二维电离室矩阵实时验证VMAT剂量价值研究

目的 探讨利用二维电离室矩阵进行VMAT患者透射剂量实时验证的临床价值。方法 将二维电离室矩阵面板粘贴固定在加速器EPID探测面板上,源到EPID探测面板距离为140 cm。电离室矩阵面板上加8 mm的RW3固体水以提高信躁比。选取食管癌、前列腺癌、肝癌患者计划,在圆柱形Cheese模体上照射测量5次,研究患者计划在模体中剂量验证的可行性与准确性。患者每次治疗时进行实时测量,第1次测量结果作为参考剂量,利用γ分析比较分次间剂量误差。结果采用3%3 mm标准,Cheese模体VMAT计划的γ通过率为98%左右,食管癌、前列腺癌和肝癌患者实时照射γ通过率分别约为92%、92%和94%。整个治疗过程中各分次的γ通过率都在90%以上。     

用二维电离室阵列对螺旋断层治疗的调强计划进行剂量验证

目的 研究采用二维电离室阵列对螺旋断层治疗(HT)的调强计划实施剂量验证的可行性,寻求建立一套临床上针对该条件下患者治疗更为有效的剂量验证方法 .方法 采用IBA公司I'mRT MatriXX二维电离室阵列及其相配套MULTICube等效同体水模体对10例患者HT的调强计划实施验证.分别对二维电离室阵列实行冠状及纵向位测量,并获取模体中阵列轴平面和纵断面剂量分布.通过HT系统兆伏级CT图像实现模体精确配准及校正,以确保二维电离室阵列摆位准确性.束流照射后将二维阵列剂量测量平面分布与HT计划系统模体计划中计算平面结果 进行比较,定性或定量分析其绝对剂最及相对剂量验证情况.探讨其不同位置摆放来实现其测量方法 的可行性.结果 定性或定量分析所测量与计算绝对剂量点及相对剂量分布的结果 均显示出了较好一致性,点绝对测量与计算剂量偏差保持在±3%以内.MatrXX阵列测量的相对剂量分布与治疗计划系统模体中计算平面相比较,采用了Gamma法(3 mm或3%)进行2 mm栅格精度分析,γ≤1像素点平均通过率分别为97.76%、96.83%.结论 MatriXX二维电离室阵列可较好地进行绝对剂量及相对剂量测量,能较好地实现调强计划的剂量验证.     

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。     

基于简化机头模型与筒串卷积算法的调强计划独立三维剂量验算

目的 建立医用直线加速器的双点源机头模型,结合筒串卷积算法实现调强治疗计划三维独立剂量验算。 方法 分别对瓦里安、医科达直线加速器建立双点源机头模型,结合筒串卷积剂量算法计算三维剂量分布。与电离室水箱扫描数据比较规则野的Scp、PDD、离轴剂量分布确认计算模型。两种加速器分别各选取 12例共 24例调强治疗计划进行比较,对TPS计算结果进行独立验算,并且与探测器矩阵测量结果进行比较。 结果 矩形野中心点剂量偏差均<1%,射野内相同位置二者剂量偏差≤1%,半影区域位置偏差≤1 mm。采用3%/3 mm标准γ通过率均>90%。 结论 建立了基于双点源机头模型结合筒串卷积算法实现调强治疗计划三维独立剂量验算,对规则射野及调强治疗计划的验证比较,表明该方法和计算模型可用于临床计划的三维独立剂量验算。     

二维电离室矩阵在调强放射治疗中的剂量验证

目的:对逆向调强计划进行剂量学验证,保证IMRT计划临床实施的正确性。方法:利用ELEKTA precise直线加速器6MV X线,对pinnacle治疗计划系统设计的调强治疗计划。采用PTW公司的729二维电离室矩阵进行平面剂量的验证。结果:平面剂量验证采用Gamma分析(3%/3mm),结果是计划的测量点通过率均＞95%。结论:实际测量的剂量分布与计划计算的剂量分布符合的相当理想,可用于临床治疗。     

电子射野影像系统在测量调强放疗三维剂量上的应用

目的:采用三维γ分析与靶区平均剂量评估电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)在测量调强放疗三维剂量上的应用特点.方法:首先在固体水模体中测试规则野和调强野,分析点剂量、平面γ通过率及靶区三维γ通过率的模型重建精度;再采用EPID测量80例鼻咽癌患者调强放射治疗(i...     

