电离室灵敏体积对射波刀计划绝对剂量验证的影响

目的 研究电离室灵敏体积对射波刀计划绝对剂量验证的影响。 方法 CT扫描固体水模体后将影像导入计划系统,选用可变孔径准直器分别设计单野照射、多野等中心照射和非等中心适形计划。使用灵敏体积为0.007 cm³(ExradinA16)、0.240 cm³(ExradinA12s)和0.600 cm³(PTW30013)的电离室在固体水中分别测量各计划的绝对剂量,并计算相对误差。 结果 单野照射计划的相对误差随准直器孔径缩小而增加,相对误差在 ±2%内的最小准直器孔径分别为12.5 mm (ExradinA16)、25.0 mm (ExradinA12s)和30.0 mm (ExradinPTW30013);多野等中心照射计划测量中的相对误差为(0.26±3.9)%(ExradinA16)、(-6.28±14.33)%(ExradinA12s)和(-9.41±14.10)%(PTW30013);使用15.0 mm和7.5 mm准直器设计的非等中心适形计划相对误差分别为(0.79±1.43)%和(2.01±8.39)%。临床计划的绝对剂量验证中3种电离室测量的数据差异无统计学意义(P=0.985)。 结论 在较大准直器孔径情况下,若处方剂量完全包绕电离室灵敏体积则灵敏体积对测量结果影响不大。     

X线立体定向治疗系统的剂量测量—小野剂量分布测量方法

目的 :本文叙述我院利用半导体探头测量X射线立体定向治疗的剂量学参数 ,并对其结果给予评价 ,说明小野剂量分布的特点。材料与方法 :由于半导体探头具有体积小 ,灵敏度高等优点 ,我们选择P型半导体探头 ,以测量准直器 5m～ 5 0mm直径照射野的百分深度剂量 (PDD) ,离轴比 (OAR)及射野输出因子 (Sc ,p) ,所得结果与其他测量方法诸如电离室 ,胶片等 ,以及有关文献报导进行比较。结果 : 1 0和 3 0准直器的PDD值 ,在 5cm～ 2 0cm深度范围内 ,测量值与文献 7报道值的差别在± 0 .6以内。将PDD转换为TMR(组织最大剂量比 ) ,外推法计算 6MV -X线零野的有效线性衰减系数为 0 .0 5 1 0cm- 1。测量射野输出因子 ,在常规用照射野范围 ,半导体探头与NE2 5 71电离室所得数值 ,偏差为± 0 .4%以内 ,但当射野直径小于电离室直径的 2倍时 ,偏差增大。而用半导体测量准直器直径在 1 2 .5～ 2 7.5所得值 ,与报导用MonteCarlo方法计算值基本相吻合。对于射野离轴比 ,半导体和我们自行设计的胶片法组出的结果 ,差别在 1mm以内 ;半导体所测得的照射野半影区宽度 (90 %～ 1 0 % )与报导值极其接近。结论 :对于小野 ,由于照射野边缘剂量梯度过大和缺少侧向电平衡 ,选用探头的大小和测量位置 ,是影响精确测量极为重要的因素。     

不同探测器测量射波刀输出因子比较分析

目的 比较分析5种不同探测器测量射波刀输出因子,以选择适合的探测器。方法分别使用电离室探测器PTW30013、PTW31010,半导体探测器PTW 60017、60018,宝石探测器PTW60019及EBT3胶片测量射波刀12个孔径准直器的输出因子。比较分析不同探测器及探测器放置方向测量的输出因子。结果 准直器孔径>30 mm时5种探测器测量的输出因子差异<1%,准直器孔径<30 mm时不同探测器测量结果差异较大,准直器孔径越小差异越大。与胶片测量结果比较,PTW60019与胶片的一致性最好,偏差<2%。半导体探测器测量结果稍高,电离室探测器测量结果过小。探测器放置方向不同,输出因子测量结果不同。PTW60019探测器平行射野中心轴放置时,测量的输出因子比垂直射野中心轴放置的结果偏低,PTW31010探测器测量结果相反。结论 准直器孔径>30 mm时PTW31010、PTW60017、60018及PTW60019可直接用于射波刀输出因子测量,准直器孔径<30 mm时需要对上述探测器的测量结果进行修正。PTW30013不适合小野输出因子测量。     

