应用Delta4三维探测器阵列进行螺旋断层治疗计划剂量验证

目的 研究采用Delta4三维半导体探测器阵列对螺旋断层治疗(HT)计划实施剂量验证的可行性。方法 采用ScandiDos公司Delta4三维半导体探测器阵列验证10例恶性肿瘤患者HT计划。通过该系统兆伏特CT成像和配准来确保实现Delta4探测器阵列的精确摆位。实施质量保证的治疗计划照射后,将Delta4探测器阵列测量获得的平面剂量分布与计划系统模体计划计算获得的进行比较。选择阈值水平分别为5%、10%、20%、70%、90%时3%/2 mm、3%/3 mm、3%/4 mm、3%/5 mm标准分别进行γ通过率验证。结果 测量所得剂量分布与计算结果在相应平面几何分布均呈良好一致性。γ平均通过率均>94.89%。结论 Delta4三维探测器阵列用于HT计划验证能获满意结果,一般情况下可有效替代传统胶片验证。     

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。     

螺旋断层放疗在肿瘤治疗中的应用

螺旋断层放疗是CT和直线加速器结合的放疗设备,具有360度照射、兆伏级螺旋CT(MVCT)影像引导、自适应计划等技术,可进行调强放疗、自适应放疗、立体定向外科等多种功能,适应证广泛.     

二维半导体探测器阵列的方向性响应和在调强放射治疗合成剂量验证中的应用研究

Background and Objective:The planning dose distribution of intensity-modulated radiation therapy(IMRT) has to be verified before clinical implementation.The commonly used verification method is to measure the beam fluency at 0 degree(0°) gantry angle with a 2-dimensional(2D) detector array,but not the composite dose distribution of the real delivery in the planned gantry angles.This study was to investigate the angular dependence of a 2D diode array(2D array) and the feasibility of using it to verify the co...     

ArcCHECK系统在食管癌螺旋断层放疗计划验证中的应用

目的 探讨ArcCHECK系统在食管癌断层治疗旋转照射和固定野照射计划验证中的应用,总结相关经验。方法 对32例不同部位食管癌分别制作Helical旋转照射和Direct固定野照射验证计划,并通过ArcCHECK测量、分析,对比验证结果通过率。分析靶体积与计划验证通过率的相关性。将靶体积较小的治疗验证计划分别放在ArcCHECK模体中心和外周探测点处,分析验证通过率差异。结果 Helical计划验证通过率高于Direct计划(P<0.01),其靶体积与验证通过率的相关系数分别为-0.364和-0.042,P值分别为0.041和0.819。Helical计划采用3%/2mm标准时,高剂量区放在模体中心和外周探测点处测得的通过率不同(P=0.005),后者通过率更高;采用3%/3mm标准时与Direct计划的3%/3m、3%/2mm标准的相近(P均>0.05)。结论 Helical计划验证通过率普遍高于Direct计划,原因可能与ArcCHECK探测器的角度响应以及因更多参考点受到低剂量辐射而未参与计算有关,另外还可能跟Direct计划对断层治疗剂量控制系统要求更高有关。在Helical验证计划中,当采用3%/3mm标准时,靶体积越大,验证时出现较低通过率的可能性增加,但相关系数较低。验证计划的高剂量区位于模体中心或者探测点处都可以实现计划验证,综合考量建议放在模体等中心处。     

闪烁体探测器在质子重离子治疗质控中的应用

目的:采用自制二维闪烁体探测器对主动式点扫描质子重离子加速器放疗系统进行质控检测,为质子重离子束的质量(束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等)提供快速检测方法和参考。方法:探测系统由硫氧化钆闪烁体荧光屏、不锈钢板和光学数码相机组成。将质子重离子束垂直入射到闪烁体荧光屏转化为可见光,经不锈钢镜面反射至相机成像仪...     

