Varian 2300 C／D直线加速器高能电子束铅挡野输出因子的测定与分析

目的：探讨Varian 2300 C/D直线加速器高能电子束射野输出因子变化规律。方法：用电离室法实测在各种能量下对四种限光筒的不同铅挡野的射野输出因子。结果：铅挡野输出因子随射野边长及限光筒大小变化没有明显的规律;铅挡野输出因子与能量有关。结论：射线能量、限光铜和铅挡野大小时输出因子的影响较大,临床应用时需要针对性地精确测量。     

不同照射条件下6MV X线对皮肤剂量的影响

目的:通过比较研究不同临床照射条件下,6 MV X线对皮肤剂量的影响。方法:在常规治疗模式下,利用平行板电离室在固体水中测量不同射野大小、不同源皮距(SSD)、(有/无)有机玻璃挡铅托板、动态楔形板、固定楔形板、多叶准直器(MLC)及低熔点合金挡铅等不同照射参数条件下皮肤相对受量。结果:皮肤剂量随着照射野由3 cm×3 cm到30 cm×30 cm时,其剂量由8%上升到30%;皮肤剂量随源皮距(SSD)的增加而逐渐降低,并且这种变化在大野时比较明显;有机玻璃挡铅托板的使用明显增加了皮肤受量且在大野时增加更为显著;在使用固定楔形板时(各角度),皮肤剂量较开野小,然而在使用动态楔形板时,皮肤剂量因楔角不同而不同,在小角度时皮肤受量与开野相似,但在大角度时,皮肤受量有较明显的降低;低熔点合金挡铅增加了皮肤剂量,MLC对皮肤剂量的影响类似低熔点合金挡铅,但增加效果没有合金挡铅明显。结论:在不同的照射条件下,皮肤的受量有较大的变化,因此本研究的意义在于揭示这种影响,为以后治疗计划设计提供参考意见。     

医科达Precise直线加速器高能电子束的射野输出剂量特性

目的:研究不同大小射野挡铅对高能电子束射野输出剂量的影响,并讨论不同源皮距的变化规律.方法:在医科达直线加速器上对标称能量4MeV～18MeV共六档高能电子束不同源皮距时测量各限光筒附加射野挡铅的输出因子.结果:因自动跟随限光筒的X线准直器的设置对各能量各限光筒不同,各标准限光筒野输出因子与射野变化无确定规律;它随能量增加而减小,小野6 cm×6 cm却相反.各限光筒加挡铅射野的输出在小野时变化较大,射野直径与能量射程的差别大小影响输出因子的变化快慢.对不同限光筒形成的相同挡铅射野因子对低能大限光筒值更大,高能相反.延长源皮距仍基本遵循以上3个结论,且延长源皮距更高能量较小射野的输出下降更迅速.     

利用模拟机及挡铅托架进行放疗前的治疗模拟

目的：通过对食管癌实例分析,理清放射治疗的全部过程,重点是利用模拟机模拟病人放疗过程,从中探讨模拟机的模拟过程在三维适形放射治疗中的临床应用价值。方法：以10位4野照射的食管癌病人为例,首先进行常规放疗模拟机的质量保证和质量控制（QA／QC）,本文重点介绍等中心精度的检验和光野射野的一致性;然后利用双螺旋CT机、体位固定装置、三维激光定位系统、常规放疗模拟机及挡铅托架对放疗病人进行体模制作、CT定位、制定治疗计划、制作挡铅及进行模拟验证,分别从寻找射野中心、射野验证、计算深度验证、治疗计划各项参数的可行性验证四个方面进行分析。结果：常规放疗模拟机的各项指标达到QA规定的允许限度内。通过治疗计划显示的各种参数（挡块、楔形等）的调整及修饰后,在常规X线模拟机下对照射野位置及计算深度进行验证可发现：全部患者的计算深度符合临床要求;大部分患者的剂量分布符合临床要求,成功率达90％;射野中心偏移误差最大为3．5mm,最小为0．5mm。在整个治疗过程中,两位患者出现了与床相撞的情况。结论：对放疗患者进行放疗前模拟的过程是三维适形放疗的重要环节,用于验证放疗计划的可行性,保证放疗过程安全有效地进行。     