准直器角度对肺癌SBRT-VMAT治疗计划的影响

目的:研究准直器角度对中央型非小细胞肺癌(NSCLC)患者体部立体定向放射治疗(SBRT)容积旋转调强(VMAT)计划剂量学影响。方法:选取10名中央型NSCLC患者进行VMAT计划设计。使用Varian Eclipse系统,6 MV FFF X射线,最大剂量率1400 MU/min。机架角度:CCW 179°~181°、CW 181°~179°,双弧准直器角度互组,0°~90°每间隔10°设置准直器角度,即为(0°,0°)、(10°,350°)、(20°,340°)、(30°,330°)、(40°,320°)、(50°,310°)、(60°,300°)、(70°,290°)、(80°,280°)和(90°,270°)制定十个计划。在处方剂量相同并且处方剂量线包绕相同靶区体积的前提下(归一至80%),比较计划靶区参数:D 95%、V 90%、适形度指数(CI)、梯度指数(GI)、D 2 cm以及机器跳数(MU),危及器官参数:双肺(D 1500 cm³、D 1000 cm³)、心脏(D 15 cm³)、脊髓(D 1.2 cm³、D 0.35 cm³)。用SPSS软件对每个分析指标做Wilcoxon符号秩检验,判断差异是否具有统计学意义。结果:在有统计学意义的基础上,10组计划中,准直器角度为60°时(P<0.05),靶区D 95%剂量最高,准直器角度为50°时(P<0.05),靶区V 90%最高。CI和GI在0°最佳。危及器官双肺(D 1500 cm³、D 1000 cm³)、心脏(D 15 cm³)、脊髓(D 1.2 cm³)受照剂量均在0°最低,脊髓D 0.35 cm³在整个角度范围内不具有统计学差异。此外,所有计划中危及器官受照剂量均远远低于计划规定值,其中双肺(D 1500 cm³)在50°的剂量与最低值仅相差4.1%(P<0.05),心脏(D 15 cm³)在60°的剂量与最低值仅相差3.4%(P<0.05)。结论:改变准直器角度对肺癌SBRT-VMAT计划剂量有明显的影响。选择合适的准直器角度,正常组织受照剂量远远低于计划限量时,靶区体积剂量明显提高,但计划复杂度也略有提升。在临床计划设计过程中,应充分考虑准直器角度的影响,制定更合适的治疗计划。     

全身皮肤电子束照射剂量学参数的测量和讨论

目的对全身皮肤电子束照射(TSEI)的剂量学参数进行测量并讨论。方法采用双机架角多野照射技术，在源皮距等于380cm下对6、8MeV电子束相关照射野的剂量学参数进行测量。采用平行板电离室和半导体探头测量百分深度量；用半导体探头测量均匀模体内某一深度处各点剂量均匀性，用剂量胶片测量人体体模横截面的剂量分布。结果对于6、8MeV电子束双机架角6个野照射，最大剂量深度都在0～3mm处，6MeV的80％，50％剂量深度分别在7、14mm处，8MeV的80％、50％剂量深度分别在7、17mm处。在机架旋转方向上模体2、11mm深度处野内各测量点的剂量均匀性在-10％～ 3％内。得出了人体模脐部横断面内等剂量分布曲线。结论全身皮肤电子束照射的剂量学参数与常规单野照射的剂量学参数有较大区别，临床治疗前需要准备充分的临床剂量学资料。     

X(γ)刀剂量场的测量

目的 :目前 ,国内X、γ刀的输出剂量及剂量分布尚无适宜的测量设备及相应的技术规范。由于X、γ刀剂量场的特点 ,不能用常规的电离室测量。本文的目的是为X、γ刀的剂量测量提供合理的设备和方法。材料与方法 :研制了灵敏区为 1mm的半导体探测器和体积为 0 .0 3cc的石墨电离室。用该探测器测量了γ刀在各种模体中的输出剂量及剂量分布。结果 :用研制的SCD -61半导体剂量仪和 0 .0 3cc石墨电离室测量了不同模体、不同准直器的输出剂量及剂量分布 ,根据对球形模的测量值 ,计算出各种射野时头形模的量分布 ,用热释光剂量仪做了验证 ,焦点值均在 5 %范围内一致。结论 :X、γ刀的输出剂量及剂量分布应在现场进行实际测量 ,所用探头直径应小于射野直径的一半。灵敏区～ 1mm的半导体探测器适合作X、γ刀小野的测量     

