和27.5%,直肠50%体积受照剂量平均下降了12%和14.3%,小肠50%体积受照剂量平均下降了36.5%和50%,而左、右股骨头和髂骨的差异无统计学意义。结论:在宫颈癌术后放疗中,IMRT技术较常规放疗技术有剂量学方面的优越性。     

不同能量X线胸段食管癌调强放疗计划的剂量学研究

目的:研究不同能量X射线治疗胸段食管癌调强放疗(IMRT)计划的剂量学差异。方法:选择l2例胸段食管癌患者,在ADAC Pinnacle3三维治疗计划系统(TPS)中分别采用6 MV、10 MV和15 MV X线给每位患者设计三个调强放疗计划,在规定计划靶区(PTV)至少达到95%处方剂量的前提下,根据剂量体积直方图(DVH)比较三种计划的靶区剂量分布及脊髓、肺、心脏等正常组织受照射剂量的差异。结果:三种计划中靶区的最大剂量、最小剂量、平均剂量及靶区适形度指数、均匀性指数均无明显差异,但15 MV计划高剂量覆盖程度大于6 MV和10 MV计划,脊髓、双肺及心脏受照剂量都在可耐受的范围内,差异也无统计学意义(P>0.05)。结论:6 MV、10 MV、15 MV X射线都能满足胸段食管癌临床调强放疗需求。     

图像引导鼻咽癌调强放疗摆位误差及剂量学验证研究

目的:探讨锥形束CT(CBCT)影像引导鼻咽癌调强放疗的摆位误差及建立个体化调强计划剂量验证方法。方法:利用X线千伏锥形束CT对32例鼻咽癌调强放疗患者进行426次治疗前扫描,通过图像融合软件将计划CT与CBCT影像匹配,得到靶区中心的摆位误差,在线修正后,重新扫描得到116次CBCT影像,再匹配后得到修正后靶区偏差;在治疗完成后,重新扫描36次,得到治疗后靶区偏差中心。通过修正固体水模测试和矩阵电离室的参数,可验证高剂量区、低剂量区、中心点、均匀区和高梯度区域的绝对剂量;利用Gama分析得到单野和个体计划的通过评价率。结果:对32例鼻咽癌426次CBCT扫描中,三个方向偏差,X(左右)、Y(上下),Z(前后)分别为(0.44±2.03)mm、(0.51±2.75)mm、(-0.37±2.14)mm;当三个方向大于2 mm时进行位置修正,修正后重新进行CBCT扫描和匹配得到新的三个方向的偏差,X为(0.07±0.59)mm、Y为(0.07±0.80)mm、Z为(-0.02±0.75)mm;治疗完成后再扫描36次,匹配得到的偏差三个方向X、Y、Z分别为(0.19±0.59)mm、(0.15±0.73)mm、(-0.08±0.72)mm;用矩阵电离室验证调强计划相对剂量,对于单野,Gamma值为88.2%～99.2%,对于整个计划Gamma值为90.2%～99.7%。绝对剂量验证主要是对等中心点、剂量均匀区、高剂量区、较低剂量区、高梯度区选择5个点进行检测共完成160个点,百分偏差范围为-3.9%～4.2%。结论:通过在线的摆位修正和调强计划的个体化验证,可保证鼻咽癌调强放疗的位置和剂量的准确;利用摆位误差计算得到的CTV-PTV外扩边界,可能对增加疗效和减小正常器官副反应有重要意义。     

常规放射治疗计划与管理系统的设计

目的设计一套可以计算常规放射治疗剂量并能对病人放射治疗信息进行管理的软件。方法首先采用V isual FoxPro8.0编程语言开发应用数据库,用三维水箱和剂量仪测量加速器的各种因子,然后采用线性内插法计算剂量。结果通过治疗计划模块所建立的3台加速器的相关参数表及其联系,可以快速准确地计算机器名义剂量;利用管理模块实现了放射治疗信息的存档、查询和统计。结论常规放射治疗计划与管理系统能简化操作和减少人为差错,提高了工作效率。     

应用DICOM标准实现放射治疗计划系统的共享

我们基于医学数字图像通讯标准 (DICOM) ,设计了 RT S.S,RT Plan及 RT Image 3个 DICOM对象 ,完成了不同放射治疗计划系统之间的信息共享 ,实现不同设备厂商不同放射治疗计划系统之间的信息交换和共享。     