MOSFET探测器在放射治疗临床实时剂量监测中的应用研究

目的:探讨金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)探测器在头、胸腹、盆腔、乳腺等部位以及调强验证中的实时剂量监测结果、临床使用范围及应用价值。方法:按照国际原子能委员会(IAEA)标准规程对MOSFET探测器进行刻度。选取全脑照射患者16例,盆腔照射患者12例,腹部照射患者10例,胸部照射患者4例,乳腺照射患者1例,调强放射治疗(IMRT)验证1例,进行临床实时剂量监测90次,实时监测剂量与计划系统计算剂量相比较,对偏差值进行分析研究。结果:头部、盆腔患者的剂量偏差为(1.47±2.17)%,最大偏差4.9%;腹部(含倾斜入射以及使用楔形板的患者)剂量偏差为(-0.23±2.93)%,最大偏差6.4%;胸部照射患者的剂量偏差为(6.14±2.2)%,最大偏差9.2%;乳腺组织(切线野照射)剂量偏差>14%;IMRT剂量验证偏差为-3.75%。结论:MOSFET探测器对头、盆腔部位的实时剂量监测准确、便捷,可做为临床质控的重要环节来确保患者最终接受剂量的准确性。对胸、腹和乳腺部位由于测量中不确定因素过多,偏差结果难于分析,因此不适合使用MOS-FET进行实时剂量的监测。     

探测器阵列在TPS模型调整中的应用

目的 探讨探测器阵列在Monaco模型MLC参数调整中的应用可行性。 方法 先固定其中一个参数,再改变另一个参数,评估参数变化对测试野3ABUT、7SegA及FOUR L γ通过率影响,确定MLC参数leaf transmission与leaf offset。测试中对随机选择的 12例不同解剖部位的肿瘤病例,用Octavius 4D系统分别进行Step & Shot与dMLC计划的二维剂量验证(机架角归零)和VMAT计划的三维剂量验证,以3%/3 mm的标准分析γ通过率。再分别对三种调强计划进行点剂量验证分析其剂量偏差。 结果 确定leaf transmission、leaf offset参数值为0.01、-0.08 mm。模型调整前后,三种调强计划剂量分布验证平均通过率分别为(88.59±2.94)%、(87.81±3.28)%、(87.45±2.24)%和(98.45±1.23)%、(98.90±1.01)%、(96.03±1.66)%,点剂量验证平均剂量偏差分别为(0.85±0.75)%、(0.95±0.39)%、(0.98±0.40)%和(0.97±0.57)%、(1.08±0.76)%、(0.86±0.45)%。     

螺旋断层放射治疗系统在中枢神经系统肿瘤中的应用

螺旋断层放射治疗系统（helical tomotherapy,HT）是利用一台6MV的医用直线加速器以螺旋CT旋转扫描方式,实现40 cm×160 cm范围的照射,是当今最先进的肿瘤放射治疗系统之一,集调强放射治疗（IMRT）、图像引导放射治疗（IGRT）、自适应放疗 (ART）和剂量引导放疗（DGRT）于一体。目前HT已初步应用于中枢神经系统良恶性肿瘤的治疗,照射精确、剂量分布均匀、能够有效保护危及器官,降低正常组织放疗毒性,应用前景广阔。现就HT在中枢神经系统肿瘤中的应用展开总结论述。     

HT在分段TBI中上下靶区间距研究

目的 选取8例急性白血病HT的TBI患者,将其分两段照射的上下靶区按不同间距设计的计划依次对应叠加在一起,分析不同间距下衔接处靶区剂量分布情况,寻找最佳靶区间隔距离。方法 选取8例身高约120 cm急性白血病患者作为研究对象,使用Siemens定位CT进行扫描,图像层厚5 mm,从颅顶扫描至脚趾,同时在髌骨上方10 cm附近放置铅丝,作为上下两段靶区分割线。在瓦里安Eclipse 10.0医生工作站进行靶区和OAR勾画,其中上下靶区在铅丝分割处依次分别内收不同距离,然后传至HT计划工作站进行计划设计,其中铅门宽度5 cm,调制因子1.8,螺距0.43,其余计划参数都保持一致。将设计好的计划分别对应叠加在一起,依次分析不同间隔距离所对应衔接处靶区剂量分布情况,从而选择出最佳靶区间隔距离。结果 比较不同间隔距离时所对应的衔接处靶区剂量分布,发现间隔为5 cm时衔接处靶区的剂量分布最佳,当间隔距离>5 cm时衔接处靶区剂量明显不足,当间隔<5 cm且逐渐变小时衔接处靶区的剂量明显超过处方剂量且逐步增大。结论 对于HT进行分段式TBI治疗时,采用铅门宽度5 cm,调制因子1.8,螺距0.43及扫描层厚5 mm的设计参数,在勾画上下靶区时应距铅丝分割线各内收2.5 cm距离,即靶区间距为5 cm时,能保证在进行分段TBI治疗时靶区衔接处不会出现剂量冷热点,确保治疗的精确与安全。     

Anatomical and clinical predictors of acute bowel toxicity in whole pelvis irradiation for prostate cancer with Tomotherapy

Purpose

Assessing predictors of acute bowel toxicity after whole-pelvis irradiation (WPRT) Image-guided Tomotherapy with simultaneous integrated boost on prostate/prostate bed.

