6MV-15MV下物理楔形因子和动态楔形因子的比较

目的:探讨不同能量下,Varian21EX直线加速器中物理楔形因子和动态楔形因子受照射野大小和深度的影响。方法:在固体水膜体中利用0.6 cc电离室对6 MV和15 MV射线束下不同角度物理楔形板和动态楔形板分别测量加和不加楔形滤片时的剂量率来计算楔形因子。通过测量不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定照射野(10 cm×10 cm)的不同深度下的楔形因子来研究楔形因子随深度的变化规律。同时,对于楔形因子随射野大小的变化规律,还测量了不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定深度(d=10 cm)下的不同射野大小的楔形因子。为了更好地分析物理楔形因子与动态楔形因子的差异,引入了相对楔形因子NWF。结果:深度对于物理楔形板的楔形因子较为明显,深度增加时楔形因子增大,且随着楔形角的增大变化更明显。对于150、300、450、600的物理楔形板,当深度由最大深度增加到20 cm时对于6 MV能量楔形因子分别增加了1.86%、3.79%、4.99%、7.95%;对于15 MV能量1.29%、1.35%、1.49%、2.03%。而动态楔形因子随深度变化不明显,最大变化不到1%。射野大小对于物理楔形因子也有一定的影响,楔形因子随射野增加而增加,但是增加幅度不大;而对于动态楔形板,在6 MV和15 MV射线束下楔形因子受射野的增大都有明显的减小。对于100、150、200、250、300、450、600的动态楔形板,从参考射野(10 cm×10 cm)到最大射野,楔形因子分别减少了7.91%、11.04%、14.08%、16.96%、19.7%、28.03%、35.89%对于6 MV和5.72%、8.17%、10.41%、12.85%、15.08%、21.82%、30.59%对于15 MV能量。结论:对于物理楔形板,深度和射野大小都对物理楔形因子有影响,所以临床剂量计算时必须考虑深度和射野大小对物理楔形因子的影响并对它进行修正。对于动态楔形板,深度对动态楔形因子影响较小,在临床剂量计算时可以忽略;而射野大小对动态楔形因子影响比较明显,在临床剂量计算时只须考虑相对射野楔形因子。     

二维半导体阵列应用于动态楔形板二维平面剂量的测量

目的:探讨利用二维半导体阵列(Mapcheck)测量Varian动态楔形板二维平面剂量的方法。方法与材料:(1)在CMS XIO治疗计划系统(TPS)建立一个模体,在三维治疗计划系统上设置一定条件的射野计算并输出二维剂量平面分布图。(2)用标定后的Mapcheck逐一测量治疗计划系统给定的条件射野及楔形角,并用测量结果与TPS计算结果比较。(3)比较不同照射野及动态楔形角的水下深度5 cm的绝对剂量,并分析。结果:Mapcheck测量的二维平面剂量结果与TPS计算的结果通过率都在98%以上。Mapcheck测量与TPS计算水下深度5 cm剂量相差都在正负0.8%范围内。结论:利用Mapcheck测量动态楔形板的二维平面剂量的方法是可行的,测量结果准确,且精度较高,方便、快速。     

正交电子束和X射线照射野衔接的剂量学分析

正交电子野和光子野衔接区域,一定会有剂量热点和冷点出现,剂量分布不均匀程度与治疗机的物理参数直接相关.本文通过测量了Elekta Precise 治疗机和Elekta Synergy 治疗机X射线和电子线的部分剂量学参数,对正交电子束和X(γ)射线照射野的衔接区域内的剂量分布的不均匀程度进行了定量分析,提出用扩展光子野半影的方法来降低剂量分布的不均匀程度,比较了不同治疗机条件下衔接区域内的剂量分布.结果表明,无论是在未扩展光子野半影的情况下,还是在扩展了光子野半影的情况下,与使用Elekta Precise 治疗机相比,使用光子射野半影较小的Elekta Synergy 治疗机,电子野与光子野衔接区域内的剂量不均匀程度更强.     

