质子笔形束点扫描治疗系统临床调试

目的 对质子治疗系统临床调试的方法、内容及标准进行系统性介绍和归纳,为其他新建质子中心或相关研究人员提供重要的指导和参考信息。方法 以笔形束质子治疗系统为研究对象,介绍质子治疗系统临床调试的主要流程,内容涉及机械、安全、辐射防护、束流品质、影像、建模及模型验证等多个方面。调试方法基于美国医学物理家协会(AAPM)发布的相关标准以及多个质子中心的经验,并对各项调试内容的容差以及注意事项进行分析讨论。结果 笔形束扫描质子治疗系统的临床调试内容繁多且复杂,因此需要花费大量的时间来完成临床调试的内容。质子治疗系统在完成用户接收测试后,基本能满足临床所需的要求。再经过临床调试后,各项调试内容的测量结果均满足了临床治疗的要求。结论 通过全面的临床调试及模型的反复验证,可以确保质子治疗系统能够安全地应用于临床治疗。     

IBA质子笔形束扫描系统束流性能验收测试

目的 探讨IBA Proteus Plus质子治疗系统旋转机架(GTR 360°)笔形束扫描(PBS)专用治疗头的束流性能并进行验收测试,评估PBS的束流特性以确保其满足临床治疗精确性、安全性的要求。方法 根据验收测试要求,PBS束流测试项主要包括:积分深度剂量(IDD)参数测试;最大、最小射程处辐射野测试;机架角度射野一致性及其束斑特性测试;单野横向平面剂量均匀性测试;单野纵向平面剂量均匀性测试;机器跳数重复性和线性测试。结果 所测最大射程精度偏差为0.03g/cm²,最大能量回调精度偏差为0.01g/cm²,最大后缘剂量跌落偏差为0.078g/cm²。最大、最小射程能量的最大射野分别为30.2cm×40.2cm、30.1cm×40.1cm。不同机架角和射程测量中特定图形计划的通过率最低为97%。中心束斑x、y轴向偏差最大值分别为-0.16、-0.21mm,对称性最差值为0.8%;其他束斑x、y轴向最大尺寸偏差分别为0.11、0.14mm,最大位置精度偏差分别为0.60、0.43mm。单野横向平面剂量均匀性,x、y轴向高能区最大值分别为0.55%、0.80%;低能区最大值分别为0.6%、0.75%。单野纵向平面高能区剂量均匀性为0.79%,低能区剂量均匀性为2.22%。机器跳数重复性因子为0.106%,线性偏差最大值为0.67%。结论 PBS专用治疗机头通过了所有束流性能验收测试,满足了各项参数要求,整个束流系统具有较高的精确性、重复性以及较好的稳定性。     

Axesse加速器实施VMAT的主要性能测试

目的 测试Axesse加速器实施VMAT的准确性和可靠性。方法 按照由简单到复杂、从系统组成部分到系统过程测试对Axesse实施VMAT的准确性和可靠性测试。系统组成部分测试包括剂量输出稳定性测试和MLC到位精度测试;系统过程测试包括VMAT剂量率和机架速度调制能力测试、MLC速度和剂量率调制能力测试,以及患者剂量验证测试。结果 与固定机架照射相比,旋转照射、包括MLC动态滑动旋转照射剂量输出差异<1.0%。Axesse EPID iViewGT 3.40测试MLC到位精度肉眼观察能发现MLC 0.5 mm位置误差,固定机架照射和旋转照射MLC到位精度<1 mm。在临床应用剂量率范围内,VMAT变剂量率和机架速度、变剂量率和MLC速度测试结果不同条形野射束强度差异<2.0%。宫颈癌、前列腺癌和乳腺癌患者VMAT剂量验证的3 mm 3%标准γ通过率分别为96.52%、95.72%和98.83%。结论 Axesse系统VMAT能准确控制MLC运动、变剂量率和机架速度,Axesse系统能准确可靠实施VMAT。     