Methods and materials

In the period March 2005-April 2009, 178 patients were treated with radical or adjuvant/salvage intent with WPRT Tomotherapy. Median dose to the pelvic nodes was 51.8 Gy/28 fractions while concomitantly delivering 65.5-74.2 Gy to prostate/prostatic bed. The impact of many anatomical and clinical parameters on ?Grade 2 acute bowel toxicity was investigated by logistic analyses.

Results

Only 15/178 patients (8.4%) experienced Grade 2 toxicity (none Grade 3). Main predictors at univariate analysis were nodal CTV (CTVN ? 380 cc; OR: 3.7, p = 0.017), treatment duration (<40 days; OR: 6.2, p = 0.006) and Grade 2 acute rectal toxicity (OR: 6.5, p = 0.015). A multivariate analysis including only pre-treatment variables revealed an independent role of CTVN and age; if including treatment-related factors the best predictors were age, treatment duration and Grade 2 rectal toxicity. This last was correlated with the overlap between PTVN and loops (OVPN ? 51 cc; OR: 14.4, p = 0.0003) that is representative of the volume of loops receiving the prescribed dose (51.8 Gy, 1.85 Gy/fr).

Conclusions

Acute bowel toxicity after WPRT Tomotherapy is mild, relatively rare and associated to larger CTVN and older age. While efforts to further reduce it do not appear to be relevant, the pre-treatment assessment of “high-risk” patients may help physicians in better managing symptoms. A prospective validation would be very important in confirming these results and in better refining dose-volume bowel effects including symptoms milder that the ones here investigated and retrospectively assessed.     

ArcCHECK半导体探头特性及在容积调强弧形治疗剂量验证应用研究

目的 研究ArcCHECK半导体探头特性及在容积调强弧形治疗(VMAT)剂量验证应用。
方法 用PTWRW3型固体水模体对ArcCHECK探头测量固有敏感性、稳定性、剂量响应、剂量率响应、每脉冲剂量响应、射野大小依赖性、角度依赖性,并与PTW31010型0.125 cm³指形电离室测量值或VMAT计划系统计算值比较。随机选取211例已验证过的VMAT计划,分析计划与测量剂量分布的γ通过率差异,两两比较采用配对t检验。
结果 除角度依赖性外ArcCHECK探头其余特性均符合临床验证要求,当射束从探头底部入射时探头响应最小(180°时约为－3.9%),射束从两侧入射时响应最大(255°时约为 7.7%)。113例鼻咽癌、48例宫颈癌和50例直肠癌VMAT计划3 mm3%的γ平均通过率分别为93.5%、95.7%和97.5%,两两比较t=－12.69~－4.88,P均<0.01。
结论ArcCHECK半导体探头进行VMAT剂量验证前需精心校正,计划复杂度是影响VMAT计划验证通过率主要因素。     

应用Octavius体模配合PTW Seven29二维矩阵进行HT计划剂量验证

目的 研究采用Octavius体模配合PTW Seven29二维探测器阵列对HT系统的调强计划实施剂量验证的可行性。方法 分别对二维矩阵行冠状位和矢状位测量,获取模体中冠状面和矢状面剂量分布。通过HT系统MVCT成像和配准消除床面沉降的影响,确保实现体模和探测器阵列的精确摆位。实施治疗质量保证计划照射后将二维探测器阵列测量获得的平面剂量分布与HT计划系统模体计划计算获得的平面剂量分布进行比较。对12例恶性肿瘤患者采用γ分析法进行HT计划剂量验证。结果 PTW Seven29二维探测器水平、垂直放置,阈值分别为TH₅、TH₁₀、TH₂₀、TH₃₀时,采用3%/2 mm、3%/3 mm、3%/4 mm、3%/5 mm标准的γ参数≤1的平均通过率均>91.7%和93.9%。测量所得剂量分布与计算结果在相应平面的几何分布均呈现出良好的一致性。结论Octavius体模配合PTW Seven29二维探测器阵列用于HT计划验证能获得令人满意结果。     

