IAEA剂量实用规范与我国“放疗剂量学规定”的比较研究

目的研究用于放射治疗剂量测定的国际原子能机构(IAEA)第277号技术报告《光子束和电子束吸收剂量的确定》国际实用规范和我国1984年国家计量局和卫生部颁布的基于ICRU23号技术报告的《关于肿瘤放射治疗剂量学的若干规定》之间的差异。方法用理论计算和实验测量2种方法比较了不同的电离室在测量^60Co γ射线和3种能量的高能X射线水中吸收剂量所得结果。结果大部分常用的电离室在不同的光子能量下使用两种方法所测的结果差异小于1％，只有1个电离室的结果大于1％，并小于1．5％。结论现在放射治疗对剂量有更高的精度要求，所以我们建议尽量采用IAEA国际实用规范。     

调强适形放射治疗计划剂量学的验证

目的探讨逆向调强适形放射治疗(IMRT)过程中剂量学验证的方法，保证IMRT治疗计划临床实施的正确性。方法针对实施IMRT病人，使用CMS FOCUS9200三维治疗计划系统设计出5野IMRT治疗计划。利用固体水模板在治疗计划系统中建立三维等效体模。将待验证病人的IMRT计划移置到体模中重新进行优化，计算出体模中感兴趣点或平面上的剂量和剂量分布。将体模移放到加速器治疗床上，调用体模IMRT计划数据对体模进行模拟照射。使用0．23 cc电离室测量出体模中感兴趣点上的吸收剂量；使用RIT 113胶片剂量分析系统测量出体模中感兴趣平面上的剂量分布。然后和计划系统计算的结果相比较，验证绝对剂量和相对剂量。结果绝对剂量和相对剂量的测量结果基本上和计划系统计算的结果相一致。测量的绝对剂量误差在3％以内，相对剂量曲线分布也是比较准确的。结论IMRT计划剂量学验证是临床实施IMRT治疗过程中的可靠保证。     

湖北省核查放射治疗非参考条件剂量学参数方法的验证

目的 研究用TLD核查医用电子加速器在非参考条件下,光子线束剂量随照射野、楔形板变化,电子线束剂量随照射野、源皮距变化的剂量学参数方法的可靠性。方法 在非参考条件下,用指形电离室测量光子线束水下10 cm处吸收剂量和电子线束最大剂量点处吸收剂量,并在同一位置放置TLD进行照射,将照射后的TLD邮寄到中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所进行测量并估算剂量。结果 光子线束剂量点共70个,其中58个点的TLD测量结果与指形电离室测量结果相对偏差在±7.0%以内（IAEA允许偏差±7.0%）,合格率为82.8%。经过P_S值修正后,合格点数达到62个,合格率上升为88.6%;电子线束剂量点为24个,其TLD测量结果与指形电离室测量结果相对偏差均在±5.0%以内（IAEA允许偏差±5.0%）,合格率为100%。结论 用TLD核查非参考条件电子线束剂量学参数方便,与指形电离室相互验证,可提高剂量测量的准确性。电子线束能量在5 MeV<E₀<10 MeV的范围内,用指形电离室测量吸收剂量参数,并用TLD验证,其结果精确可靠。     

动态多叶光栅剂量学间隙对调强放疗的影响

目的 研究多叶光栅剂量学间隙（DLG）对计算剂量和实际剂量的影响。方法 在Eclipse计划系统中对典型全盆腔病例分别做动态调强计划（IMRT）和容积旋转调强（VMAT）计划。计算DLG为0与0.3 cm两种极端情况下剂量学指标的差异,分析DLG变化对平均叶片间隙的影响。固定多叶光栅位置,模拟实际治疗通量,通过改变DLG的大小,分析PTV平均剂量的变化趋势。结果 DLG在0与0.3 cm下计划靶区（PTV）接受50 Gy剂量时所对应的体积（V₅₀）、直肠V₄₀、膀胱V₄₀、小肠V₃₅、左右股骨头所接受的最大剂量（D_max）的差异分别为1.49%、0.72%、0.82%、0.68%,0.02和0.14 Gy。多叶光栅的平均叶片间隙与剂量学间隙明显相关（R²=0.996,P<0.05）,且随剂量学间隙的增大而变小。实际治疗中,对典型全盆腔病例,剂量学间隙每增大0.1 cm,IMRT的PTV平均剂量降低3.95%,VMAT降低1.5%。结论 动态多叶光栅剂量学间隙会影响多叶光栅的实际位置,导致实际治疗与治疗计划的剂量学差异,剂量学间隙越大,实际剂量越低。     