基于EPID三维剂量验证系统的物理模型测试及临床应用的初步研究

目的 使用EPID三维剂量验证系统进行物理建模和物理参数优化,并行临床应用前的初步研究。方法 通过EPID采集3、5、10、15、20、25 cm的方野图像建立物理模型,比较在均匀水模体中系统重建的百分深度剂量、射野总散因子及10 cm深度处的离轴比曲线,优化物理模型参数。采用指型电离室和免冲洗胶片,在均匀模体和仿真人模体中测量单野、组合野及IMRT计划点剂量和平面剂量,并与系统重建结果比较。在仿真人模体和 10例不同部位IMRT计划中,比较系统重建和TPS计算的5%/3 mm、3%/3 mm标准下的γ通过率,并对临床病例进行靶区和OAR剂量体积分析。结果 对于单野、组合野以及IMRT计划,系统重建剂量和电离室测量及TPS计算的点剂量平均偏差分别<0.5%和2.0%;在均匀或仿真人模体中以及临床病例中其平面或三维剂量的5%/3 mm、3%/3 mm平均γ通过率均>95%;但临床病例中体现小体积的OAR有较大剂量偏差。结论 通过一系列临床应用前测试,明确了该三维剂量验证系统可有效应用于临床剂量验证,并有较好的临床应用价值。     

Compass 在食管癌IMRT三维剂量验证中应用研究

目的 探索Compass 三维QC系统在食管癌调强放疗剂量验证中的应用。方法 选取 12例食管癌病例在Eclipse 8.6治疗计划系统中进行优化设计,将计划分别传入Compass 系统和瓦里安Trilogy加速器。Compass 在患者解剖影像上重建三维剂量分布,将重建剂量与治疗计划系统计算剂量比较,验证PTV及各OAR体积γ通过率、D_mean偏差等参数。同时使用MatriXX对治疗计划做二维剂量验证,使用平面γ通过率(3%/3 mm)评估剂量验证结果。结果 二维剂量验证实际角度γ通过率普遍低于角度归零的γ通过率(P=0.018~0.001)。三维剂量验证PTV体积γ通过率>93%,D_95%、D_50%、D_2%偏离<3%;肺和心脏体积γ通过率>95%,D_mean偏离>3%;脊髓和气管体积γ通过率>98%。独立计算与TPS计算剂量有更好符合度,测量重建与TPS计算剂量偏差出现在射野边缘区域。结论 三维剂量验证可提供更多的信息全面来评价计划,对指导治疗更有意义。     

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。     

IMRT不同剂量验证技术差异性分析

目的 比对瓦里安Portal dosimetry与Matrixx剂量验证结果,分析两种验证技术差异,评估EPID剂量验证临床应用的可靠性。方法 瓦里安Truebeam加速器,配置120片MLC和非晶硅EPID系统。IBA公司Matrixx矩阵及分析软件。配置EPID 算法、进行剂量校准和使用前测试。采用sliding-window计划设计,77个病种涉及头颈部(主要是鼻咽癌)、纵隔、腹部、盆腔肿瘤。创建剂量验证计划,SDD=100 cm,机架角与治疗计划一致,获剂量图像。在加速器上执行验证计划,比对分析EPID测量与TPS计算图像,比对分析EPID与Matrixx验证结果,采用3%/3 mm标准γ分析评估。配对t检验差异。结果 对77个不同部位肿瘤调强计划EPID和Matrixx验证结果显示两者验证γ通过率均在97%以上,除头颈部癌P=1.018外余均P> 0.05)。结论 EPID与Matrixx验证结果具有较好的一致性。可以用EPID进行验证,仅对结果通过率低者用电离室矩阵复验,确保治疗安全。     