肺屏蔽块对全身照射剂量分布的影响

目的：探讨全身照射（ＴＢＩ）中为控制肺剂量所采用肺屏蔽挡块对剂量分布的影响。方法：利用三维自动扫描水箱按实际ＴＢＩ照射条件测量三种厚度不同的肺铅挡块下，水模体中剂量分布情况。结果：加肺档块使纵膈区剂量减少，肺挡因子与测量的深度有关。结论：肺挡因子应在照射条件下测量。在全身照射总剂量与肺部限受剂量相差较大时，应注意纵膈剂量的修正。     

电子束限束筒挡铅后的剂量学效应

本文探讨了挡船对电子束限束筒输出剂量的影响。采用标准水模及IONX2500／3型剂量仪,0.6cm^3电离室,对Philips SL75-14型直线加速器不同能量电子束固定限束筒、等效方野公式推算所得相应限束筒不规则野的吸收剂量进行了实测。结果分析：在限束筒上加空心铅块所获得的等效方野与该限束筒的吸收剂量无明显差别,但与等效方野公式推算所得相应限束筒的吸收剂量差别显著。因此我们认为：用不规则野电子束治疗时,应选用原限束筒的剂量学参数,不宜用等效方野公式推算所得相应限束筒的剂量学参数。     

数值方法分析电子线笔形束模型的能量展宽函数

目的:探讨用离轴比曲线分析电子束照射野笔形束模型能量展宽函数的方法.方法:用PTW mp3三维水箱测量Synergy加速器所有电子束能量、限光筒、空气间隙在不同深度的射野离轴比曲线.用数值分析方法对射野离轴比曲线进行分析,得到电子线照射野笔形束模型能量展宽函数σp(z)随电子束标称能量、限光筒大小和限光筒底端面到体模表面空气间隙变化的规律.将计算得到的σp(z)输入到PLATO治疗计划系统,计算吸收剂量,并与相同条件下用0.6 cc电离室剂量仪测量的结果进行比较.结果:能量展宽σp(z)随深度增加而变大,接近电子最大射程末端,很快减小,呈液滴状分布.能量展宽和电子的标称能量以及限光简大小有关,这主要是电子在体模中的单次和多次散射作用引起的.能量展宽随限光筒低端面到体模表面的空气间隙线性变化.标准条件下吸收剂量的计算值和测量值很接近,最大误差小于±5%.结论:电子束照射野笔形束模型充分考虑电子在体模内的作用特点和过程,是比较好的计算模型.用射野离轴比数据分析电子束照射野笔形束模型的特征参数.结果准确可靠.     

Photoshop在射野验证中的应用和治疗机托架对整体挡铅位置影响的质量控制

目的:介绍一种利用Photoshop在放射治疗中的位置验证的方法和治疗机托架对鼻咽癌整体挡铅挡块的影响及采取的相应的控制措施进行探讨.方法:(1)利用扫描仪将加速器拍摄的验证片、定位片或CT重建图像输入计算机中,调整图像大小、灰度、对比度、图像配准、测量.(2)在BJ-6B型直线加速器上设置90°的机架角度和0°的准直器角度,在托架里插入有机板,有机板上设置与照射野灯光十字投影线相重合的十字定位刻线,然后变换机架角为270°.观察有机板在有、无整体挡铅时十字刻线与照射野灯光十字投影线误差的程度.结果:(1)通过射野验证图像与参考图像的对比可以发现.在水平(RL)方向、上下(SI)方向和前后(AP)方向,对于头颈部摆位误差为:(1.11±1.37)mm,(1.33±1.25)mm,(0.83±0.79)mm;胸部:(2.44±1.03)mm,(2.6±1.52)mm,(2.34±1.17)mm;腹部:(2.53±1.86)mm,(2.83±1.19)mm,(2.67±1.68)mm;盆腔部:(1.93±1.83)mm,(1.59±1.7)mm,(1.85±1.72)mm.(2)整体挡铅固定有机板与治疗机托架之间等机械因素存在固有的安装间隙,在机架角270°时有机板会因重力的缘故朝这些间隙位移,从而使有机板上的整体挡铅块也随之在照射野中出现位置偏移,折算到源轴距位置处有0mm-5.2mm的位置误差.结论:(1)利用Adobe Photoshop完全可以进行射野和摆位位置的准确测量,操作简单、安全可靠.(2)在整体挡铅固定有机板上设置准确的十字定位线,以此作为整体挡铅在固定有机板上的浇铸和位置检验的基准,并作为整体挡铅在托架位置处与照射野十字灯光投影线对准的标记线,可以预先了解整体挡铅位置偏移情况进而采取控制措施.     