GZP型60Co近距离治疗源基于金属施源器剂量参数的蒙特卡罗研究

目的 研究金属施源器对GZP3型⁶⁰Co近距离治疗源剂量分布的影响,获得该源基于金属施源器的剂量学参数。方法 通过蒙特卡罗软件Geant4获得近距离治疗源周围(0~10 cm)的平均吸收剂量,并根据AAPM的TG43和TG43U1等报告推荐的计算公式获得该源基于金属施源器的剂量学参数。模拟中⁶⁰Co近距离治疗源位于半径为30 cm的球体水模中心。结果 获得基于金属施源器的GZP3型⁶⁰Co近距离治疗源1和2号通道的Λ为1.014 cGyh^-1U^-1(与无施源器相比分别偏差0.5%),3号通道的Λ为0.998 cGyh^-1U^-1(与无施源器相比分别偏差0.1%);中垂轴0.5~10.0 cm距离范围内的径向剂量函数,并获得该函数的拟合公式;角度0°~175°、距离0.5~10.0 cm范围内的各向异性函数。结论 本研究得到的基于金属施源器的剂量学参数为该源的临床使用提供更加精确的数据参考,在临床使用中应考虑金属施源器对于⁶⁰Co剂量分布的影响。     

GZP型60Co源剂量学参数的蒙特卡洛模拟

目的 GZP型⁶⁰Co源高剂量率后装机在临床中已有应用,模拟计算GZP型⁶⁰Co源的剂量学参数。方法 使用EGSnrc蒙特卡洛软件模拟计算已知的BEBIG ⁶⁰Co源(Co0.A86)剂量学参数,与其结果进行对比,验证方法的可行性。对GZP型高剂量率后装机⁶⁰Co源进行建模,用同样方法模拟计算GZP型⁶⁰Co源剂量学参数。结果 对BEBIG⁶⁰Co源,结果与标准数据吻合很好,单位活度空气比释动能强度S_K/A相差0.2%,剂量率常数Λ相差1.0%,径向剂量函数g_L (r)和各向异性函数F (r,θ))曲线吻合。计算得到的GZP型⁶⁰Co源(1、2)号通道的S_K/A和Λ分别是3.011×10^-7cGycm²h^-1Bq^-1和1.118cGyh^-1U^-1, GZP (3)号通道⁶⁰Co源的S_K/A和Λ分别是3.002×10^-7cGycm²h^-1Bq^-1和1.110cGyh^-1U^-1,g_L (r)、F (r,θ)和水模中单位空气比释动能强度的剂量率参照AAPM推荐列出。     

OPEN式体部伽马刀物理学特性研究

目的 研究OPEN式体部γ刀物理学特性为保证临床使用精度。方法 使用0.125 cm³指型电离室、160 mm的聚苯乙烯球模、EBT₂自显影胶片、IBA胶片分析软件等工具分别测试与验证OPEN式γ刀不同准直器的焦点位置精度、焦点剂量率、剂量与时间的线性关系、剂量重复性、辐射野的半高宽和半影宽度和综合误差, 并利用DTA方法对多靶点剂量叠加临床计划进行验证。结果焦点位置精度达到0.36 mm, 焦点剂量率误差<3%, 剂量与时间线性<2%, 剂量重复性平均<0.3%, 半影及半高宽接近头部γ刀检测要求, 综合误差<2.5 mm;在2 mm范围内剂量误差范围设置为5%时, 测试点剂量符合度通过率达90%以上。结论 OPEN式体部γ刀的部分测试结果达到了头部γ刀国家检测要求, 剂量学测试结果能满足临床中对局部肿瘤进行高剂量照射所需精度要求。     

放疗剂量验证中凝胶剂量计的研究进展及应用

放疗剂量验证尚无标准模式,先后出现了点剂量验证、平面剂量验证、三维剂量验证等;具体方法包括电离室胶片、半导体阵列、微型电离室矩阵、电子射野影像装置、凝胶剂量计等^[1-2]。凝胶剂量计是新一类剂量仪,与其他常规剂量仪相比,它一次就能验证靶区中任一点剂量,而不仅仅是面剂量或某点剂量;同时具有较高空间分辨率、剂量精度和组织等效性,能实现三维剂量分布验证^[3]。凝胶剂量计研究工作在国外已开展多年,有少量凝胶剂量计配方商业化并用于临床剂量验证^[4],而国内这方面的研究鲜见报道,笔者就凝胶剂量计的研究进展及应用综述如下。     

Target and peripheral dose from radiation sector motions accompanying couch repositioning of patient coordinates with the Gamma Knife(®) Perfexion(™)

Background

The GammaPlan^™ treatment planning system (TPS) does not fully account for shutter dose when multiple shots are required to deliver a patient’s treatment. The unaccounted exposures to the target site and its periphery are measured in this study. The collected data are compared to a similar effect from the Gamma Knife^® model 4C.

