电子射野影像系统在调强剂量验证中的应用

目的:使用电子射野影像系统(EPID)结合Rapidose剂量分析软件在医科达(Elekta)Synergy机器上对IMRT和VMAT计划进行剂量验证。方法:随机选取11例IMRT计划和6例VMAT计划,依次使用EPID、Matri XX、Arc CHECK及CC13指形电离室对计划进行验证测量,并在不同Gamma标准下(5 mm,3%;3 mm,3%;2 mm,2%)比较不同工具验证的剂量通过率。结果:IMRT计划和VMAT计划用EPID验证的Gamma通过率依次为(99.86±0.13)%和(99.77±0.21)%、(99.06±0.45)%和(97.75±1.20)%、(92.17±4.89)%和(85.91±6.82)%,用Matri XX验证的Gamma通过率为(99.47±0.95)%和(99.51±0.40)%、(98.60±1.10)%和(97.24±1.05)%、(90.56±5.07)%和(87.21±4.17)%,用Arc CHECK验证的Gamma通过率为(99.34±0.46)%和(99.93±0.08)%、(98.21±1.31)%和(98.66±0.35)%、(89.89±1.70)%和(96.03±2.90)%,用电离室CC13验证的剂量偏差为(1.10±1.84)%和(90.59±1.31)%。通过两两配对t检验比较验证结果可知,IMRT和VMAT计划用3种设备验证的测量结果均符合临床要求。结论:使用Rapidose剂量分析软件结合EPID设备,可以在临床上满足调强计划的剂量验证要求。     

调强放射治疗射野和剂量的验证

目的：为确保调强放射治疗的精确,利用自制和专用设备对每个射野的位置、形状和野内剂量分布进行验证。方法：用自制的位置验证标记球,贴在病人体表的某个固定位置,和病人一起进行CT扫描,设计计划时将此标记球设为位置验证靶区进行射野位置验证。利用加速器自带的射野影像系统（EPID）和治疗计划系统（TPS）的DRR图比对进行射野形状验证。利用Matrixx二维电离室矩阵和OnmiPro软件进行每个射野的剂量验证。结果：射野位置验证在统一调整系统后,误差结果满意。射野形状验证以3mm为标准,调整前的吻合率约为75％。剂量验证通过率大于等于95％的射野占77％。结论：通过81例鼻咽癌调强放疗的实验证明,利用上述三种方法对调强计划进行验证,可以及时纠正误差,确保计划准确执行。     

基于EDose软件电子射野影像系统的调强剂量验证

目的:探讨电子射野影像系统(EPID)用于调强放射治疗三维剂量验证的可行性。方法:分别使用Varian公司的Trilogy加速器自带的EPID及EDose软件和美国Sun Nuclear公司的Mapcheck剂量验证系统及配套模体对10例调强放射治疗的患者进行剂量验证,记录并比较分析两种系统的绝对剂量和相对剂量γ通过率的相关性。结果:采用γ(3%/3mm)标准时,相对剂量EPID和Mapcheck验证的γ通过率分别为(98.51%±1.10%)、(98.73%±0.69%);绝对剂量EPID和Mapcheck验证的γ通过率分别为(96.50%±3.33%)、(97.64%±1.51%),两者均无统计学意义(P0.05)。其它标准的γ通过率有统计学意义。结论:EPID可以作为调强三维剂量验证的工具,比Mapcheck更方便快捷。     

电子射野影像装置用于放射治疗的研究进展

用于放射治疗的电子射野影像装置(EPID)探测器主要有荧光屏摄像机系统、扫描矩阵电离室系统和有源矩阵平板探测器系统.基于非晶硅的有源矩阵平板探测器EPID,由于其具有使用方便、分辨率高、采集效率高及性能稳定等特点,已成为近年来用于放射治疗的主流探测器系统.EPID最初主要用于放射治疗的患者靶区位置和射野的验证,后逐步用于放疗设备本身的质量控制.目前的研究方向主要是用于放射治疗的剂量验证.相信通过深入了解EPID特性,开发相应的算法及软件后,其用于放疗设备的常规质量保证、实现在线位置验证和剂量验证等将成为一种常规方法.     

