二维电离室矩阵实时验证VMAT剂量价值研究

目的 探讨利用二维电离室矩阵进行VMAT患者透射剂量实时验证的临床价值。方法 将二维电离室矩阵面板粘贴固定在加速器EPID探测面板上,源到EPID探测面板距离为140 cm。电离室矩阵面板上加8 mm的RW3固体水以提高信躁比。选取食管癌、前列腺癌、肝癌患者计划,在圆柱形Cheese模体上照射测量5次,研究患者计划在模体中剂量验证的可行性与准确性。患者每次治疗时进行实时测量,第1次测量结果作为参考剂量,利用γ分析比较分次间剂量误差。结果采用3%3 mm标准,Cheese模体VMAT计划的γ通过率为98%左右,食管癌、前列腺癌和肝癌患者实时照射γ通过率分别约为92%、92%和94%。整个治疗过程中各分次的γ通过率都在90%以上。     

Octavius4D验证系统用于VMAT剂量验证的研究

目的 研究Octavius4D验证系统在VMAT剂量验证中的可行性。方法 在满足临床剂量要求的VMAT计划中选取 20例患者计划,传输至MOSAIQ网络系统上执行验证治疗,使用Octavius 4D验证系统采集实时数据。同时把治疗计划移植至Octavius 4D验证系统的CT模体中进行剂量计算。在剂量偏差2%、3%、5%,位移偏差2 mm、3 mm、5 mm,阈值偏差5%、10%条件下,采用γ通过率法分析模体中计划计算结果与Octavius 4D验证系统实际测量的剂量结果,得出相应验证通过率及Profile等曲线吻合度。结果 实测的剂量信息与计划计算的剂量信息在对应几何平面分布较为一致,Profile等曲线吻合度都较好,在3%剂量偏差、3 mm位移偏差和10%阈值偏差条件下的γ平均通过率为97.78%。结论 Octavius4D验证系统能满足临床VMAT计划剂量验证要求,且测量平面始终随机架旋转与射线束相垂直,无角度依赖性,可行性值得认可。     

摆位误差对VMAT计划剂量学验证的影响

目的 探讨鼻咽癌患者及宫颈癌患者VMAT中摆位误差对剂量学验证的影响。方法分别为10例鼻咽癌、宫颈癌患者设计VMAT计划,并将计划移植到Delta4模体中进行计算,在瓦里安iX加速器上实施照射,通过移动治疗床模拟左、右、头、脚、腹、背方向上3、5、7 mm摆位误差,从而验证摆位误差对剂量验证通过率的影响。结果 γ分析结果显示鼻咽癌患者摆位误差>3 mm时,3%/3 mm标准下的通过率均<90%,摆位误差达到5 mm时,头方向低至(64.7±8.2)%;宫颈癌患者摆位误差>5 mm时3%/3 mm标准下的通过率均<90%,摆位误差达到7 mm时,头方向低至(63.3±3.6)%。结论 摆位误差对鼻咽癌患者和宫颈癌患者的VMAT计划的剂量学验证有较大影响,误差越大通过率越低,尤其是头方向误差对剂量分布影响更为显著。     

VMAT患者剂量验证方法的评价分析

目的 比较分析VMAT不同剂量验证方法的γ通过率是否存在差异性。 方法 用Octavius 4D系统对 12例癌症患者不同解剖部位VMAT计划分别进行旋转照射3D剂量分布和2D剂量分布及机架归零2D剂量分布剂量验证,以3%/3 mm和2%/2 mm标准分析γ通过率,并行配对t检验或Wilcoxon符号秩检验。将不同照射方式的2D剂量分布比较分析得到3%/3 mm和2%/2 mm标准的γ通过率。 结果 旋转照射3D剂量分布、2D剂量分布、机架归零2D剂量分布平均γ通过率分别为3%/3 mm时96.03%、96.98%、98.90%(P=0.227、0.000、0.003),2%/2 mm时分别为82.08%、84.04%、90.90%(P=0.379、0.000、0.000)。不同照射方式2D剂量分布比较分析得到平均γ通过率分别为 98.99(3%/3 mm)和93.68%(2%/2 mm)。 结论 VMAT计划在旋转照射条件下对3D剂量分布进行验证,验证结果才能更真实的反映实际照射情况,更具有参考性。     