半导体和电离室探头在直线加速器数据测量中的比较与分析

目的：比较分析半导体探头和电离室探头在三维水箱测量中的差异，为能够提高数据测量精度从而实现治疗计划系统建立准确的计算模型提供依据：方法：在加速器8MV光子线下，使用0．13cm^3的指形电离室和半导体探头在三维水箱中分别测量照射野1cm×lcm，2cm×2cm，3cm×3cm，4cm×4cm，5cm×5cm，6cm×6cm，8cm×8cm，10cm×l0cm的总散射因子、百分深度剂量曲线、离轴比曲线，对测量结果进行比较和分析；结果：对于总散射因子，在较大照射野测量时结果一致，在小野测量时存在差异，1cm×lcm照射野的两者测量结果偏差15．32％；对于百分深度曲线，在建成区差异最大，各照射野的在水面处的测量结果均偏差10％以上：对于离轴比曲线，在半影区存在显著差异．半导体探头在最大剂量点深度测量的射野大小均小明显小于电离室测量的结果。结论：总散射因子，小照射野测量时建议使用半导体探头或者较小体积的电离室；百分深度剂量曲线，建议使用电离室探头；离轴比曲线，使用半导体探头可测量到较好的射野半影区。     

应用蒙特卡罗算法探讨电子线挡块对输出因子的影响

目的：应用蒙特卡罗（Monte Carlo,MC）算法探讨电子线挡块对输出因子的影响。方法：针对西门子Primus直线加速器的10emx10em限光筒,先在此限光筒内设计8个边长为2cm-9cm的方野．采用MC算法分别模拟计算它们在6MeV、9MeV和12MeV下的输出因子,然后再设计13个不同大小的矩形野,同样采用MC算法计算它们的输出因子,并与采用公式OUF（X,Y）=[OUF（X,X）·OUF（Y,Y）]^1/2得到的输出因子进行比较。最后,将3cmx5cm和4cmx8cm两个矩形野的中心分别向左移动4个位置,观察射野中心的位置变化对输出因子的影响。结果：采用上述公式计算矩形野的输出因子能较好地吻合采用MC算法得到的输出因子,两者的差距不超过1．3％。3crux5cm和4cmx8em两个矩形野的中心位置变化对剂量分布影响不大,输出因子差距不超过1．4％。结论：任意大小的矩形野的输出因子均可采用此公式计算得到,前提是须测量较详细的方野的输出因子。电子线射野中心的位置对剂量分布的影响不大。关键词：电子线;输出因子;蒙特卡罗算法;     

应用提高分辨率的MatriXX检测等中心偏移的方法简介

目的:以检测等中心在X方向的偏移示例,介绍使用提高分辨率之后的MatriXX检测等中心偏移的方法。方法:在确保MLC的leaf bank关于collimator中心轴旋转对称,且MatriXX中心与等中心的偏差已知的基础上,将gantry和collimator的角度都设为0°,治疗床向X正方向每移动1 mm测量1次5 cm×5 cm照射野100 MU的剂量分布曲线,共7次移动治疗床,测量8组数据,然后将这8组数据叠加为一组复合数据,得到gantry和collimator角度为0°、5 cm×5 cm照射野100 MU时MatriXX在X方向分辨率为1 mm的剂量分布曲线。同样的方法测量得到将gantry角度设为180°时相对应的剂量分布曲线,然后使用OmniPro I’mRT软件对比分析这两个profile,得出等中心在X方向的偏移值。结果:等中心的偏移值为1.8 mm。结论:提高分辨率之后的MatriXX能够检测出等中心的偏移值;等中心的偏移会导致病人接受剂量出现偏差,而这种偏差可以通过调整Elekta Synergy MLC的leaf bank关于gantry旋转中心轴对称和计划设计中设置collimator与couch角度为0°来克服;等中心的偏差使得gantry角度在90°和270°附近照射野的平面剂量偏差非常大。因此,不建议计划设计中设置gantry角度在90°和270°附近的照射野,也不建议选用MatriXX或者其他平面探测器做照射野gantry角度集中在90°和270°附近的病人计划验证。     