Materials and methods.

A stereotactic head frame was attached to a Leksell^® 16 cm diameter spherical phantom; using a fiducial-box, CT images of the phantom were acquired and registered in the TPS. Measurements give the relationship of measured dose to the number of repositions with the patient positioning system (PPS) and to the collimator size. An absorbed dose of 10 Gy to the 50% isodose line was prescribed to the target site and all measurements were acquired with an ionization chamber.

Results

Measured dose increases with frequency of repositioning and with collimator size. As the radiation sectors transition between the beam on and beam off states, the target receives more shutter dose than the periphery. Shutter doses of 3.53±0.04 and 1.59±0.04 cGy/reposition to the target site are observed for the 16 and 8 mm collimators, respectively. The target periphery receives additional dose that varies depending on its position relative to the target.

Conclusions

The radiation sector motions for the Gamma Knife^® Perfexion^™ result in an additional dose due to the shutter effect. The magnitude of this exposure is comparable to that measured for the model 4C.     

IGRT加速器剂量验证过程中出现的问题及解决方案

目的:我们对我科最新投入临床使用的IGRT加速器系统(包括CMS治疗计划系统、网络、加速器等)进行剂量验证的实际测量,检查治疗计划系统剂量计算的准确性。方法:根据治疗计划系统制定的验证计划,通过网络传输至加速器,使用现场剂量仪等对验证计划剂量进行实际测量,并对实际测量数据进行系统分析,检查分析,确定其剂量准确性范围、误差及产生的原因。结果:经过对实际测量结果的分析、比较,发现实际测量结果与TPS计算剂量误差>2%。经过对整个系统的检查、分析,最终确定误差偏大的原因是TPS在剂量计算过程中将电离室等效为空气所致。结论:对于我们所使用的CMS治疗计划系统,凡是涉及到电离室的验证计划,在剂量计算过程中,电离室应等效为水。     

应用二维电离室矩阵进行虚拟楔形板物理参数检测

目的 探讨二维电离室矩阵Matrixx^envlution在加速器虚拟楔形板测量中的应用。     

利用0.13cc电离室对头颈部肿瘤调强放疗计划的剂量学验证

目的:利用0.13cc电离室对头颈部肿瘤调强适形放射治疗(IMRT)计划进行剂量学验证.方法:将20例头颈部肿瘤患者的IMRT计划分别移植到经过CT扫描的调强体模,生成验证计划,将0.13cc电离室放置到调强体模中在加速器下执行验证计划,在治疗计划系统中算出电离室所在区域的吸收剂量为计划剂量,按验证计划照射测量到的电离室吸收剂量为实测剂量,将二者进行比较得出误差.相对误差=(计划剂量-实测剂量)/实测剂量.百分误差超过±5％,说明计划在执行中剂量误差过大,计划需要修正.结果:20例患者中有17例患者验证的误差在±5％以内,表明计划通过;有3例患者误差超过±5％以内,计划需重新修改,计划通过率为85％.结论:剂量学验证确定IMRT治疗剂量的置信度,保证治疗计划的准确实施,提供了临床评价治疗计划的依据.     

容积调强弧形治疗冠矢状面剂量验证的初步探讨

目的 初步探讨容积调强弧形治疗(VMAT)在冠状面和矢状面的剂量验证意义。方法 选取 12例癌症患者的VMAT计划,在多插孔圆柱形体模内插入2个0.125 cm³的电离室探头进行点剂量测量。采用平面二维矩阵电离室及其组合体模,分别在冠状面和矢状面摆位方式下进行γ通过率的剂量验证。结果 在高剂量区域(>最大剂量的80%)和低剂量区域(≤最大剂量的80%)内,点剂量测量与计算结果平均误差分别为1.5%和1.7%。在冠状面和矢状面下二维电离室矩阵中心探头测量的点剂量与计算结果的平均差异为1.7%和1.8%。采用2%/2 mm、3%/3 mm标准的平均通过率分别为93.7%、97.2%。 结论 冠状面和矢状面VMAT剂量验证为临床VMAT计划提供了有意义的数据。     