楔形野剂量计算中的误差分析和修正

目的研究楔形野剂量计算中的误差,并探讨解决方法.材料与方法在10MV和6MVX线条件下,用NEFarmer25710.6cc指形电离室和三维水箱在水模中测出平野和楔形野的各种参数,并用二种方法计算剂量,结果与实侧值比较.结果实测数据显示Pdd和Scp在平野和楔形野情况下存在差异.楔形因子因此随深度而变化,变化程度受射线能量、楔形板规格影响.与实测值比较,用传统方法计算楔形野剂量的结果存在误差,误差大小与能量、野面积、深度有关.6MVX线、15×15野、20cm深度处的计算误差可达11%.而用改进的方法进行计算,可将误差控制在1%以内.结论由于忽略了Pdd等物理参数在楔形野条件下的变化,用传统方法计算楔形野剂量存在误差.为保证临床剂量计算的准确性,应在计算公式中加入修正因子.     

GE Saturne41型直线加速器照射野大小和测量深度对楔形因素的影响及修正方法

照射野大小和测量深度不同,将导致楔形因素发生改变,继而使楔形照射野下的剂量计算发生偏差.本文研究照射野大小及测量深度对楔形因素的影响后,发现以多数作者采用的以10cm×10cm照射野,10cm深度测量的楔形因素为标准值,则方野时楔形因素最大偏差达2.9%,矩形野时最大偏差达3.4%;如果以其他作者采用的以10cm×10cm照射野,最大剂量深度处的楔形因素为标准值,则方野时楔形因素最大偏差达5.2%,矩形野时最大偏差达5.3%.WHO的有关规定是楔形因素的精度不能超过2%[1],否则必须修正.为精确治疗,我们建议应测量并使用不同楔形野的楔形因素,达到放射治疗质量保证和质量控制规定的标准.     

6 MV光子束有无均整器的剂量学特性研究

目的 研究直线加速器去掉均整器后6 MV光子束的剂量学特性,并与有均整器的情况下比较,为临床应用提供依据。方法 采集瓦里安Trilogy 6 MV光子束在有均整器(FF)(用6X FF表示)和去掉均整器(FFF)(用6X FFF表示)后的剂量学数据,比较两者百分深度剂量(PDD)、离轴剂量分布(Profile)、表面相对剂量(PDD_{1 mm})、射野外相对剂量、总输出因子(S_cp)。结果 6X FF的最大剂量深度(d_max)在3 cm×3 cm至15 cm×15 cm射野时为1.4 cm,在20 cm×20 cm射野后变为1.2 cm,30 cm×30 cm后变为1.0 cm,而6X FFF的d_max为1.2 cm且不随射野大小变化。在大于d_max后,同一深度6X FFF的PDD比6X FF的小,但两者差距随射野和深度变化不明显,在3 cm×3 cm射野5 cm深度处6X FFF的PDD比6X FF的小2.4,在40 cm×40 cm射野30 cm深度处6X FFF的PDD比6X...     

放射治疗计划系统在鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野衔接中的应用

目的：利用放射治疗计划系统（TPS）对鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野进行射野衔接,观察射野衔接处的剂量分布。方法：选择一例鼻咽癌患者,通过CT模拟定位,利用TPS进行鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野间的射野衔接。使得射野衔接处剂量均匀,同时模拟计算鼻咽癌常规定位时相邻射野重叠或留空1 mm,2 mm,3 mm,4 mm,5 mm时衔接处的剂量。均给予第一阶段处方剂量36 Gy/18次,分析射野衔接处感兴趣区域（ROI）的剂量分布情况。结果：相邻射野重叠1 mm～5 mm,ROI接受120%处方剂量的体积≥10%,135%处方剂量的体积≥5%,Dmax为处方剂量的143%～148%。脊髓的最大剂量几乎没有影响,其变化幅度≤0.5%。脊髓的V36增加约3%;相邻射野留空1 mm～5 mm,ROI的D95从36Gy降到24.1 Gy,降幅为33%。结论：利用TPS进行鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野的衔接,可以保证射野衔接处的剂量均匀性,避免出现严重的剂量冷点及热点,确保靶区内剂量,较好地保护部分正常组织。     