全脑全脊髓转床半野照射技术的临床应用

目的：介绍一种通过转床、半野进行全脑全脊髓照射的技术。方法：模拟定位时首先设颈胸脊髓野：机架角O°,小机头0°,床角0°,SSD=100cm,野长40cm,野宽4cm～5cm,同时在体膜上标记射野上界（B点）和下界（C点）,然后设全脑野：使用半束左右两野对穿照射,机架角90°或270°,小机头11.3°或348．7°,床角0°,SAD=100cm,Y1=0,X和Y2取包括颅骨外1cm,使射野X方向中心线在透视下与B点重合,最后设腰骶脊髓野：以C点为中心使用半束照射,机架角11.3°,小机头O°,床角90°,SSD=100cm,X2=0,Y和X1取包括腰骶直至S4。同时使用Kodak-Ec-film胶片、固体水模体以及MatriXX系统在加速器治疗机上模拟射野进行射野衔接点的几何和剂量验证,并观察12例使用该技术投照期间患者的放疗反应。结果：颈胸段脊髓野与全脑野衔接点以及颈胸段脊髓野与下位脊髓野衔接点处射野边界清晰锐利,未见射野间分离和重合现象,等剂量线基本平滑,未见明显的凹陷和凸出现象,12例患者都完成全脑全脊髓的照射计划,未见明显严重的放疗反应。结论：全脑全脊髓转床半野照射技术做到了射野间的无缝衔接,方法简便,值得临床推广应用。     

Leakage radiation from electron applicators on a medical accelerator

The leakage characteristics of electron applicators on our Clinac 2500 linear accelerator have been measured. The leakage radiation in the patient plane and at the surface of the electron applicators has been measured for applicator sizes from 6 cm X 6 cm to 25 cm X 25 cm and beam energies from 6 to 22 MeV. For certain applicator/energy combinations the leakage radiation was significant. The leakage radiation, relative to the central axis dose, was found to be up to 7% in the patient plane and up to 39% at the applicator surface. Reducing the collimator setting or adding lead at select locations on the applicator surface was effective in reducing the magnitude of the radiation leakage.     

A semianalytical method for the design of a linac x-ray beam flattening filter

The purpose of this study was to design an improved flattening filter for a Therac 20 medical linear accelerator. Profiles of the 18-MV x-ray beam produced by this accelerator measured along the diagonal of a 40 X 40 cm field at a depth of 5 cm were measured, and it was found that there were regions near the corners of the field where the dose was 109% of the central axis dose. An iterative algorithm for designing flattening filters was developed which required, as input, precise measurements of the following data: the unflattened primary beam profile, the fraction of the beam due to contamination radiation arising from interactions of primary photons with the flattening filter and the collimator assemblies, and the attenuation of the primary photons in water and lead as a function of angle from the central axis of the beam. A new flattening filter was designed and profiles of the beam were measured at a number of depths. These measurements showed that the beam was flattened to within +/- 1% out to 24 cm along the diagonal of a 40 X 40 cm field at a depth of 5 cm.     

Physical aspects of a rotational total skin electron irradiation

A technique for rotational total skin electron irradiation is presented in which the patient stands on a slowly rotating platform (SSD = 285 cm) in a large uniform linear accelerator electron field (Eo = 3.5 MeV). The beam is scattered by the transmission ionization chamber and by a special lead/aluminum scattering filter, and then degraded by a sheet of Lucite. A Farmer chamber is used as a patient dose monitor and a method for absolute dose calibration is presented. The field is uniform to within +/- 5% for dimensions of 180 X 40 cm2. The surface dose for rotational therapy is equal to 45% of the maximum dose in a stationary beam. The rotating beam exhibits a dose maximum on the surface, falls to 80% at 0.5 cm and has an x-ray contamination of approximately 4%. The surface dose rate is about 25 cGy/min for the rotating beam. The rotational beam percentage depth dose distributions, calculated using stationary beam information, agree well with measured data. The stationary beam exhibits a dose maximum at 4 mm in tissue, a surface dose of 93%, 80% dose at a depth of 1 cm, a practical range of 1.75 cm, and an x-ray contamination of 2.5%. The rotational total skin electron irradiation significantly reduces the patient treatment and setup time and solves the problem of beam matching, when compared to standard multiple-beam techniques.     