MatriXX两种调强放疗剂量验证方法的比较分析

目的 对MatriXX进行调强放疗剂量验证所用机架角归零和实际机架角方法进行比较,分析两种方法得出的多角度合成通过率是否存在差异。方法 对12例头颈部肿瘤患者的调强放疗剂量分别用上述两种方式进行验证,以3 mm 3%标准进行γ通过率分析。对不同机架角下两种方式验证结果行配对t检验,对多野合成的两种方式验证结果行单因素方差分析。结果 使用实际角度方法的γ通过率比角度归零方法普遍有所下降,但80°、120°、240°时最明显,分别为98.71%与93.59%(t=2.10,P=0.000)、98.15%与93.17%(t=2.10,P=0.000)、98.94%与92.85%(t=2.10,P=0.000)。多野合成的两种方式验证结果相似98.27%与94.63%(F=0.50,P=0.134)。结论两种调强放疗剂量验证方式从两个不同立场进行,对其结论进行比较分析可更全面保障调强放疗计划验证的准确性。     

260例肿瘤患者VMAT计划验证结果的误差分析

目的 总结 260例肿瘤患者VMAT计划剂量验证结果,分析VMAT计划验证的γ通过率及其影响因素。方法 回顾2010—2012年期间 260例肿瘤患者采用2种探测器矩阵(美国MapCheck₂和瑞典Delta₄)对2台直线加速器进行VMAT前的剂量验证结果。采用γ通过率(2%/2 mm、3%/3 mm、5%/3 mm标准,阈值10%)比较验证结果与TPS计算结果之间差异,并行独立样本t检验。分析3%/3 mm标准下MLC走位精度对γ通过率的影响。结果 2%/2 mm、3%/3 mm和5%/3 mm标准下总验证结果的γ通过率平均值分别为91.7%、98.5%和99.7%,其中 3例重新进行了计划设计和优化以达到临床治疗的通过率标准。2%/2 mm标准下2种测量工具测量结果的γ通过率平均值稍有不同(90.0%∶93.5%,P=0.000),而3%/3 mm标准下2种测量工具和2台加速器之间的γ通过率均相近(98.5%∶98.5%,P=0.926和98.5%∶98.6%,P=0.670)。3%/3 mm标准下MLC校准前计划的γ通过率为61.1%,校准后的为94.9%。结论 除少数治疗计划需要重新进行设计和优化,绝大多数治疗计划的测量结果均能达到临床治疗的验证标准。在较严格的通过率标准(2%/2 mm)下臂架旋转对VMAT计划的γ通过率有一定影响。MLC校准对VMAT计划的实施非常必要。     

VMAT宫颈癌患者口服造影剂勾画小肠对盆腔剂量的影响

目的 观察VMAT宫颈癌患者口服造影剂勾画小肠对盆腔放疗剂量的影响。方法共9例子宫颈癌术后放疗患者行定位CT扫描并勾画靶区及小肠等。每例患者先设定VMAT计划,再人为改变小肠电子密度行第2次剂量计算,分别形成常规VMAT计划和指定小肠电子密度的VMAT计划。配对t检验2个计划的剂量分布差异。结果 9例患者常规VMAT计划与指定小肠电子密度VMAT计划的靶区D₉₈、D₅₀分别为4989.1、5000.1 cGy与5208.6、5191.6 cGy (P=0.026、0.005),CI值分别为0.766、0.765(P=0.920),HI值分别为0.081、0.074(P=0.055);OAR中小肠接受30 Gy照射体积分别为309.3、314.3 cm³(P=0.207),膀胱V₄₅分别为52.4%、51.1%(P=0.168);在相同靶区处方剂量下的机器跳数分别为893.3、865.8 MU (P=0.093)。结论 宫颈癌术后放疗时小肠内充盈的造影剂对盆腔剂量的增加未达统计学意义。     