非晶硅电子射野影像系统与ArcCHECK在直肠癌容积旋转调强剂量验证中的应用

目的:比较非晶硅电子射野影像系统(a-Si EPID)与旋转照射剂量验证仪器(Arc CHECK)在直肠癌容积旋转调强(VMAT)剂量验证中的应用。方法:随机选取20例直肠癌VMAT病例,分别设计a-Si EPID与Arc CHECK的验证计划,并在UNIQUE加速器上进行验证。采用γ分析方法(3 mm,3%)比较两种不同验证工具的相对剂量与绝对剂量通过率、X和Y方向的profile。结果:Arc CHECK的绝对剂量通过率为(97.73±1.98)%,相对剂量通过率为(96.96±2.34)%;aSi EPID的绝对剂量通过率为(97.58±1.88)%,相对剂量通过率为(98.13±1.47)%。X、Y方向的profile理论值与实测值很相近,理论剂量分布图与实测计算剂量分布图在高低剂量点分布上重合度较高。结论:Arc CHECK和a-Si EPID的验证结果在剂量学上没有明显差异,两者在直肠癌VMAT剂量验证中都是可行的,但a-Si EPID操作简单、使用方便、显示剂量即时,可以更便捷地进行VMAT剂量验证。     

鼻咽癌调强放射治疗的剂量验证

目的:对接受调强放射治疗的鼻咽癌病人进行治疗前的剂量验证.材料和方法:利用电离室,胶片和验证模体对39个接受调强放射治疗的鼻咽癌患者,在治疗开始前进行绝对剂量和相对剂量验证.绝对剂量验证主要在两个位置进行:一个在等中心位置,另一个在离等中心4cm靠进腮腺的位置.相对剂量主要用体模对单野和整个计划的剂量分布进行验证.将得到的剂量分布利用分析软件与计划中的剂量分布进行分析比较.利用剂量偏差(dose difference)、吻合距离(distance to agreement,DTA)、γ指数等参数来测量剂量验证的偏差.结果:中心点和腮腺边上点的平均绝对误差分别为2.70%和3.03%.对于测量感兴趣区域(ROI,region of interested)的相对误差的测量,90%的测量都在设定的标准(3%,3 mm)之内,对于未能达到剂量偏差和间距偏差标准的区域,结合γ分析后一般也可以得到满意的结果.结论:验证结果表明实际测量剂量分布与计划计算的剂量分布符合的相当理想.     

电子射野影像系统

１　电子射野影像装置原理为解决布野和患者摆位的实时验证问题,早在１９５８年Ａｎｄｒｅｗｓ就设计了第一个电子射野影像装置（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＰｏｒｔａｌＩｍａｇｉｎｇＤｅｖｉｃｅ,简称ＥＰＩＤ）,用于监测２ＭＶＸ线治疗［１］,１９６２年Ｂｅｎｎｅｒ也设计了一个用于监测３０ＭＶＸ线治疗［２］。尽管当时的图像对比度很差,但这些早期研究为放射治疗的实时验证开辟了道路。其后在荧光剂设计和摄像机技术方面取得的进步大大改进了荧光型ＥＰＩＤ的图像质量。自８０年代,固体探测器和液体探测器开始用于ＥＰＩＤ的设计。…     