脑胶质瘤三维适形放射治疗与调强放射治疗的剂量学比较

目的 评价脑胶质瘤调强放射治疗较三维适形放射治疗的剂量学优势。方法 本研究采用10例脑胶质瘤患者,针对所有患者分别进行3D CRT和IMRT的计划设计,利用剂量体积直方图评价不同照射技术中靶区和正常组织照射剂量、适形度指数和不均匀性指数。处方剂量为60 Gy。结果 IMRT计划脑干最大剂量和受照体积、患侧腮腺平均剂量和脊髓最大剂量均低于3D CRT计划。对于靶区适形度指数,IMRT计划优于3D CRT计划;对于不均匀性指数,两种计划模式的差异没有统计学意义。结论 在脑胶质瘤放疗中应用 IMRT可以明显降低脑干的剂量和受照体积,为靶区剂量的提高提供了可能性。     

脑胶质瘤三维适形放射治疗与调强放射治疗的剂量学比较

目的 评价脑胶质瘤调强放射治疗较三维适形放射治疗的剂量学优势.方法 本研究采用10例脑胶质瘤患者,针对所有患者分别进行3D CRT和IMRT的计划设计,利用剂量体积直方图评价不同照射技术中靶区和正常组织照射剂量、适形度指数和不均匀性指数.处方剂量为60 Gy.结果 IMRT计划脑干最大剂量和受照体积、患侧腮腺平均剂量和脊髓最大剂量均低于3D CRT计划.对于靶区适形度指数,IMRT计划优于3D CRT计划;对于不均匀性指数,两种计划模式的差异没有统计学意义.结论 在脑胶质瘤放疗中应用IMRT可以明显降低脑干的剂量和受照体积,为靶区剂量的提高提供了可能性.     

调强放射治疗摆位误差验证方法及其准确性探讨

随着计算机技术和图像技术的不断进步,肿瘤放射治疗技术有了长足的发展。调强放射治疗（intensity modulated radiation therapy,IMRT）是计算机技术与影像技术高度结合的一种新的治疗方法,治疗结果显示IMRT技术在明显提高肿瘤控制率的同时也能极大改善肿瘤患者的生存质量。但有学者提出：IMRT是一柄“双刃剑”,它的优势必须以高精度的临床质量保证为前提。     

上胸段食管癌调强放射治疗中淋巴结意外照射的剂量学研究

目的比较上胸段食管癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)与5野的静态调强放射治疗(5F-IMRT)在淋巴结意外照射中的剂量学差异,评估两种方式在上胸段食管癌放射治疗中的剂量学特点。方法选取20例典型的上胸段食管癌患者,在进行靶区勾画时,肿瘤区(GTV)、临床靶区(CTV)不包含所有淋巴结,而将淋巴结单独勾画作为正常组织。对这20例患者分别制定两套计划,即VMAT与5F-IMRT,主要的计划评估参数为靶区的适形指数(CI)、均匀指数(HI),以及接受相应处方剂量水平照射体积百分比V95、V110;危及器官(OAR)评估包括肺的Dmean、V5、V20、V30,心脏的Dmean、V25,脊髓的Dmax,机器调数(MU)。同时评估各个淋巴结的等效均衡剂量(EUD)与接受40 Gy照射剂量的体积百分比V40。结果5F-IMRT计划在V95%上具有较高的计划靶区(PTV)剂量覆盖率(t=-9.4,P<0.05),VMAT计划的适形指数(CI)优于5F-IMRT(t=-5.3,P<0.05);5F-IMRT计划较VMAT计划降低平均肺V510.9%(t=-7.8,P<0.05),降低平均脊髓Dmax 9%(t=-10.2,P<0.05);VMAT计划较5F-IMRT计划降低平均MU 18.6%(t=-6.2,P<0.05);5F-IMRT计划在所有上胸段淋巴结区域的平均EUD值为32.3~61.5 Gy,较VMAT计划(32.5~61.1 Gy)提高4.7%,平均V40提高2.4%。各个上胸段淋巴结区域除左气管支气管淋巴结(106tbL)外的意外照射剂量,与PTV的体积大小充分相关(R=0.716~0.933,P<0.05)。结论5F-IMRT的放射治疗计划在上胸段食管癌淋巴结意外照射中更具剂量学优势,且肿瘤靶区较大的患者淋巴结区域具有更高的辐射剂量。     