加速器多叶准直器半影特性研究

目的:探讨和比较瓦里安(Varian)2100C/D与医科达(Elekta)Synergy直线加速器配备的多叶准直器的半影特性,为临床设野提供参数供参考。方法:利用CRS三维水箱和PTW电离室测量6 MV和10 MV X线的射野离轴比曲线,测量从4 cm×4 cm到20 cm×20 cm各方野的半影;同时针对两种加速器多叶准直器的设计特点,分析利用不同准直器形成射野对半影宽度的影响。结果:(1)对于不同能量和不同大小射野,设野时靶区外扩的范围应综合半影大小等因素;(2)Varian 2100C/D加速器采用准直器三层结构,采用"MLC+JAW"方式形成射野能减少半影,即应注意形成射野时JAW必须跟随MLC;(3)Elekta Synergy加速器形成射野时MLC方向半影较大,重要器官可采用JAW来保护。     

医用直线加速器楔形因子与射野依赖性研究

楔形因子（ＷｅｄｇｅＦａｃｔｏｒＷＦ）随射野大小变化在放疗照射剂量确定中是非常重要的参量变化规律。不同加速器其机头设计不同则ＷＦ不同。笔者对两台加速器（ＰＨＩＬＩＰＳＳＬ７５和ＶＡＲＩＡＮＣＬ１８００）ＷＦ随射野变化关系进行了研究，发现ＶＡＲＩＡＮＣＬ１８００ＷＦ随射野改变＜±１％，ＰＨＩＬＩＰＳＳＬ７５则ＷＦ随射野变化有±７％的改变。类比于总散射因子（Ｓｐ，ｃ）的定义，我们定义因子Ｓｗ来表征楔形板因子对射野大小的依赖关系。     

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。     

动态楔形板与物理楔形板剂量学的比较研究

目的:比较动态楔形板与物理楔形板剂量曲线分布的特点;方法:用二维电离室矩阵分别测量动态楔形板Y1-IN方向15°,30°,45°,60°;固定楔形板IN方向15°,30°,45°,60°,得到相应楔形野的注量图;Dose1剂量仪测量相同楔形角的动态楔形板与物理楔形板5cm深度的绝对剂量值;结果:相同楔形角的动态楔形板和物理楔形板的楔形曲线大致重合,同深度相同角度的动态楔形板比物理楔形板的绝对剂量值大15%～25%;结论:动态楔形板完全可以替代物理楔形板,提高工作效率和机器使用率。     

平行四边法则在Omni-Wedge刻度中的应用

目的：将普通物理学中的平行四边形法则引入Omni-Wedge的刻度中,并证实平行四边形法在Omni-Wedge刻度中的有效性。方法：将多个任意角度插入的Omni-Wedge沿相互垂直的两个方向分解,通过模体内置点剂量的要求建立数学方程,求解得到两个相互垂直方向上的楔形板角度和计量比。在Elekta Precise 2.12 TPS上对求得的结果进行拟合,并计算出单用Omni-Wedge和两个楔形板合成时模体内的剂量分布,分别截取单用Omni-Wedge时的剖面PDD图和横截面等剂量线图,及用两个楔形板合成时的剖面PDD图和横截面等剂量线图,对比两组对应图像上剂量的差别。结果：两组过射束中心轴的剖面PDD图上的剂量分布几乎无差别,非射束中心轴的剖面PDD图和横截面等剂量线图上的剂量分布均有较大差别。结论：平行四边形法则能在Omni-Wedge的刻度和检测中发挥一定的作用,可以作为日常质保质控中刻度和检测Omni-Wedge的一种选择。     

Extension of CadPlan algorithm to model the dose distribution under a motorized wedge.

The CadPlan treatment planning system models the dose distribution in the non-wedge direction under a wedged field by converting the wedge thickness to an equivalent water thickness. The algorithm estimates the off-axis ratio (OAR) in the non-wedged direction using the open field OAR at a depth deeper by this equivalent water thickness. This model has been shown to work well for a Siemens Mevatron KD-2 Linac. However, the motorized wedge of the Elekta (formerly Philips) accelerators is tapered off-axis to give a flat dose profile in the non-wedged direction. The CadPlan model assumes that the wedge has a uniform thickness in the non-wedged direction and so cannot model the off-axis dose for the motorized wedge. For a 4 MV beam of a SL75/5 accelerator this leads to a 7% overestimate and a 9% underestimate of the OAR under the thin and thick edge of the wedge respectively. For 6 and 18 MV beams of a SL20 accelerator and a 6 MV beam of a SL75/5 accelerator, the model underestimates the OAR in the order of 10% under the thick end of the wedge. We have shown that by appropriate modification of the effective water thickness values at off-axis distances, the algorithm models the OAR in the non-wedged direction to within 2.5% of the measured values for the 4, 6 and 18 MV beams, for the Elekta motorized wedge.     