非晶硅电子射野影像装置在宫颈癌剂量验证中的应用

目的:非晶硅电子射野影像装置(a-Si EPID)分别与Arc CHECK和二维电离室矩阵(PTW729)两种验证技术在宫颈癌剂量验证中的应用比较。方法:随机选取40例宫颈癌容积旋转调强技术(VMAT)和调强放射治疗技术(IMRT)病例。在相应的模体上分别设计出验证计划,将验证计划分为VMAT和IMRT两组,利用a-Si EPID和Arc CHECK验证VMAT计划,a-Si EPID和PTW729验证IMRT计划,在UNIQUE加速器上进行验证。采用γ分析方法(3%,3 mm,10%标准),比较两组验证计划的相对剂量与绝对剂量通过率和X、Y方向的profile。结果:VMAT组:Arc CHECK的绝对剂量通过率为(97.73±1.98)%,相对剂量通过率为(96.96±2.34)%;a-Si EPID的绝对剂量通过率为(97.58±1.88)%,相对剂量通过率为(98.13±1.47)%。IMRT组:PTW729的绝对剂量通过率为(98.48±1.89)%,相对剂量通过率为(97.32±1.56)%;a-Si EPID的绝对剂量通过率为(98.74±1.77)%,相对剂量通过率为(97.98±1.65)%。同时两组X、Y方向的profile理论与实测很相近,理论剂量分布图与实测计算剂量分布图在高低剂量点分布上重合度较高。结论:3种验证技术的结果在剂量学上没有明显差异,但a-Si EPID具有成像分辨率高、图像处理快捷、使用方便等优点。     

基于电子射野影像装置的EDose5.0系统在鼻咽癌VMAT计划三维剂量验证的可行性

目的:分析基于电子射野影像装置(EPID)的EDose5.0系统在鼻咽癌容积旋转调强放疗(VMAT)计划三维剂量验证的可行性.方法:选取在院内接受治疗的15例鼻咽癌患者作为观察对象,应用基于EPID的EDose5.0、Delta4与ArcCHECK三维剂量验证系统对鼻咽癌VMAT计划做验证测量.在不同Gamma(γ)分...     

调强放射治疗剂量验证工具与方法

调强放射治疗广泛应用于肿瘤的治疗,其剂量分布在三维方向上与靶区高度适形.然而调强放疗的复杂射野、数据误差、算法误差及机器误差等因素可能会引起较大的剂量偏差,从而造成实际剂量与计划剂量不符,而严重的剂量不符可能会造成不必要的辐射事故.因此鉴于患者安全角度考虑,治疗计划在执行之前通常需要进行剂量验证,以确保患者治疗计划的安全实施,避免计划外的剂量照射.目前,临床上剂量验证的工具与方法有很多,包括指形电离室工具和热释光剂量仪工具等的点剂量验证法、半导体阵列工具和电离室阵列工具以及胶片工具等的二维剂量验证法、ArcCHECK工具和Delta4工具以及第三方软件工具等的三维剂量验证法等,对临床上常见的剂量验证工具和方法进行了综述.     

带金属植入物患者调强放射治疗计划中射野角度设置对剂量计算准确度的影响

目的:对金属植入物及其伪影在放疗计划中产生的剂量计算偏差进行测试,评估射野角度设置对调强放射治疗(IMRT)计划剂量计算准确度的影响。方法:模拟髋关节置换患者,在CIRS调强模体中插入两根不锈钢金属棒。将指形电离室分别置于金属棒所在平面内中间位置的3个点,采用带金属伪影消减技术的CT模拟定位机获取未经校正和校正后的模体图像。在Monaco计划系统中利用两种CT图像,在0o～360o内每隔5o设置一个射野(10 cm×10 cm, 100 MU),检测不同入射路径射野的剂量计算偏差。勾画靶区和危及器官,设计5野和7野IMRT计划,每种计划分别设有0、1或2个射野的入射路径通过金属区域,检测射野角度设置对IMRT计划剂量计算偏差的影响。结果:入射路径没有通过金属区域的单个射野在未校正及校正后图像中的剂量计算偏差分别为3.24%和1.56%,入射路径通过金属区域时剂量计算偏差分别达到5.51%～72.14%和5.32%～48.19%。在5野IMRT计划中,当有0、1和2个入射路径通过金属区域的射野时,未校正图像的计划剂量计算偏差分别为3.15%、8.75%和13.33%,校正图像的计划剂量计算偏差分别为1.54%、5.93%和9.06%;7野IMRT计划中,未校正图像的计划剂量计算偏差分别为3.03%、5.28%和10.71%,校正图像的计划剂量计算偏差分别为1.29%、4.38%和7.75%。结论:放射治疗计划中入射路径通过金属区域的射野会严重影响剂量计算的准确度,应尽量避免使用这种射野。虽然采用金属伪影消减技术校正CT图像能够改善这种影响,但在IMRT计划中存在两个及以上的这种射野可能导致临床上不可接受的剂量计算偏差。     