江苏省调强放疗剂量学验证研究

目的 研究调强放疗（IMRT）多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布验证方法。方法 选取8台医用加速器,6 MV X射线照射野为5 cm×5 cm时,分别使用热释光剂量计（TLD）和EBT3胶片剂量计核查调强放疗多叶光栅野光子线束吸收剂量,并使用EPT3胶片剂量计核查调强放疗多叶光栅野光子线束二维剂量分布。结果 使用多叶光栅野热释光验证方法和胶片剂量计方法,剂量相对偏差范围分别是-1.4%~6.8%和-1.8%~7.8%。有7台结果符合国际原子能机构（IAEA）剂量偏差在±5%的要求;二维剂量分布通过率范围为73.4%~97.0%,有7台符合二维剂量分布通过率> 90%的要求。结论 热释光剂量计和胶片剂量计用于调强放疗多叶光栅野剂量学参数验证是可行的,适合审管部门大规模开展的IMRT的治疗计划系统（TPS）吸收剂量和二维剂量分布验证。     

基于食管癌放射治疗计划的剂量学研究

目的应用三维治疗计划系统（3D—TPS）比较研究食管癌的不同照射方法，评价常规三野等中心照射（RT）、三维适形（3D～CRT）、调强适形放射治疗（IMRT）在靶区剂量及正常组织保护方面的不同。方法采用三维治疗计划系统对12例经病理证实的中下段食管癌的患者CT定位图像分别设计3种放射治疗计划，分别为RT，3 D—CRT，IMRT，计划的处方剂量均为50 Gy，通过治疗计划及剂量体积直方图（DVH）比较靶区及危及器官剂量的差异。结果RT，3 D—CRT，IMRT的95％计划靶体积（PTV）及95％大体肿瘤体积（GTV）的剂量有统计学意义，3 D—CRT和IMRT优于RT；3种计划的靶区适形度指数、PTV剂量变异度指数、处方剂量覆盖GTV百分比均以IMRT计划为最好，3D—CRT、IMRT减少了双肺受照20 Gu体积百分比（V20），均有统计学意义；3种计划的脊髓最大所受剂量、心脏1／3体积的所受剂量均在可耐受的范围内，IMRT为最小，P〉0．05。结论3 D—CRT、IMRT在靶区适形度和靶区剂量上均优于RT，能获得均匀的剂量分布，且能降低周围敏感器官的所受剂量，正常组织所受剂量均能在耐受范围内。     

湖北省调强放疗多叶光栅野光子线束吸收剂量和二维剂量分布验证研究

目的 用热释光剂量计（TLD）和放射性免冲洗胶片测量调强放疗（IMRT）多叶光栅（MLC）野光子线束吸收剂量并验证二维剂量分布。方法 选择湖北省7家三级甲等医院的7台不同型号医用直线加速器,使用国际原子能机构（IAEA）提供的15 cm×15 cm×15 cm聚苯乙烯专用模体,TLD和放射性免冲洗胶片,在源皮距90 cm,照射深度10 cm,照射野5 cm×5 cm,6 MV X射线,6 Gy吸收剂量照射条件下制定IMRT计划并实施照射,比较TLD和胶片吸收剂量测量值与放疗计划系统（TPS）预估剂量之间的偏差。同时,使用医院配备的30 cm×30 cm均质固体模体,在模体表面下5 cm处放置25 cm×25 cm放射性免冲洗胶片,并将IMRT计划中单个射野移植到模体中胶片层面上并实施照射,通过胶片剂量分析系统验证二维剂量分布。结果 所检医用直线加速器中,1号加速器TLD吸收剂量相对偏差和胶片吸收剂量相对偏差分别为-8.5%和-1.9%;7号加速器TLD吸收剂量相对偏差和胶片吸收剂量相对偏差分别为5.4%和0.5%;其余加速器TLD和胶片吸收剂量相对偏差均在±5%范围以内。所有加速器的二维剂量分布通过率均在90%以上。结论 TLD和胶片核查调强放疗剂量质量方法,操作简单,科学性强,TLD和胶片便于邮件方式寄送,该方法可运用于对放疗机构调强放疗剂量大范围的质量核查。     