半导体矩阵在HT加速器同步性测试中应用

目的 探讨如何使用ArcCHECK完成HT同步性测试。方法 根据AAPM 148号报告测试HT同步性参数,即机架角度一致性、治疗床匀速运动、治疗床运动和机架旋转同步性。(1)机架角度一致性:将ArcCHECK通过虚拟等中心摆位,使其长轴垂直于旋转平面;照射序列使用25 mm的铅门宽度, 螺距为0.1的40圈旋转照射;叶片控制正弦图设置中央两片叶片(第32、33片)于机架投射角度为0°、120°和240°时打开。(2)治疗床匀速运动:将ArcCHECK固定于治疗床上,长轴沿床运动方向摆位;编辑照射序列,使用临床常用的床运动速度(0.3~0.5 mm/s)运动200 mm,机架角度固定于0°、铅门宽度10 mm、叶片全部打开进行照射。(3)治疗床运动和机架旋转同步性:使用10 mm铅门宽度、螺距为1的13圈旋转照射;叶片控制正弦图第2、7、12圈照射时,叶片于半周全开,其他时刻均为关闭状态。最初采集数据后作为基线,后续测量与其进行比较,采用点对点剂量差别分析方法,1%标准评价差异水平。结果 机架角度一致性可以检测治疗开始时刻机架初始角度准确性及每圈旋转同一角度重复投照能力。ArcCHECK软件界面内将获得6条平行的直性高剂量区域。床匀速测试中软件内高剂量区域内,长轴方向相对剂量变化<2%。治疗床运动和机架旋转同步性测量结果在软件界面中获得间距相等的3条平行高剂量区域。第2、7、12圈照射时28次同步性测试通过率分别为93.2%±1.5%、93.7%±1.1%、93.5%±1.3%。结论 ArcCHECK1次摆位即可完成所有测试,与使用胶片相比降低工作量的同时节约成本,可作为除胶片外HT同步性测试的另一选择。     

EPID在VMAT技术验收测试中的应用研究

目的 采用EPID实现直线加速器VMAT技术的验收研究。方法 采用Shaper及Eclipse TPS编辑并利用EPID对TrueBeam加速器VMAT技术中MLC到位精度、临床剂量等核心内容进行测试。测试例:TA:机架在0°、90°、270°时分别曝光0.5 cm×20.0 cm狭缝野;TB:不同剂量率及机架角速度组合时射野平坦度稳定性;TC:静态及旋转状态下MLC到位精度;TD:静态及旋转状态下MLC变速控制准确性;TE:加速器同时变剂量率及机架旋转速度的准确性;TF:临床病例。利用Matlab对测试结果进行分析。结果 0°、90°、270°测得狭缝叠加后半高宽与零度时半高宽差别均为0.39 mm。TB结果显示射野平坦度差别<0.5%。TC测试显示EPID测得的狭缝中心与TPS设定的中心最大偏差为0.45 mm。TD测试显示MLC位置实测值与TPS设定值差别最大为0.69 mm。TE结果显示各狭缝相互间差别最大为0.42 mm。临床病例以3%/3 mm标准评价时γ通过率最低为96.4%。结论 利用EPID能准确、便捷的完成VMAT技术验收,此方法为减轻物理师工作负担提供了一个良好选择。     

瓦里安Halcyon加速器的安装验收测试

目的:通过安装验收测试(IPA)了解掌握瓦里安新型Halcyon加速器的构造、性能、验收测试和质控方法。方法:参考瓦里安提供的IPA手册,AAPM TG-142 C形臂加速器质控和TG-148 tomotherapy质控标准,测试并验收Halcyon的软件授权、安全联锁、机械精度、射束性能、成像系统等,并与传统True...     