用COMPASS验证鼻咽癌调强放射治疗计划

目的研究COMPASS三维剂量验证系统在鼻咽癌调强剂量验证中的应用。方法 10例鼻咽癌患者,其中男性8例,女性2例;年龄37~52岁,平均年龄43岁。利用COMPASS对全部病例的调强计划进行剂量验证,比较计划系统计算结果与COMPASS实际测量结果差异的主要指标,评价靶区V95%、Dmean,腮腺Dmean,脑干、脊髓、晶状体、视神经、视交叉的D1%及各自的γ通过率。结果各靶区V95%和Dmean的差异在3%、2%以内,GTV的差异最小,为-0.97%±0.46%、-0.68%±0.24%。靶区γ通过率多在95%左右。危及器官中脊髓、脑干D1%的差异分别为4.25%±1.37%、5.50%±1.60%。晶状体、视神经、视交叉D1%的差异在2%以内。腮腺Dmean的差异在6%以内。各危及器官的γ通过率均在98%以上。结论 COMPASS能够快速、直观地分析出鼻咽癌靶区和危及器官理论和实际照射情况下的剂量差异。     

逆向计划调强放射治疗的临床验证

目的:探讨逆向计划调强放射治疗IMRT临床治疗前的验证方法。方法:用胶片法验证Cadplan(包括Helios逆向计划系统)三维治疗计划系统生成的各个照射野注量图与在Varian23EX直线加速器(安装120叶MLC)照射中实际释放的注量图的一致性;用电离室法验证等中心绝对剂量计算值与实测值的符合性。结果:等中心绝对剂量的误差小于5%,符合临床要求;各射束轴垂直方向测得的注量图与计划系统计算的注量图一致;等中心位置验证显示,CT模拟的正侧位DRR片与加速器正侧位验证片误差在±2 mm以内。结论:Varian逆向调强放射治疗系统符合临床要求。     

探讨肿瘤患者静态调强治疗过程中电子射野影像系统的误差源分析

目的利用电子射野影像系统(EPID)分析摆位过程中误差的各个来源,有针对地减少分次治疗过程中由于误差导致的放射治疗效果的不佳,同时提出治疗过程中质量保证措施。方法选择2014年10月至2015年10月南京军区南京总医院收治的50例头部肿瘤和50例体部肿瘤患者,其中男性68例,女性32例,年龄35~76岁,平均年龄53岁。所有患者行医科达静态调强治疗,且所有患者进行常规方法定位,每周定位1次,分别测其在头脚方向(Z轴)、左右方向(X轴)和上下方向(Y轴)的摆位误差。每次行EPID验证时,头部患者其偏差超过5 mm,体部患者其偏差超过10 mm时,由放射治疗医师及物理师共同分析其原因。结果每例患者在放射治疗全过程中大概有5~8次行EPID验证。50例头部肿瘤患者摆位误差5 mm的占98.2%;50例体部肿瘤患者摆位误差10 mm的占90.0%。头部肿瘤患者在X轴、Y轴、Z轴摆位误差都5 mm,差异无统计学意义(t=1.65,P0.05)。体部肿瘤患者在X轴、Y轴摆位误差也都5 mm,差异无统计学意义(t=1.43,P0.05);由于呼吸运动等因素影响,体部Z轴摆位误差差异有统计学意义(P0.05)。可以得出头部肿瘤患者在治疗的过程中摆位有很好的稳定性。结论在放射治疗的实际操作过程中,误差来源很复杂,通过EPID的摆位验证,有效地减少了患者的靶区误差,提高了肿瘤治疗的靶区的局部控制率及治疗的安全性。但在整个过程中,EPID的摆位分析,显得尤为重要。     

Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗剂量验证的对比研究

目的探讨Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)中基于Arc CHECK模体进行剂量验证,并据此分析不同的参数下的剂量对比研究。方法选择40例行根治性放射治疗的鼻咽癌患者,病理学分期为Ⅰa~Ⅱb期(UICC/AJCC2002分期)。依Monaco计划系统和Pinnacle计划系统各20例。设计计划用ArcCHECK模体进行验证。采用Gamma分析法在对比标准2%/3 mm、3%/3 mm、3%/5 mm条件下,比较两种计划系统验证通过率;采用DTA分析法,在对比标准3%/3 mm,比较两种计划系统绝对剂量和相对剂量的通过率并进行非参数检验分析。结果 Monaco计划系统的通过率高于Pinnacle计划系统;在Gamma分析法、标准2%/3 mm和3%/3 mm时,两种计划系统通过率差异有统计学意义(P0.05);而在对比标准3%/5 mm时,通过率差异无统计学意义(P0.05)。采用DTA距离符合度分析法下,两种计划系统的相对剂量和绝对剂量均有统计学意义(P0.05)。结论 Monaco计划系统和Pinnacle计划系统均能验证完成鼻咽癌VMAT的计划,Monaco计划系统较Pinnacle有着更高的验证通过率。     

独立三维剂量验证在鼻咽癌容积调强放射治疗计划中的应用

目的:探讨独立三维剂量验证在鼻咽癌容积调强放射治疗（VMAT）计划中应用的可行性。方法:选取31例鼻咽癌患者的VMAT计划,采用Bland-Altman统计方法对基于独立三维剂量分布和实测重建三维剂量分布的一致性进行分析,从而论证独立三维剂量验证应用于鼻咽癌VMAT计划中的可行性。根据独立三维剂量验证的DVH图和γ通过率分类绘制出受试者工作特征（ROC）曲线,得到鼻咽癌VMAT计划中独立三维剂量验证的最佳γ通过率阈值。结果:鼻咽癌患者的VMAT计划中,两种验证方法有95.34%的测试点落在一致性界限内,因此两种验证方法之间具有较好的一致性。根据ROC曲线和AUC值,选取结构PTV2参数用于γ通过率评价时效果最好,其最佳阈值为95.41%。结论:独立三维剂量验证可以检验计划系统计算的准确性,快速地对计划进行治疗前的验证。最佳阈值有助于对放疗计划进行筛查,为放疗计划的准确实施提供安全、有效的技术保障。     

基于蒙特卡罗模拟的直肠癌术前容积调强放射治疗计划剂量验证

目的: 通过蒙特卡罗模拟评价基于各向异性解析算法（AAA）直肠癌术前容积调强放射治疗计划（VMAT）的剂量计算精度。方法: 选取20例基于AAA算法和RapidPlan模型优化的直肠癌术前VMAT计划,通过对比蒙卡模拟与治疗计划计算结果的平均DVH、靶区适形度（CI）、靶区均匀性（HI）和Gamma 3D通过率等参数,评估基于AAA算法的VMAT治疗计划剂量计算精度。结果: 两种Gamma 3D评估策略通过率的均值与标准差分别为97.58±0.47%（Max Dose）、92.46±1.76%（Local Dose）,且差异具有统计学意义（P<0.05）;对PTV和PGTV的CI、DMin、膀胱的D50%、DMean等不符合正态分布的参数做相关样本非参数检验,除PGTV的CI和Dmin外,差异均具有统计学意义（P < 0.05）;其他服从正态分布的参数做配对样本T检验,差异均具有统计学意义（P < 0.05）。结论: Rapidplan模型计划在低剂量区通过率较低,说明AAA算法射野边缘低剂量区计算偏差较大;靶区Dmin与算法的精度较为相关,CI和HI参数相对于蒙卡模拟结果有一定差异;AAA算法在股骨头和膀胱的D50%、DMean相对蒙卡模型有不同程度的低估。     