头部肿瘤VMAT全脑放疗对剂量分布影响分析

目的 探究通过容积调强弧形治疗(VMAT)共面电弧调节放疗的强度,头部倾斜的位置是否对放疗剂量的分布产生影响。方法 2015-2017年间500例头部肿瘤患者接受头部放疗并保持头部倾斜位置,通过旋转原始CT图像获得模拟的非倾斜CT图像资料。计划靶区剂量30Gy,海马区最大剂量限制为16Gy,视神经、视交叉与眼球的剂量<37.5Gy。采用配对t检验对相关剂量学参数进行比较。结果 平均头部倾斜角度为(11.12°±0.68°);均匀性指数与适形指数倾斜与非倾斜相比分别降低(8.3±9.6)%(P=0.033)与(5.2±4.1)%(P=0.009);头部倾斜位置海马区剂量较非倾斜位置平均降低(13.6±6.2)%(P=0.004);晶状体剂量平均降低(15.5±11.1)%(P=0.008);视神经与眼球的剂量亦分别降低(6.8±5.6)%(P=0.013)与(8.6±6.5)%(P=0.016)。结论 VMAT全脑放疗时通过将头部倾斜适当角度可明显改善靶体积的辐射剂量分布,同时降低海马区与视觉系统的辐射剂量,从而保证治疗的同时减少对患者认知与记忆功能的相关影响。     

宫颈癌VMAT剂量验证的γ与DVH评估及两者与剂量偏差相关性研究北大核心CSCD

目的比较γ与剂量体积直方图(DVH)在宫颈癌容积调强弧形治疗(VMAT)剂量验证中的应用,并评估两者反映剂量偏差的能力。方法选取20例宫颈癌VMAT病例,由TrueBeam投照、使用FC65-G及ArcCheck测量并与Eclipse计算点、面剂量比对。由3DVH软件重建患者剂量,比较重建靶区D_(mean)、D_(95)%、D_(98)%、D_(2)%,左右股骨头V_(20Gy),直肠V_(40Gy),脊髓D1cm^(3)及50%处方剂量包绕区(IDV)D_(98)%、D_(2)%、D_(50)%与计划值差异并对各器官行三维γ分析。使用皮尔森相关系数分析点剂量偏差、二维γ通过率及其平均值、各器官三维γ通过率与剂量偏差相关性。结果电离室实测、3DVH重建与计划计算点剂量间偏差小,二维γ比对均通过(3%/3 mm,≥90%)。靶区平均剂量、IDV各参数偏差小于3%,直肠V_(40Gy)偏差差异最大。左右股骨头三维γ通过率最高,脊髓差异波动最大。实测、重建点剂量偏差大都与剂量偏差呈中等强度相关,二维γ通过率与各器官剂量偏差未发现明显相关,各病例靶区三维γ通过率与自身及IDV D_(50)%偏差间存在极强相关,其余相关性强弱无规律。结论基于γ和DVH评估均能一定程度揭示剂量误差,但均存在一定局限,临床中应将两者联合应用。     

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。     

宫颈癌容积调强计划验证中伽马通过率最佳阈值研究

目的 面向宫颈癌容积调强计划验证,基于Delta 4三维剂量验证系统,探寻在不同的伽马分析基准(百分剂量差异/一致性距离差异)下评判计划实施的最佳通过率阈值。方法 选取30例经临床批准的双弧容积调强(采用瓦里安RapidArc^TM技术)宫颈癌计划,利用Delta 4对其进行伽马分析和DVH评价。根据两个准则对全部计划进行分类:①DVH上所有特定剂量学指标的绝对百分剂量差异<5%视为临床可接受计划;②在2%/2 mm、3%/3 mm基准下伽马通过率超过90%或95%视为计划通过。基于此分类结果进行敏感性和特异性分析,并绘制受试者工作特征曲线(ROC),通过计算约登系数的方式寻找不同伽马分析基准(全局与局部2%/2 mm和3%/3 mm)条件下的最佳通过率阈值,最后通过分析敏感性和特异性来定量比较在常规阈值(90%和95%)和最佳阈值处区分计划是否能被临床接受的能力大小。结果 全局3%/3 mm和2%/2 mm基准下的最佳阈值点分别为98.3%和87.05%;局部相同基准下的最佳阈值点分别为97.55%和86.05%。在3%/3 mm测量基准下,最佳阈值相比于常规阈值(90%和95%)而言其全局和局部伽马敏感性可以达到0.93;而在2%/2 mm测量基准下最佳阈值的全局伽马敏感性为0.65,特异性为0.49;局部伽马敏感性为0.70,特异性为0.46,敏感性和特异性更为平衡。结论 利用最佳阈值点判别治疗计划是否通过可让敏感性和特异性之间取得较好平衡,一定程度上减少了不可接受计划因漏判给患者带来危害机会,同时降低了可接受计划因误判而增加物理师日常工作量概率。     