剂量率和准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响

目的：研究剂量率和准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率的影响。方法：使用PTw二维电离室矩阵对2组36例测试病例进行验证。两组病例分别对应不同剂量率组和不同准直器角度组,比较不同的剂量率（100cGy／min-600Gy／min的整百剂量率）和准直器角度对3％、3mm标准Gamma分析的影响。结果：本研究中6档剂量率两两配对共计15对,配对t检验结果中,除了200和500这一对t=-3．68,P〈0．05,有统计学差异,其余14对配对t检验结果均为P〉0．05,无统计学差异;不同的准直器角度Gamma通过率配对t检验结果t=-15．582,P〈0．05,有统计学差异。结论：不同的剂量率对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率无明显影响,不同的准直器角度对二维电离室矩阵调强验证Gamma通过率有明显的影响．制订治疗计划时适当的调整准直器角度,使不同射野的准直器角度互不相同能够明显提高调强验证的通过率。     

逆向调强放射治疗计划软件临床病例的比较

目的：评价北京海思威科技有限公司和北京大学肿瘤物理诊疗技术研究中心联合研制的逆向放疗计划是否达到商用软件的功能。方法：用我们研发的HW-3D TPS和用临床真实病例进行逆向优化计算,获得处方剂量场分布,看是否满足医生对治疗靶区和周围危及器官的剂量分布要求,并和已经商业化的软件Varian Eclipse A10用相同病理获得的结果进行比较,进行综合评价。结果：研究和比较在人体内有典型意义的11个病理,获得结果：①所有计划均符合临床医生的处方要求,PTV 95%的体积都能达到95%的处方剂量;②检测PTV的STD是否小于5%,PTV的95%的体积都能达到95%的处方剂量,符合国家标准;③综合比较两个TPS系统PTV的STD值,Varian Eclipse A10的PTV STD平均值为2.8%;HW-3D TPS系统PTV的STD平均值为2.2%。在允许误差范围内达到可比性。结论：HW-3D TPS对临床病例有较好的逆向优化处理能力,其结果与商业化的TPS软件的处理结果具有可比性。     

鼻咽癌CDR-VMAT与ss-IMRT剂量学比较评估

目的：分别比较鼻咽癌（NPC）恒定剂量率容积调强（CDR-VMAT）方式和7野、9野静态调强（ss-IMRT）方式的计划质量及治疗效率,提供临床参考意义。方法：对10例NPC患者以相同的处方剂量,但分别采用CDR—VMAT、7野SS—IMRT和9野ss-IMRT方式设计计划。比较三组计划在剂量分布、靶区适形指数（cI）与均匀性指数（HI）,不同危及器官（OAR）的剂量以及治疗计划的执行时间的差异。结果：三种执行方法均能满足临床剂量要求,与7野调强相比（7F-IMRT）,恒定剂量率方式（CDR-VMAT）靶区PTV7n4最小剂量D98％略优,适形指数CI较好（p=0．006）;靶区PTV66、PTV60、PTV54的均匀性指数HI较好（p=0．010,0．003,0．032）;且靶区PTv。的最小D98％最大剂量D98％较优（P=0．022,0．036）。与9野调强（9F—IMRT）J（R比,除靶区PTV。和PTV。中位剂量D50％略低及PTV60最小剂量D98％略差外（P=0．001～0．021）,其它比较参数无显著差异。危及器官方面（OrganatRiskOAR）,9野调强计划中,脊髓、腮腺可以得到更好的保护（p=0．032,0．047）。CDR-VMAT和7野、9野调强计划组总机器跳数（Mu）分别为552（＋48）MU、748（＋87）和730（＋76）MU,使用CDR-VMAT方式跳数分别减少36％和32％。结论：与7野调强比较,在危及器官剂量相似的情况下,CDR-VMAT容积调强和9野调强方式均提高靶区内的剂量分布,且CDR-VMAT方式可提高治疗效率。     