鼻咽癌容积调强放射治疗剂量验证比较研究

目的 比较6 MV-X射线均整模式(6X)和非均整模式(6FFF)容积旋转调强治疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)技术在鼻咽癌放射治疗中的剂量验证结果,验证6FFF容积调强计划的临床可行性.方法 用PTW公司二维电离室矩阵Array729和OCTAVIUS Octagonal模体对15例患者的6X和6FFF VMAT计划进行剂量验证.结果 采用gamma 2D进行分析(按3 mm和3％的误差标准),6X local dose方法通过率为(95±3)％,max dose方法通过率为(96±3)％,6FFF local dose方法通过率为(94±3)％,max dose方法通过率为(95±3)％.结论 PTW Array729可用于6X和6FFF VMAT计划的临床验证,6FFF计划的通过率略低于6X,local dose方式二者之间差异无统计学意义(P＞0.05),max dose方式二者之间差异具有显著的统计学意义(P＜0.01).同一计划的验证结果采用localdose评判方法通过率低于max dose,具有显著的统计学意义(P ＜0.001).     

电子射野影像装置用于监控放射治疗中初次摆位误差的研究

目的利用电子射野影像装置（EPID）对不同部位肿瘤放射治疗中的初次摆位误差进行量化分析,了解不同部位的摆位误差,了解不同医生对摆位误差的接受程度有无差异。方法 2006年1月～2007年12月接受放射治疗的患者中按头颈、胸部、腹盆腔不同部位,按不同医生治疗组随机选取58例,其中男性30例,女性28例;年龄23～86岁,平均年龄56.9岁。按部位分别为头及头颈部20例,胸部19例,腹盆部19例。采用双曝光法拍摄照射野验证片。参考图像为CT定位后的数字重建图像（DRR）或X射线模拟机定位图像,图像比较采用骨性结构为标志,勾画出参考图像上的骨性结构,与EPID进行最大程度重合后得出在水平、垂直方向上的摆位误差数据并进行分析。结果摆位误差水平方向为（1.02±1.15）mm（0~5mm）,垂直方向为（1.11±1.20）mm（0～6mm）。90%以上摆位误差小于3mm。头部或头颈部固定摆位误差最小,水平方向和垂直方向分别为（0.64±0.65）mm和（0.91±0.98）mm。不同医生组之间摆位误差无明显统计学意义。在不同部位治疗中,在垂直方向摆位误差上,头及头颈部固定明显小于胸部和腹盆部固定,差异有统计学意义（P=0.02）。结论绝大多数摆位误差在容许范围。实施治疗前,先行X射线模拟机摆位不失为一种缩小摆位误差的有效办法。     

基于标定和计算的电子射野影像系统剂量重建

提出了一种基于标定和计算的电子射野影像系统（EPID）剂量重建算法。首先,对连续采集模式的EPID原始数据进行暗场校正和增益校正,然后通过亮场灰度特征确定射野边界。其次,对EPID数据进行MU标定、离轴标定和射野大小标定,并根据标定后的叠加通量和加速器机头蒙特卡罗模型进行剂量重建。最后,选取9例IMRT计划,分别使用EPID和MapCheck对计划进行验证测量,并在不同γ标准下比较两种验证工具的通过率。针对选取的1例计划病例,两种标准下使用MapCheck对多个病例验证的通过率分别为99.02%±1.28%、90.84%±4.49%;使用EPID重建模型的平均通过率分别为98.86%±1.19%、91.39%±4.80%。本文提出的标定和剂量计算相结合的EPID重建算法,与主流剂量验证软件MapCheck相比,对IMRT计划的验证通过率没有统计学差异（P>0.05）,符合剂量验证的临床要求。