非晶硅平板电子射野影像用于放射治疗剂量学质量控制检验的应用

背景与目的:非晶硅平板型电子射野影像系统(amorphous silicon electronic portal imaging device,a-Si EPID)具有良好的剂量学品质,作为一种快速的二维剂量测量系统,在常规质量控制、调强照射野验证及实时患者剂量监测等方面具有广阔的应用前景.为将非晶硅平板电子射野影像用于放射治疗的剂量学检验,本研究针对其射野影像建立了修正模型,并应用于加速器照射野的常规质量保证工作.方法:对a-Si EPID常用的图像刻度模式进行剂量刻度改进以用于照射剂量测量:通过一种由若干个小野组合形成"泛野"的方式来克服传统的泛野获取方式的缺陷,从而较准确地修正a-Si EPID各像素单元之间的灵敏度差异;并建立离轴剂量的响应曲线和修正数学模型.以修正后的a-Si EPID射野影像测量照射野的剂量分布并与三维水箱中电离室扫描的结果进行比较验证.结果:经所建立的模型进行剂量刻度和修正后,高剂量区,a-Si EPID与电离室测量结果偏差＜2%,在半影区,a-Si EPID测量的剂量分布曲线比电离室测量结果略为陡峭.结论:非晶硅平板型电子射野影像(a-Si EPID)系统具有良好的物理剂量学品质,可以用作照射野常规质控检验和调强放射治疗射野剂量能量分布的快速工具.     

A comparison of the quality assurance of four dosimetric tools for intensity modulated radiation therapy

Background

This study was designed to compare the quality assurance (QA) results of four dosimetric tools used for intensity modulated radiation therapy (IMRT) and to suggest universal criteria for the passing rate in QA, irrespective of the dosimetric tool used.

Materials and methods.

Thirty fields of IMRT plans from five patients were selected, followed by irradiation onto radiochromic film, a diode array (Mapcheck), an ion chamber array (MatriXX) and an electronic portal imaging device (EPID) for patient-specific QA. The measured doses from the four dosimetric tools were compared with the dose calculated by the treatment planning system. The passing rates of the four dosimetric tools were calculated using the gamma index method, using as criteria a dose difference of 3% and a distance-to-agreement of 3 mm.

Results

The QA results based on Mapcheck, MatriXX and EPID showed good agreement, with average passing rates of 99.61%, 99.04% and 99.29%, respectively. However, the average passing rate based on film measurement was significantly lower, 95.88%. The average uncertainty (1 standard deviation) of passing rates for 6 intensity modulated fields was around 0.31 for film measurement, larger than those of the other three dosimetric tools.

Conclusions

QA results and consistencies depend on the choice of dosimetric tool. Universal passing rates should depend on the normalization or inter-comparisons of dosimetric tools if more than one dosimetric tool is used for patient specific QA.     

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。     

全碳素纤维治疗床对吸收剂量的影响

目的 研究放疗中新型全碳素纤维治疗床对患者剂量的影响.方法 利用0.6 cm3电离室和PTW二维电离室矩阵分别在空气和模体中测量6、10、18 MV X线穿过治疗床的透射因子.在固体水中利用二维电离室矩阵测量治疗床对吸收剂量的影响,以及吸收剂量随斜入射角度和空气间隙的变化.结果 180°后野照射时,在最大剂量点,5、10 cm深度,治疗床对吸收剂量的影响都在5%以内.治疗床对吸收剂量的影响与斜入射角度及空气间隙有关.在模体内5 cm深度处随斜入射角度的增加而变大,而空气间隙的变化对吸收剂量的影响很小.插板比主体床板薄,对吸收剂量的影响比主体床板小.结论 全碳素纤维治疗床对整个治疗靶区的吸收剂量有一定影响,并且随斜入射角度和空气间隙而变化.治疗计划设计时需要考虑治疗床对吸收剂量及其分布的影响,     

后装放疗剂量验证软件研究

目的 报道一套独立后装放疗剂量验证软件的实现方法和结果。方法 后装放疗剂量验证软件采用模块化结构设计,以Visual C++为开发平台,剂量计算算法采用AAPM TG 43报告推荐的公式。回顾性选择已完成治疗的宫颈癌患者6例,每例患者都使用了不同的施源器,用剂量体积直方图参数和γ通过率(0.1cm,5%)评估验证软件和计划系统剂量计算结果的偏差。结果 与计划系统剂量计算结果相比,验证软件剂量计算结果的γ通过率均>98%。靶区D100%和D90%的偏差最大值分别为0.29%和0.53%,危及器官D0.1cm³、D1cm³、D2cm³的偏差均<0.5%。结论 仅需极少的人机交互,该剂量验证软件能验证后装临床治疗计划剂量计算的准确性。