全身集成定位架对放疗靶区吸收剂量的影响

目的:研究YC-TQ-Ⅱ型全身集成定位架对放疗靶区吸收剂量的影响。 方法:将尺寸为30 cm×30 cm×15 cm的固体水模体固定在全身集成定位架体部中心轴上进行CT扫描后,将CT图像导入XiO TPS并勾画出固体水模体、靶区及全身集成定位架结构,之后以电离室为中心,机架角度从0°开始每隔一定角度添加一个10 cm×10 cm、100 MU不同能量射线的照射野。考虑到高密度材料的大小对机架角度的影响,在以下机架角度范围内每隔1°测一个值（61°~79°、101°~119°、241°~259°、281°~299°）;在其他机架角度范围内每隔10°测一个值（0°~60°、80°~100°、120°~240°、260°~280°、300°~350°）。根据对称性计算出高能X射线穿过全身集成定位架的衰减率,随后在医用直线加速器上用UNDOSE剂量仪进行同等条件下的测量来验证XiO TPS计算的准确性,最后在XiO TPS上对比有无全身集成定位架的三维适形放疗计划靶区吸收剂量变化情况。 结果:全身集成定位架对高能X射线的最大衰减率为:13.0%（6 MV）、11.4%（15 MV）,并且XiO TPS计算值与实际测量值符合得很好,最大偏差0.6%（15 MV）;添加全身集成定位架后靶区的D95%由6 000 cGy变化为5 304 cGy（6 MV）、5 484 cGy（15 MV）;放疗计划靶区的均匀性指数分别由0.091（6 MV）、0.104（15 MV）变化为0.195（6 MV）、0.175（15 MV）;靠近体架端靶区的6 000 cGy、5 500 cGy等剂量线明显上移,且6 MV比15 MV严重。 结论:YC-TQ-Ⅱ型全身集成定位架中的高密度材料可显著降低放疗靶区的吸收剂量,需要考虑其对高能X射线的衰减率并加以修正。     

Wedge factor dependence with depth, field size, and nominal distance--a general computational rule

We have investigated the dependence of the wedge factors with field size, depth, nominal, and extended distances for 4, 6, 18, and 24 MV photon beams. Analysis of the experimental data suggests a general linear dependence of the wedge factors with field size and depth. The study shows that changes in wedge factors are insignificant (< or = +/-1.0%) with respect to measurements at nominal SSD, SAD, or extended SSD. This independence of the wedge factors on source-to-surface distance was studied for different photon energies (4-24 MV) and for different attenuating wedges (external and internal wedges). For clinical applications, an algorithm is presented to calculate the wedge factor dependence with field size and depth. The new algorithm has been successfully implemented to replace wedge look-up tables for dose and MU calculations in PRISM 1.2 treatment planning system used in our department.     

Influence of monitor chamber calibration on virtual Wedge dosimetry

We have investigated the influence of the linear accelerator (LINAC) monitor chamber calibration on the dosimetry of Siemens Virtual Wedge (VW.) The doses delivered in the three phases of wedge delivery (initial gap, sweep portion, and open field) utilize the ionization current generated in two dose monitoring ion chambers (MONITOR 1 and MONITOR 2) in the LINAC to control the wedge delivery. We intentionally offset the calibration of each of these chambers by +/- 3% and observed up to a 13% change in the dose along the wedge profile for a 6 MV beam at a field size of 20 x 20 cm2. If the calibration of one of the two dose monitoring chambers changed independently then the relative dose at points along the wedge profile were affected. Furthermore, the percentage change in dose varied across the wedge profile thereby affecting the wedge angle as well as the central axis wedge factor. We also present equations for calculating the change in dose at a position along the wedge profile as a function of monitor chamber calibration. A comparison with measurement showed that our theoretical predictions were accurate to within +/- 1.7%. The equations have proven useful tools in evaluating periodic drifts in VW dosimetry.     