基于电子射野影像装置的容积调强弧形治疗二维剂量验证研究

目的 基于电子射野影像装置(EPID)建立二维剂量精确重建模型并验证容积调强弧形治疗(VIMAT)剂量,与其他测量工具进行比较与分析。方法 采用EPID进行VIMAT的二维剂量验证,基于卷积、反卷积以及修正函数建立二维剂量重建模型。通过电离室测量的离轴比剂量曲线并用最小二乘法确定计算模型参数。对 12例不同部位肿瘤患者的VIMAT计划用电离室测量中心点剂量,采用其他平面剂量测量工具测量相应平面剂量分布。所有工具测量深度均设置为10 cm,并采用γ分析法比较测量结果。结果 对中心点绝对剂量,EPID与电离室测量结果偏差<1.5%。对平面剂量,2%2 mm标准下EPID与Seven29、Matrixx的平均γ通过率分别为98.9%、99.8%,3%3 mm标准下EPID与治疗计划系统计算结果的平均γ通过率为99.9%。结论 基于EPID建立的二维剂量重建模型能很好地用于调强放疗二维剂量验证工作,今后将考虑将该模型拓展到均匀模体的三维剂量验证中。     

动态多叶准直器精度对调强放疗的剂量学影响和容差研究

目的 定量研究多叶准直器(MLC)位置误差对固定野动态调强放疗(dMLC-IMRT)计划的剂量学影响,为该治疗技术确立MLC质控精度和运行容差提供指导。方法 模体研究使用计划系统中建立以5、10、20mm为子野宽度的三组条形10cm×10cm动态滑窗测试野计划。患者计划抽取7种常见肿瘤的临床治疗计划,包括鼻咽癌、胶质瘤、肺癌、食管癌、宫颈癌、前列腺癌和乳腺癌,每种 6例。模拟MLC误差包括系统性开/关误差、系统性偏移误差和随机误差,对原计划引入MLC误差生成模拟计划,比较原计划和模拟计划的剂量学差异。结果 模体研究结果表明剂量偏差与系统性开/关误差成正比,与子野宽度成反比;系统性偏移误差导致积分剂量的整体偏移,对射野中心剂量无影响。患者计划研究结果表明系统性开/关误差对剂量学有影响,7种常见肿瘤计划靶区的剂量敏感性为 7.258~13.743%/mm,剂量敏感度与平均子野宽度负相关;系统性偏移误差引起的每毫米剂量学偏差均<2%;2mm以下随机误差时引起的剂量学变化在临床上可忽略不计。结论 对于行固定野动态IMRT计划宜限制子野最小宽度,而加速器端应加强对MLC的质控。为了确保靶区剂量的不确定度<3%,支持2mm随机误差应作为固定野动态IMRT时的运行容差,0.2mm每侧或0.4mm单侧的对齐精度作为质控精度以保证不同肿瘤的放疗剂量准确性。     

Determination of Collimator Helmet Factors for Leksell Gamma Knife 4C Unit Using GAF Chromic EBT3 Film and ImageJ Software

Background: Measurement of Collimator helmet factors (CHF) is an important quality assurance procedure to be performed on Leksell Gamma Knife unit at regular interval to make sure that the interchangeable collimator helmet fit into the source channels without any positional inaccuracy which leads to major treatment error. The primary aim of this study is to measure the CHFs for Elekta Leksell Gamma knife 4C helmets using GafChromic EBT3 film and Image J software. Methods: GafChromic EBT3 film, EPSON expression 10000 XL scanner and Image J analysis software was used for this study. The calibration curve of GafChromic EBT3 film was generated with known dose values for 14 mm collimator helmet using ImageJ software. The collimator helmet factor (CHF) for 4mm, 8mm and 14 mm collimator helmets were measured by normalizing dose rates of 4mm, 8mm and 14 mm to the dose rate of 18 mm collimator helmet using the previously generated calibration curve. The measured CHF was compared to Elekta reference value and previously published mean values. Results: The measured CHFs were 0.896, 0.958, and 0.986 for 4mm, 8mm and 14mm collimators respectively. The percentage difference obtained was 1.7 %, 0.21 %, 0.1 % between measured values and reference values. Conclusion: The measurement of CHFs in LGK 4C unit using GafChromic EBT3 film and ImageJ software is a reliable method to verify the manufacturer quoted CHFs in routine quality assurance procedures.