使用医科达AGL标准流程对多台加速器验收的可行性研究

目的验证使用医科达"快速验收流程"(AGL)标准流程验收多台加速器的可行性。方法通过PTW Beamscan三维水箱对3台加速器束流进行调试, 使束流达到AGL标准。对达到AGL标准的3台加速器进行剂量验证。使用中国医学科学院肿瘤医院简单野测试例, 比较MapCheck 3面剂量测量结果与同一加速器模型计算得到的面剂量。随机选取头颈、食管、乳腺、肺、直肠等部位肿瘤的10例临床患者影像, 分别采用容积弧形调强放疗(VMAT)和调强放疗(IMRT)技术进行计划设计, 比较ArcCheck测量剂量与同一加速器模型计算得到的计划剂量。使用单因素方差分析对二维剂量和三维剂量的验证通过率进行统计学分析。结果 3台加速器6 MV X射线在水下10 cm处的百分深度剂量(PDD10)分别为67.45%、67.36%、67.47%, 且3台加速器之间最大偏差为0.11%。6 MV 非均整模式(FFF)X射线的PDD10分别为67.33%、67.20%、67.20%, 且3台加速器之间最大偏差为0.13%。3台加速器X射线各能量30 cm×30 cm Profile主轴上所有要求的离散点剂量与标准数据偏差...     

颈段和胸上段食管癌静态IMRT与IMAT计划对比研究

随着计算机和加速器功能的提升,VMAT应用于临床已成为现实。该技术加速器在旋转照射过程中机架转速和剂量率可变,需要强大的硬件控制系统和软件算法的支持,因而只能在新型高配加速器上实现,昂贵的价格限制了国内大部分医院开展实施。IMAT可在能实现动态调强的常规加速器上实施,在照射过程中机架匀速旋转,剂量率恒定不变,与静态IMRT相比具有提高受照射正常组织分散度和节省治疗时间等优点^[1]。笔者在瓦里安 Clinical 23IX加速器上对同一患者设计IMRT与IMAT治疗计划,分析它们的特点和实际应用中的问题。     

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。     

离线PET-CT在体生物验证量化评估质子放疗精准度的临床研究

目的精确评估乳腺癌保乳术后辅助质子放疗患者自由呼吸对质子束流末端截止位置的影响。方法选取20例乳腺癌保乳术后质子放疗患者, 照射结束后10 min左右进行PET-CT扫描, 图像在Raystation RV工作站上进行感兴趣区的确定和采样线的抽提, 计算同一空间位置的预测感生放射性和由PET采集得到的真实感生放射性之间的空间差异ΔR50, 将每对采样线的深度误差值ΔR50进行二维转化和束流视野投影。结果 20例乳腺癌患者中位随访时间22个月, 随访期内未观察到放射性肺炎的发生。20例患者进行了21例次验证, 结果显示均匀分布的主视野、副视野的深度误差分别为(-0.75±1.89)mm、(-0.82±2.06)mm, 序贯治疗的主视野、副视野深度误差分别为(1.81±1.87)mm、(1.32±1.74)mm, 同步加量的主视野、副视野的深度误差分别为(-1.47±1.44)mm、(-1.48±2.11)mm。结论离线PET-CT在体生物验证结果显示, 乳腺癌质子射线的束流末端截止误差在3 mm内, 满足临床与物理师对乳腺癌治疗的精度要求。     

离线PET-CT在体生物验证量化评估质子放疗精准度的临床研究北大核心CSCD

目的精确评估乳腺癌保乳术后辅助质子放疗患者自由呼吸对质子束流末端截止位置的影响。方法选取20例乳腺癌保乳术后质子放疗患者,照射结束后10 min左右进行PET‐CT扫描,图像在Raystation RV工作站上进行感兴趣区的确定和采样线的抽提,计算同一空间位置的预测感生放射性和由PET采集得到的真实感生放射性之间的空间差异ΔR_(50),将每对采样线的深度误差值ΔR_(50)进行二维转化和束流视野投影。结果20例乳腺癌患者中位随访时间22个月,随访期内未观察到放射性肺炎的发生。20例患者进行了21例次验证,结果显示均匀分布的主视野、副视野的深度误差分别为(-0.75±1.89)mm、(-0.82±2.06)mm,序贯治疗的主视野、副视野深度误差分别为(1.81±1.87)mm、(1.32±1.74)mm,同步加量的主视野、副视野的深度误差分别为(-1.47±1.44)mm、(-1.48±2.11)mm。结论离线PET‐CT在体生物验证结果显示,乳腺癌质子射线的束流末端截止误差在3 mm内,满足临床与物理师对乳腺癌治疗的精度要求。     