调强放疗三维剂量验证系统精度测试及临床应用研究

目的 测试三维剂量验证系统Compass^R测量重建及独立计算剂量的精度,评估其临床应用可行性。方法 设计一系列宽度分别为2、1、0.5 cm的条纹状射野,并选取11例肺部调强放疗（IMRT）计划,使用胶片和电离室对被测系统的平面剂量分布和特定点绝对剂量进行验证测试;使用Compass^R对IMRT模体计划做基于解剖信息的三维剂量验证,验证体积γ通过率、平均剂量偏差等参数。结果 条纹状射野测试,与胶片测量相比,被测系统重建和计算剂量γ通过率大于90%（选用3%/3 mm、2%/2 mm标准）,宽度为0.5 cm射野在半影区内γ通过率略差,被测系统重建和计算剂量曲线与胶片测量的曲线最大偏离分别3.21%和2.70%;IMRT计划特定点绝对剂量偏差在3%以内,最大偏差发生在肺部,IMRT计划等中心平面测量重建与胶片测量的γ通过率平均为（94.65±1.93）% （选用3%/3 mm标准）;三维剂量验证结果,靶区及危及器官的体积γ通过率均大于90%,平均剂量的偏差<1%。结论 测试系统剂量精度可满足IMRT计划验证要求,并能给出与患者解剖结构相关的体积剂量误差与位置误差的信息,有利于评估其对临床的影响。     

高能电子束不同吸收剂量测量方法的比较研究

目的 研究国际原子能机构(IAEA)第398号报告和第277号报告在电子线放射治疗剂量测定的差异。方法 采用圆柱型电离室、平行板电离室以及在用户高能电子线射线质下经过交叉校准的平行板电离室,分别依据两个报告,对医科达Precise加速器6档电子线在水中的吸收剂量进行精确测量。结果 用平行板电离室根据两个报告的测量规程测得的吸收剂量的差异为0.4%~2.3%,用圆柱型电离室测出的差异为0.6%~2.2%,用经过交叉校准的平行板电离室测出的结果是0.5%~2.0%。依据IAEA TRS-398和TRS-277报告的方法测得的吸收剂量具有较好的一致性。结论 IAEA TRS-398号报告关于电子线的校准方法较TRS-277号报告更精确,更加适用于临床用户进行测量。     

河南省调强放疗光子线束吸收剂量和二维剂量分布验证研究

目的 用热释光剂量计（TLD）和胶片测量调强放疗（IMRT）光子线束吸收剂量和二维剂量分布。方法 采用非概率抽样方法,在河南省选择5家三级甲等医院的8台可开展IMRT的医用加速器,TLD放入国家原子能机构（IAEA）提供的聚苯乙烯固体模体（15 cm×15 cm×15 cm）中,经CT扫描,影像传给放射治疗计划系统（TPS）制定放疗计划,源皮距90 cm,深度10 cm,照射野5 cm×5 cm,6 MV X射线,计算吸收剂量6 Gy和相应的监督单位（MU）,实施IMRT计划照射模体,测量TLD吸收剂量,同样方法测量胶片吸收剂量。医院的均质固体模体,尺寸30 cm×30 cm,厚度20 cm,25 cm×25 cm的胶片放在模体中,源皮距95 cm,深度5 cm,实施IMRT计划。结果 调查的8台医用加速器中,有7台加速器的TLD吸收剂量相对偏差符合要求,1台加速器不符合要求;胶片吸收剂量相对偏差全部符合要求;7台加速器的二维剂量分布通过率符合要求,1台加速器不符合要求。结论 TLD和胶片用于核查调强放疗多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布,方法简单,可操作性强,适合在我省医院大范围实施IMRT剂量质量核查。     