Monaco与Pinnacle计划系统在宫颈癌容积旋转调强计划中的剂量比较及分析

目的:比较和分析基于Monaco和Pinnacle这两种计划设计系统设计宫颈癌放疗容积旋转调强（VMAT）计划的剂量差异,探寻更适用于宫颈癌VMAT计划设计的计划设计系统。 方法:选取11例在云南省肿瘤医院接受根治性放射治疗的宫颈癌病人。在定位CT数据、靶区和危及器官完全一致的前提下,分别基于Monaco系统和Pinnacle系统为病人设计VMAT计划,即VMATMONACO和VMATPINNACLE。比较两个计划中靶区的剂量分布、适形指数、均匀性指数及危及器官的剂量体积差异,探讨两种TPS在设计宫颈癌根治放疗VMAT计划中的优劣,以及产生这种优劣的原因。 结果:就PGTVnd和PTV的适形指数而言,VMATMONACO和VAMTPINNACLE计划的差异不具有统计学意义（P>0.05）。就PGTVnd的均匀性指数而言,VMATPINNACLE优于VMATMONACO,差异具有统计学意义（P<0.05）。VMATMONACO和VMATPINNACLE在直肠、膀胱的低剂量区不存在差异（P>0.05）;在高剂量区域,VMATMONACO显现出优于VMATPINNACLE的趋势;在直肠和膀胱的平均剂量上,VMATMONACO明显低于VMATPINNACLE,差异具有显著统计学意义（P<0.01）。VMATMONACO的小肠和股骨头的剂量明显低于VMATPINNACLE,差异具有显著统计学意义（P<0.05）。 结论:宫颈癌VMAT计划中,相较Pinnacle 系统,选用Monaco系统设计放疗计划存在潜在的剂量学优势。     

测量治疗床、SBRT体架及DAVID系统造成的剂量衰减

目的:通过测量6 MV的X线经过治疗床、SBRT体架和DAVID系统后的剂量衰减,为计划设计时的剂量补偿提供参考数据。方法:加速器与固体水之间无任何器材,源皮距(SDD)为100 cm,出束照射100 MU,利用电离室测量固体水下深度5 cm的剂量,作为基准剂量。同样条件下测量治疗床、SBRT体架和DAVID系统以不同组合在水下深度5 cm的剂量。结果:射线穿过治疗床剂量衰减了3.08%,经过治疗床和SBRT体架衰减了13.10%,经过治疗床、SBRT体架和DAVID系统衰减了13.10%,经过治疗床和DAVID系统衰减了10.88%,经过DAVID系统衰减8.07%。结论:在没有安装DAVID系统时,只有经过治疗床和SBRT体架的射线需要进行剂量补偿。安装了DAVID系统时,所有的射线束都需要计算DAVID系统对射线的衰减,经过治疗床和SBRT体架的射线还需要计算这两个器材对剂量的衰减。不同情况下衰减比例不同,需要补偿的剂量也不同。     

放疗计划系统网络体系的设计与实现

设计并建立一套连接医学影像采集设备(如CTM、RIP、ET等)、放疗计划系统(TPS)及医用加速器等大型设备的的放射治疗网络体系工作环境,更充分地发挥局域网络在放射治疗中的作用。在现有大型医疗设备、TPS及局域网环境的基础上,提出两种具有代表性的TPS网络体系解决方案,并结合各自的特点及实际应用情况对其进行了分析和比较。实践证明,放疗计划系统网络体系的建设推进了放射治疗全过程的数字化、网络化,在更大范围内实现了医疗信息资源的共享,在更大程度上发挥了TPS在肿瘤治疗过程中的作用。     

肺癌螺旋断层放疗计划设计的初步研究

目的：比较同一肺内存在上肺和下肺病灶的肺癌患者制定一个计划和单独两个计划的剂量学差异,制定出一套合理的肺癌螺旋断层放疗计划方案。方法：选择上肺和下肺病灶的10例患者,分别设计一个计划和单独两个计划,将单独两个计划的剂量学参数逻辑相加,与一个计划的剂量学参数比较,分析其差异。结果：10例患者一共48例治疗计划,所有计划均能满足合适的靶区剂量均匀度和适形度。同侧肺内病灶的患者靶区平均剂量差异在1％以内,正常肺组织V5～V15差异较大,范围为0．05％～7．47％;对侧肺内病灶的患者靶区平均剂量差异在1．5％以内,正常肺组织V,差异较大,范围为O．64％～8．36％。无论同侧肺内病灶患者和对侧肺内病灶患者,病灶间隔（PTv）大于5cm的患者,单次治疗时间均至少降低25％以上。个别患者最大降幅为50．92％。结论：对于病灶间隔（PTV）大于5cm的患者,建议分开单独设计计划,可以有效节约患者单次治疗时间,提高治疗效率,并且解决患者治疗前影像引导靶区配准的临床难题。