三维水箱不同测试条件对数据采集结果的影响和分析

目的:评价三维水箱作为加速器各项参数的调试和验收以及治疗计划系统数据采集的作用。方法:通过多组实验,改变在使用三维水箱测量时不同的测量条件和测试工具,总结对测量结果的影响。同时进一步分析其对于放疗质控的优劣对比。总结最佳的扫描方式。结果:不同的测量条件对测量结果有一定的差异。选择最佳的扫描模式和扫描工具对于测量的精度具有重要意义,会明显提高放射治疗的剂量精度。结论:在水箱数据采集和质控工作中,如果能够得到进一步的信息,水箱的测试结果将会更加精准、完善。     

瓦里安直线加速器限光筒碰撞联锁故障维修

我院瓦里安Clinac2 30 0C/D型直线加速器自从 1999年 12月安装、调试并投入临床使用以来 ,在这三年多的时间里 ,出现两类限光筒碰撞联锁故障。现将此故障情况及维修报告如下。限光筒碰撞联锁是直线加速器在电子束治疗时 ,为了保护病人而设计的。当病人与限光筒发生碰撞时 ,限光筒前端的压变电阻阻值发生变化 ,其分压也随之变化 ,从而触发联锁、限制治疗床和机架的运动 ,起到保护病人的作用。故障 1现象 :插上限光筒后 ,机器立即产生碰撞联锁 ,按清除按钮无效。检查分析 :拆开限光筒后 ,发现限光筒接口电路板LD1灯不亮 ,表示限光筒前端发生…     

信号干扰VitalBeam加速器托盘旋转变压器的案例与思考北大核心CSCD

本文介绍一例随机信号干扰瓦里安VitalBeam医用直线加速器旋转托盘内的旋转变压器(或称编码器)的案例。本案例被瓦里安的中国、欧洲和美国技术专家认为是该技术平台(包括TrueBeam)的罕见故障。本文对比分析了VitalBeam与传统加速器的旋转托盘在结构与控制系统方面存在的差异,以便让同行对旋转变压器有更深刻的认识,同时总结了解决故障的逻辑与方法,为分析相关问题提供借鉴经验。本研究发现了联锁系统的不完善,可为瓦里安公司优化系统提供事实与技术依据。     

商用质子治疗计划系统射程计算精度的验证北大核心CSCD

目的测量并验证商用质子治疗计划系统RayStation V10的计算精度及质子射程的计算精度,为该系统的临床运用提供参考。方法在上海瑞金医院质子治疗装置上,使用仿真头部模体验证RayStation的计算精度,扫描获取模体的CT数据并导入计划系统,追加设置水箱使其紧贴于模体后,在水箱适当深度设置一个立方体靶区,设计处方剂量为200 cGy(相对生物效应)且束流垂直穿过模体的单野验证计划,实施照射后,比较测量结果和计划系统计算结果。结果使用RayStation默认设置制订验证计划时,测量得到的纵向剂量分布相比计算结果往深的方向移动约4 mm,表明RayStation过高估计了模体中组织等效材料的水等效厚度。为研究该误差来源,用实际束流测量模体中软组织等效材料的水等效厚度,根据测量结果,微调RayStation默认设置,发现纵向扩展布拉格峰测量结果和计算结果的误差可以缩小到2 mm。结论使用RayStation默认设置计算仿真模体的阻止本领,可能带来较大射程误差。使用组织分割和实测模体的组织水等效厚度相结合的方法,可改善治疗计划系统在仿真模体上的射程计算精度。此方法有望成为减小此类剂量算法误差的有效手段之一。     