四川省调强放疗光子线束吸收剂量和二维剂量分布验证研究

目的 用粉末热释光剂量计（TLD）和胶片测量调强放疗（IMRT）光子线束吸收剂量和二维剂量分布验证研究。方法 用国际原子能机构（IAEA）提供的聚苯乙烯固体模体,经CT扫描,影像传给放射治疗计划系统（TPS）制定放疗计划,源皮距90 cm,深度10 cm,照射野5 cm×5 cm,计算吸收剂量6 Gy相应的监督单位（MU）。根据四川省各个地域医疗水平、放射治疗开展情况和物理师技术力量等因素选择了7家三级甲等医院,每家医院选取1台常用的加速器,7台加速器生产厂家分别为瓦里安、医科达和西门子,并分别实施调强放疗计划。医院使用的均质固体模体,尺寸30 cm×30 cm,25 cm×25 cm的胶片放在模体上,厚度>20 cm的固体模体板覆盖在胶片上面,射线束中心对准胶片中心,实施调强放疗计划的验证。结果 7台加速器中,TLD吸收剂量与TPS计划剂量相对偏差分别为1.4%、3.7%、-2.5%、-0.3%、4.9%、4.9%和5.0%,满足IAEA要求的±5%以内;胶片吸收剂量与TPS计划剂量相对偏差分别为4.7%、4.3%、1.5%、3.9%、-1.6%、3.3%和-1.3%,满足IAEA要求的±5%以内;5台加速器胶片二维剂量分布3 mm/3%通过率分别为99.9%、98.5%、98.5%、97.9%和70.0%,其中4台加速器满足IAEA要求的通过率为90%以上,1台不满足要求。结论 用TLD和胶片测量调强放疗光子线束野吸收剂量和二维剂量分布验证,科学实用,经济方便,可为放射治疗计划提供质量保证。     

放疗中呼吸引起的组织深度波动对吸收剂量的影响

目的研究放疗中呼吸引起的组织深度波动对吸收剂量的影响。方法在不同能量、组织深度波动幅度、呼吸频率及平均测量深度时，分别用研制的能模拟组织深度波动的辐射剂量测量水箱进行测量，以获得“组织深度波动因子”（Fdw）进行比较。结果组织深度波动确实对实际吸收剂量有影响，而且组织深度波动幅度、呼吸频率及射线能量越大，Fdw值越小，即对吸收剂量的影响越大，而Fdw与平均测量深度无关。结论放疗中必须根据患者的呼吸频率、所用射线类型及呼吸引起的组织深度波动幅度用Fdw对肿瘤或组织的实际吸收剂量进行修正，以提高疗效。     

Calculation of fluence and absorbed dose in head tissues due to different photon energies

Calculations of fluence and absorbed dose in head tissues due to different photon energies were carried out using the MCNPX code, to simulate two models of a patient's head: one spherical and another more realistic ellipsoidal.Both head models had concentric shells to describe the scalp skin, the cranium and the brain. The tumor was located at the center of the head and it was a 1 cm-radius sphere. The MCNPX code was run for different energies.Results showed that the fluence decreases as the photons pass through the different head tissues.It can be observed that, although the fluence into the tumor is different for both head models, absorbed dose is the same.     