Comparisons between the Dosimetric and Clinical Outcomes of Tomotherapy and 3D Conformal Radiotherapy in Gastric Cancer Treatment

Introduction: Previous studies comparing tomotherapy (TOMO) and three dimensional (3D) conformal radiotherapy(3DCRT) in gastric radiotherapy are limited and tend to be based on dosimetry. The aim of the present study was toevaluate the clinical outcomes of these two treatment modalities. Methods: A total of 51 patients diagnosed with gastriccancer who were treated with postoperative adjuvant chemoradiotherapy and had subtotal/total gastrectomy and D2lymphatic dissection were recruited to the present study: 30 patients were treated with TOMO and 21 patients weretreated with 3DCRT. Results: The 3DCRT and TOMO treatment regimens were compared. There was no difference inplanning target volume (PTV) 95%, but TOMO was statistically significant in regard to PTV 105% (P<0.05). TOMOwas also significantly different when compared with 3DCRT when evaluating liver mean dose, liver V40, right/leftkidneys mean dose, right/left kidneys V20 and spinal cord mean dose values (P<0.05). Grade 2 acute side effects weremore frequent (85.7%) following 3DCRT. In addition, the median overall survival time for TOMO treated patientswas 62 months while in 3DCRT treated patients it was 22.05 months. The difference in disease free survival was alsosignificantly increased in patients treated with TOMO (66.7% vs. 19.0%; P<0.05). Conclusion: TOMO treatmentresulted in lower acute side effects with better patient survival following gastric cancer radiotherapy.     

局部晚期喉癌和下咽癌容积旋转调强与螺旋断层放疗的剂量学研究

目的：比较局部晚期喉癌和下咽癌RapidArc（ RA）容积旋转调强放疗与螺旋断层放疗（ HT）剂量学差异,探讨2种调强技术特点及剂量学优势。方法选取10例喉癌（4例）和下咽癌（6例）术后患者,分别设计RA、HT两组治疗计划,比较靶区及危及器官剂量分布、剂量体积直方图（ DVH）等指标情况,并对机器跳数（ MU）与出束时间予以评估。结果两者均实现了95％以上靶体积的剂量覆盖,并体现出类似的剂量均匀性。 RA组腮腺、口腔V10较HT组分别降低了9．6％、13．6％（P＝0．03／0．00）,而HT组V40却降低了13．4％、13．7％（P＝0．00／0．21）。在减少正常组织（NT）受量上RA更具优势,而HT实现了对脊髓更好的避让。 RA／HT两组计划的平均机器跳数和出束时间分别为820 MU／5367 MU、377 s／150 s。结论两种旋转调强技术均能较好地实现喉癌和下咽癌照射,且RA在减少低剂量照射及计划实施效率上更具优势。     

A methodology for dosimetry audit of rotational radiotherapy using a commercial detector array

Purpose

To develop a methodology for the use of a commercial detector array in dosimetry audits of rotational radiotherapy.

Materials and methods

The methodology was developed as part of the development of a national audit of rotational radiotherapy. Ten cancer centres were asked to create a rotational radiotherapy treatment plan for a three-dimensional treatment-planning-system (3DTPS) test and audited. Phantom measurements using a commercial 2D ionisation chamber (IC) array were compared with measurements using 0.125 cm³ IC, Gafchromic film and alanine pellets in the same plane. Relative and absolute gamma index (γ) comparisons were made for Gafchromic film and 2D-Array planes, respectively.

Results

Comparisons between individual detectors within the 2D-Array against the corresponding IC and alanine measurement showed a statistically significant concordance correlation coefficient (both ρ_c > 0.998, p < 0.001) with mean difference of −1.1 ± 1.1% and −0.8 ± 1.1%, respectively, in a high dose PTV. In the γ comparison between the 2D-Array and film it was that the 2D-Array was more likely to fail planes where there was a dose discrepancy due to the absolute analysis performed.

Conclusions

It has been found that using a commercial detector array for a dosimetry audit of rotational radiotherapy is suitable in place of standard systems of dosimetry.