胸中段食管癌旋转容积调强与固定野动态调强放疗的剂量学研究

目的比较瓦里安旋转容积调强（瓦里安为RapidArc）与固定野动态调强（dIMRT）2种调强放疗技术,在胸中段食管癌治疗计划中的剂量学差异。方法应用瓦里安Eclipse治疗计划系统,对20例胸中段食管癌患者分别设计RapidArc和dIMRT放射治疗计划。应用剂量体积直方图,比较2种计划中靶区、危及器官的剂量学差异,并比较2种治疗计划的总机器跳数（MU）和治疗时间。结果 2种放疗计划GTV、PTV的Dmax、Dmean、Dmin、V95%、均匀性指数差异,无统计学意义（P〉0.05）;RapidArc的GTV适形度指数CI更接近于1,差异有统计学意义（P=0.032）。RapidArc计划的双肺V10、V15、V20、Dmean明显低于dIMRT计划,差异有统计学意义（P〈0.05）;双肺V5、V302种计划比较差异无统计学意义（P〉0.05）;RapidArc计划,脊髓D01较dIMRT计划略有升高（P〈0.05）,心脏V40、Dmean也偏高（P〈0.05）。结论对于胸中段食管癌,RapidArc治疗计划可以满足临床剂量学要求,能够更有效降低肺的受量,且具有减少总MU、缩短治疗时间的优点,并减轻了治疗中不确定性因素的影响及患者不适感。     

食管癌束流调强与三维适形放疗计划设计的比较

食管癌的三维适形放疗与束流调强放疗正日益受到肿瘤治疗临床与放射物理界的关注。本文综合国内外最新研究结果就目前食管癌的适形放疗计划的评价指标,以及三维适形和束流调强放疗各参数及计划的优化与评价作一综述。     

利用仿真头模进行机载影像系统质控的探讨

目的 探讨利用人体仿真头模对瓦里安直线加速器机载影像系统进行质控的方法.方法 将人体仿真头模按常规方法进行CT模拟、计划设计、治疗摆位、锥形束CT扫描和千伏特正交片位置验证等过程,1次/d,连续10 d并对位置偏差的结果进行分析.结果 连续10次锥形束CT验证模拟靶在纵、垂直、横、旋转方向的误差分别为(0.06±0.11)、(0.03±0.05)、(0.07±0.07)、(0.03±0.10)cm,连续10次千伏特正交片验证的分别为(0.04±0.010)、(0.03±0.05)、(0.08±0.06)、(0.05±0.05)cm,两种方法验证结果显示差异无统计学意义(纵向比t=0.44,P=0.667;垂直向比t=0.00,P=1.000;横向比t=0.34,P=0.735;旋转向比t=0.58,P=0.568).结论 研究之加速器机载影像系统稳定可靠,状态良好.利用人体仿真头模模拟实际治疗过程对机载影像系统进行质控,是一种简便易行、结果可靠的有效方法,具有推广应用价值.     

食管癌精确放疗靶区研究进展

食管癌的三维适形放疗与束流调强放疗正日益受到肿瘤治疗临床与放射物理界的关注。文章综合国内外食管癌三维立体适形放疗和束流调强放射治疗靶区勾画的研究进展,并对三维立体适形放疗和束流调强放射治疗各自的优势作一综述。     

高场强MR加速器的图像畸变及其影响因素分析

目的:分析1.5T高场强MR加速器(MR-Linac)的图像畸变,以及MR-Linac和外设对MR图像畸变影响。方法:采用特制的MR几何畸变测试模体和分析软件,建立在以磁体中心为球心的球形体积直径(DSV)内MR图像畸变的基准。分析加速器束流系统、机械系统和外设设备工作时对图像畸变的影响,并通过长期追踪测试来观察MR-...