Monitor unit calculations for wedged asymmetric photon beams

Algorithms for calculating monitor units (MUs) in wedged asymmetric high-energy photon beams as implemented in treatment planning systems have their limitations. Therefore an independent method for MU calculation is necessary. The aim of this study was to develop an empirical method to determine MUs for points at the centre of wedged fields, asymmetric in two directions. The method is based on the determination of an off-axis factor (OAF) that corrects for the difference in dose between wedged asymmetric and wedged symmetric beams with the same field size. Measurements were performed in a water phantom irradiated with 6 and 18 MV photon beams produced by Elekta accelerators, which are fitted with an internal motorized wedge that has a complex shape. The OAF perpendicular to the wedge direction changed significantly with depth for the 18 MV beam. Dose values measured for a set of 18 test cases were compared with those calculated with our method. The maximum difference found was 6.5% and in 15 cases this figure was smaller than 2.0%. The analytical method of Khan and the empirical method of Georg were also tested and showed errors up to 12.8%. It can be concluded that our simple formalism is able to calculate MUs in wedged asymmetric fields with an acceptable accuracy in most clinical situations.     

Wedge factor dependence on depth and field size for various beam energies using symmetric and half-collimated asymmetric jaw settings.

The depth- and field-size dependence of the in-phantom wedge factor have been determined for a Cobalt-60 (Co-60) teletherapy unit and four medical linear accelerators with 4-, 6-, 10-, and 18-MV x-ray beams containing 15 degrees-60 degrees (nominal) lead, brass, and steel wedge filters. Measurements were made with ionization chambers in solid water or water with a source-skin distance of 80 or 100 cm. Field sizes varied from 4 x 4 cm up to a maximum allowable size for each wedge filter. Measurements were performed for symmetric and half-collimated asymmetric fields at depth of maximum dose, 5- and 10-cm depths. For half-collimated fields, wedge factor reference points were located at a fixed off-axis distance from the collimator's rotational axis. These systematic measurements on wedges indicate that the wedge factor dependence on depth and field size is a function of beam energy as well as the design of the treatment head and wedge filters. Significance of the results reported herein are discussed for the most commonly used treatment depths and field sizes with various beam energies and wedge filters.     

利用矩阵电离室对加速器和放疗计划系统进行剂量学研究

目的:探讨利用矩阵电离室对医用直线加速器及放射治疗计划系统进行快速剂量学的检测方法和项目。方法:在矩阵电离室上方放置5cm的固体等效水模,下方放置5cm的反射水模,对标准方野和矩形野测试,测试条件SSD=95cm,SAD=100cm,射野大小分别为2cm、5cm、10cm、15cm、20cm和2cm×10cm、5cm×20cm、20cm×5cm,MU为100cGy;对治疗计划系统的中央挡铅、MLC形成的中央挡铅、不对称射野、MLC末端形状(叶片末端效应)和相对叶片之间的间隙和MLC侧面效应、叶片凹凸槽效应、以及简单模拟调强模型等相关参数进行检测。结果:方野和矩形野的平坦度为100.07%～102.66%,对称性为0.10%～1.49%;光野、射野一致性检测:X方向为-1.5%～0.7%,Y方向为-1.4%～1.0%,平均为-0.47%;对放疗计划系统的检验,主要验证计算值与实际测量值的结果比较,以Gamma值和绝对剂量偏差值(4%)来判断两者的符合性。对于方形野和矩形野Gamma值在92.02%～96.35%,而对于多野光栅的相关检测,在计划系统设置的两个半野(X1=5cm,X2=0cm,Y=10cm和X1=0cm,X2=5cm,Y=10cm)合成实验中,合成区域间隔处有5%的剂量偏差,5个2cm×10cm合成10cm×10cm实验中,在射野连接处误差值最大可达10%;在两个2cm×2cm的方野,间距6cm实验中,第一个射野Gamma值可达96.6%,第二个Gamma值为93.2%。结论:利用矩阵电离室可对医用直线加速器和放疗计划系统实现快速的剂量学检测,对加强两者日常的QA和QC具有重要的意义。