图像引导下头颈部肿瘤固定装置改良的误差分析

目的：在调强放射治疗过程中,采用同样的放射治疗手段（高能X线或电子线治疗）,而通过改良头颈部体位的固定装置,能有效减少放射治疗摆位中产生的随机误差。方法：随机选取不同固定装置的两组鼻咽癌患者各82人,应用Varian Trilogy直线加速器对每位患者进行一周一次的CBCT扫描,并与计划系统的定位CT图像进行在线校准匹配,得到X（左右）、Y（头脚）、Z（腹背）三个方向上的实时摆位误差。采集两组患者所有的摆位误差数据进行对比分析。结果：旧固定装置摆位误差X方向约0.0984 cm,Y方向0.1870 cm,Z方向约0.0979 cm;新固定装置摆位误差X方向约0.0801cm,Y方向0.1027 cm,Z方向约0.0889 cm（注：X代表Lateral,Y代表Longitudinal,Z代表Vertical）。两组固定装置在X方向和Z方向上摆位误差区别不大,但新固定装置在Y方向上明显提高了放射治疗的精确性,大大减少了随机误差。结论：有效地使正常组织受到最少照射和提高肿瘤的局部控制率,减少正常组织并发症,治疗体位的精确最为关键。通过改良体位固定装置,严格按照CBCT验证后的数据摆位,能有效减少来自摆位的随机误差。同时,保证了治疗体位的精确性和重复性,提高了放疗精度。     

Varian Edge加速器射野外辐射剂量水平与铅防护用品的防护效果

目的:研究Varian Edge加速器不同工作状态下射野外辐射剂量水平以及铅防护用品的防护效果。方法:利用实验测量的方法，研究加速器在不同工作能量、不同线束均整状态、使用不同防护用品，测量距射野边缘不同距离及不同深度下辐射剂量水平的变化情况。结果:射野外辐射剂量随距射野边缘距离增加（5~40 cm）近似呈指数规律下降，距射野边缘20 cm范围内低能量射束（6 MV、6 MV FFF）的辐射剂量低于高能射束（10 MV、10 MV FFF）的辐射剂量，且随测量深度增加（1~2 cm）而降低。非均整模式下射野外剂量测量结果低于均整模式射束。在相同能量条件下，铅防护用品的防护效果与线束的均整状态无关。对高能射束的防护效果要优于低能射束且随深度增加防护效果迅速下降。深度为1 cm，射束能量10 MV FFF，距射野边缘5~30 cm条件下，防护效果最强，射野外辐射剂量水平降低50%以上。测量深度为2 cm，射束能量为6 MV FFF，距离射野边缘5~30 cm的条件下，防护效果最差，仅能降低10%以下。结论:在实现临床目标的前提下，治疗过程中若无铅防护用品进行保护，推荐采用低能非均整模式进行计划设计；若使用铅防护用品进行保护，可以采用高能非均整模式射束，此时铅防护用品效果最佳，射野外浅层器官所受剂量最低，可有效降低二次肿瘤发生几率。     

Investigation on the reduction of electron contamination with a 6-MV x-ray beam

Experimental investigations have been carried out on the reduction of electron contamination of a 6-MV x-ray beam of Clinac model 1800 for square field sizes 5 X 5 to 30 X 30 cm2 in steps of 5 cm and for rectangular field sizes 19 X 7 and 7 X 19 cm2. The electron contamination of both the open beam and the beam with the tray can be effectively reduced by placing a lead foil filter immediately below the blocking tray. Measurements at 100-cm source-skin distance with filter in place showed a reduction in dose in the buildup region and also a displacement of the location of Dmax to greater depths, even for small field sizes such as 10 X 10 cm2.