基于蒙特卡罗实现容积调强弧形治疗计划独立剂量验证的应用研究

目的 开发基于蒙特卡罗(MC)的验证平台实现容积调强弧形治疗(VMAT)计划的独立剂量验证。方法 利用EGSnrc/BEAMnrc构建Varian TrueBeam医用直线加速器的机头和准直器模型,并基于机头模型和自编程序搭建患者VMAT计划的独立剂量验证平台,通过平台模拟不同射野大小百分深度剂量(PDD)曲线和离轴比、两个不规则野以及头颈部、胸部和盆腔各1例患者剂量分布。比较不同射野大小PDD曲线和离轴比与蓝水箱测量结果差异,不规则射野与ArcCHECK实测的差异,再通过γ分析法、剂量体积直方图对比分析患者MC模拟剂量、计划系统计算剂量、ArcCHECK实测剂量之间差异,验证平台是否可用于独立剂量验证。结果 对4cm×4cm~40cm×40cm的PDD曲线和离轴比,MC模拟结果和测量结果一致性较好。不规则射野MC模拟结果与ArcCHECK实测相比,在3%/2mm、3%/3mm下γ通过率都在98.1%、99.1%以上;3例不同部位VMAT患者MC模拟剂量和ArcCheck实测剂量在3%/2mm、3%/3mm下γ通过率均好于93.8%、95.9%。通过三维γ分析计划系统计算剂量和MC模拟剂量在3%/3mm下鼻咽癌、肺癌、直肠癌的γ通过率分别为95.2%、98.6%、98.9%;在3%/2mm下依次为90.3%、95.1%、96.7%。结论 基于MC开发的验证平台模拟结果与实际测量结果一致性较好,其模拟结果更接近于患者体内真实剂量分布,初步结果显示可用于VMAT计划的精准独立剂量验证。     

胸段食管癌VMAT计划的剂量学验证研究

目的 探讨VMAT计划在胸段食管癌放疗中的适应性。方法 应用0.6 cm³指形电离室和COMPASS三维剂量验证系统分别对 10例胸上段、10例胸中段食管癌的VMAT计划进行绝对剂量和相对剂量的验证。应用DVH比较靶区、肺、心脏和脊髓受照剂量和体积差异,并分析GTV、CTV、PTV和OAR的γ通过率。结果 胸上、中段食管癌的等中心处绝对剂量精确度均≥99%,GTV、PTV和OAR的γ通过率均≥97%。胸上段食管癌GTV、CTV、PTV的 D_95%、D_mean的验证差异均≤3%,脊髓 D_1%差异为2.21%,左肺和右肺的 V₅~V₃₀、D_mean的差异≤2%。胸中段食管癌的GTV、CTV、PTV和OAR的 D_95%、D_mean的验证差异≤2%,脊髓 D_1%差异为2.04%。左肺和右肺的 V₅~V₃₀以 V₁₀为界差异呈逐渐增大的趋势,处于1.5%以内。心脏 D_mean的差异为2.68%。结论 VMAT技术在胸段食管癌放疗中是适用的。     

基于MatriXX系统研究呼吸运动对靶区受照剂量分布影响

目的 探讨呼吸运动对三维适形放疗(3DCRT)和调强放疗(IMRT)靶区受照剂量分布影响.方法 用固体水自制剂量测量体模和模拟呼吸运动的平台,与二维空气电离室矩阵MamXX系统配合,分别测量体模在静态和周期运动状态(幅度为±1 cm,周期3.5 s)下进行多角度3DCRT和IMRT的二维剂量分布,然后用MatriXX系统软件对两种不同状态下所测剂量分布进行对比分析.结果 对3DCRT在运动方向上所测剂量分布半影较静态时增加6～9 mm,高剂量区域向内收缩约5mm,低剂量区域向外扩张约5 mm,但50%等剂量曲线范围及中心区域剂量未见明显改变;IMRT各子野单独照射且以测量平面最大剂量为归一剂量时,运动和静止状态下所测剂量差异介于-56.4%～56.1%,其平均值约±27%;IMRT计划所有子野叠加照射时,两种运动状态下在射野中绝大部分区域的剂量差异<±3%,其剂量偏差主要出现在射野边缘,最大约为±15%,这与3DCRT照射的特点相似.结论 无论是3DCRT还是IMRT多次分割照射后,周期运动靶区中心区域受照剂量与静态靶区相近,但高剂量区域向内收缩,低剂量区域向外扩张.