调强放疗多叶光栅野剂量质量核查方法研究

目的 研究用热释光剂量计（TLD）和胶片（film）测量调强放疗（IMRT）多叶光栅（MLC）野吸收剂量和二维剂量分布质量核查方法,为我国IMRT剂量质量核查的应用提供指导。方法 根据放疗开展情况,选择江苏、四川、湖北、河南4省的27家医院30台不同型号加速器（瓦里安17台,医科达10台,西门子3台）。同批次胶片和TLD,分别放入2 cm固体模体中固定,装入国际原子能机构（IAEA）提供的15 cm×15 cm×15 cm聚苯乙烯固体模体中。源皮距90 cm,深度10 cm,照射野10 cm×10 cm,照射1组不同剂量点的剂量,分别建立胶片和TLD标准剂量曲线。照射后的TLD和胶片返回中国外部核查组（EAG）测量并计算吸收剂量。测量的胶片或TLD吸收剂量与放疗计划系统（TPS）计算吸收剂量进行比较。胶片测量IMRT多叶光栅二维剂量分布,参加IEAE国际多放射治疗中心研究。30 cm×30 cm均质固体模体,经CT扫描,影像传给TPS制定治疗计划,25 cm×25 cm的胶片放在固体模体表面,源皮距95 cm,深度5 cm,实施IMRT计划,分次完成6 Gy照射。照射后的胶片邮寄到IAEA剂量学实验室测量和估算。IMRT二维剂量分布验证研究验证程序与国际多放射治疗中心研究程序相同。计算3 mm,3%二维剂量分布通过率。胶片测量与TPS计算二维剂量分布通过率进行比较。结果 按IAEA要求,TLD或胶片测量吸收剂量与TPS计算吸收剂量相对偏差应在±5%内符合要求。江苏、四川、湖北、河南4省的TLD及胶片测量吸收剂量与TPS计算吸收剂量的相对偏差结果分别为±0.7%~±8.5%和±0.3%~±7.8%范围内。IAEA要求,胶片测量与TPS计划二维剂量分布通过率3 mm/3%比较,90%符合要求。中国参与国际多放射治疗中心研究结果为94%。江苏、湖北、河南、四川4省参加二维剂量分布验证研究结果在70.0%~99.9%的范围内。结论 TLD和胶片核查IMRT多叶光栅野吸收剂量和二维剂量分布方法,科学适用,可操作性强。建立的TLD和胶片核查方法,适合在国内医院大范围开展IMRT剂量质量核查。     

螺旋断层放疗提升鼻咽癌放疗剂量的可行性研究

目的 探讨应用螺旋断层放疗(HT)进行鼻咽癌放疗处方剂量提升的可行性及剂量学特点。方法 选取10例9野静态调强放疗的鼻咽癌计划,制定HT计划和静态调强(sIMRT)计划。在危及器官(OAR)符合正常组织临床影响量化分析标准的前提下,提升两组计划处方剂量,并比较剂量提升空间及处方剂量提升后两者的剂量学差异。结果 与sIMRT计划相比,HT计划所达到的处方剂量比sIMRT计划增加了42.6%(t=6.373,P<0.01);处方剂量提升后,HT计划的均匀性指数仍优于sIMRT计划(t=-2.288,P<0.05),但适形度指数略低于sIMRT计划(P>0.05)。限制HT计划处方剂量提升的OAR为脊髓(2例)、视神经(5例)、脑干(3例);限制sIMRT计划处方剂量提升的OAR为眼晶状体(1例)、脊髓(1例)、腮腺(8例)。结论 HT的高束流调强能力,使其在有效保护OAR的前提下,能够提高鼻咽癌放疗处方剂量。在sIMRT实现高处方剂量要求存在困难时,可考虑使用HT进行放疗。     

Monte Carlo estimates of absorbed dose rate in various tissues and organs

A computer program based on the Monte Carlo technique was developed for calculation of absorbed dose rate in various tissues and organs. The accuracy of the program was tested by reproducing Berger's values of the specific absorbed fractions for point isotropic sources in water, and a good agreement with those obtained by the moments method was found within an error of several percent. In comparing with experiment and other Monte Carlo results, good agreement was also obtained within the range of statistical error. The absorbed dose rate for an ¹²³I, ¹²⁴I, ¹²⁵I, ¹²⁶I and ^99mTc point source and their specific dose constants in various tissues and organs were calculated using this program. This computer program has the mass energy absorption and attenuation coefficients for 69 tissues and organs as a database file, and can be extended to various radionuclides used in nuclear medicine by adding their nuclear data to the program.