二维电离室矩阵在加速器日常质量保证中的应用与研究

目的:探讨应用二维电离室矩阵在加速器日常质量保证中的可行性。方法:使用二维电离室矩阵分别测量加速器的照射野与灯光野的重合性、等中心、照射野的对称性及平坦度、楔形板角度等。结果:加速器的照射野与灯光野的重合性、等中心、照射野的对称性及平坦度、楔形板角度等测量结果均在允许范围内,符合临床要求。结论:二维电离室矩阵可用于加速器日常质量保证的测量,是放疗设备日常质量控制的理想工具。     

快速容积旋转调强治疗系统的验收测试

目的:检验新型快速容积旋转调强(VMAT)治疗系统的计划剂量计算和执行精度,为系统投入临床应用提供质量保证。方法:根据美国医学物理师协会第142号工作组报告中的要求,检测加速器机械和剂量学精度,并基于仿真人体不均质模型设置8个包括标准方野、楔形野、多叶准直器菱形野、不规则野、组合野等射野,以及斜入射、切线照射、共面和非共面照射等照射条件对测试例进行多点剂量验证。针对VMAT的特点特别设置固定方野、适形射野、静态和动态调强射野的旋转照射测试计划,对系统进行端到端的验证测试,最后采用实际VMAT治疗计划检验系统的执行精度。结果:加速器的机架、准直器和床旋转等中心误差≤1.5 mm,所有旋转运动的角度刻度误差≤0.5°,多叶准直器到位误差≤1.0mm,光野射野重合度误差≤1.0 mm。8个测试例中多点剂量验证的误差为-2.57%~2.30%,各旋转照射验证测试的剂量误差为-1.83%~1.19%。实际VMAT治疗计划验证的γ(3.00%,3 mm)通过率优于95.00%。结论:所设置的验收测试能保证快速VMAT治疗系统机械和剂量学精度达到临床要求,可作为同类系统临床前质量保证的验证方法。     

三维分析仪与两维矩阵射野测量的比较

目的:应用不同仪器与方法测量加速器6 MV X线射野的特性,比较各方法的优劣和局限性,探讨快速简便检测射野特性的方法。材料与方法:分别采用电离室和半导体探头配合三维射野分析仪测量加速器6 MV X线不同射野大小的百分深度剂量曲线PDD和离轴比曲线OCR,并以二维电离室矩阵测量相同条件的OCR。(1)比较采用电离室和半导体探头测量PDD的差别。(2)比较两维矩阵与电离室半导体探头测量射野的对称性、平坦度、射野大小和半影等的差别。结果:对小于15 cm×15 cm照射野,半导体探头和电离室测量PDD的结果一致性较好,两者偏差小于1.3%。对于20 cm×20 cm照射野,半导体探头的测量结果大于电离室,最大差别3.5%,偏差为2.6%。用半导体探头与电离室测量射野的大小,两者的最大差别为0.6 mm,两者有较好的一致性,二维电离室矩阵测量与前两者比较,最大差别为2.9 mm,最小差别0.5 mm。三种方法测量的射野平坦度差别在1.2%~2.6%,矩阵的测量数值在半导体和电离室测量范围之内。结论:在检测加速器射野性能时,二维矩阵可以快速检测射野平坦度、对称性,但测量射野大小时可能有较大误差,不宜用作验收加速器和收集...     

照射野等中心的偏移对VMAT计划剂量准确性的影响

目的:通过检测、分析、减小照射野等中心的偏移,研究照射野等中心的改变对容积旋转调强(VMAT)计划剂量准确性的影响。方法:(1)使用EBT3胶片连续测量9个长方形野的剂量分布,据各照射野中心线的交汇情况分析照射野等中心的偏移情况;(2)计算、测量26例VMAT计划在二维平面探测器阵列(MatriXX)中的剂量分布,采用γ指数标准评测剂量验证(DQA)的结果。调整ElektaSynergy的参数到各照射野中心线交点集中后,重复(2)中操作,得出直线加速器调整后的相应数据。结果:照射野等中心调整前后,各照射野中心线的交点由散乱到集中,VMAT计划DQA 3%/3 mm、2%/2 mmγ通过率的平均值分别由98.02%和81.85%上升到99.68%和96.44%。结论:照射野等中心的偏移会明显降低VMAT计划DQA 2%/2 mm的γ通过率,因此,对应用VMAT技术(或者其他类似的对准确性要求较高的技术,如复杂的IMRT技术、SBRT/SRS技术等)进行治疗的直线加速器,需要做对治疗有实际意义的照射野等中心的检测。     

电离室矩阵用于加速器质量保证：X射线

目的：探讨利用二维电离室矩阵MatriXX进行医用直线加速器质量保证的方法及可靠性。方法：在点剂量的质量保证中。将MatriXX系统在特制水箱中测得的数据与O．6CC电离室在标准水箱中的剂量测量值作比较,从而定出Ma．triXX的校准系数．以此来校准射线的输出量和能量。在面剂量的质量保证中,用MatriXX测量医用加速器射线野的对称性、平坦度以及辐射野的大小及中心轴偏离．将测量结果与RFA300三维水箱扫描结果及控制台显示数值进行比较分析。结果：用MatriXX加有机玻璃板可准确快捷地完成对射线输出量和能量的校准。用MatriXX所测射野的对称性和平坦度及射线野大小与RFA300水箱的测量数据一致。结论：MatriXX系统进行加速器的质量保证简便可靠。     

直线加速器注入电流与照射野对称性的关系研究

目的：电子直线加速器的注入电流在使用中会发生改变。从而对剂量学参数照射野对称性产生影响。作者对注入电流的变化规律及其造成照射野对称性改变的程度进行实验研究。探讨加速器照射野质量控制的要求。方法：手动模拟加速器注入电流的改变。在照射野对称性良好的注入电流工作点附近设置正负模拟值，以胶片法测最和分析对应的照射野对称性改变。结果：注入电流的数值在加速器的枪靶方向不会影响照射野对称性的质量。在左右方向的对称性偏差值受注入电流数值的影响近似为线性关系，当注入电流偏离中值0.2A时，相应的对称性误差接近3％。作者工作部门的正常工作量下注入电流每月约下降（0．1～0．2）A。结论：检测加速器注入电流的改变可以提示照射野对称性的误差。照射野剂量特性和注入电流应纳入每周的质控检验内容。     

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。     

Monaco治疗计划系统的剂量学性能测试验证

目的:对Monaco治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)进行临床使用前的剂量学性能测试,验证TPS不同类型射野计划计算剂量与计划执行时加速器的实际递送剂量间的差异是否符合标准。方法:所用设备为医科达公司Axesse直线加速器,配置Agility型多叶光栅;Monaco TPS版本号5.0,剂量计算模型为Monto Carlo;IBA公司Dose 1剂量仪、0.6 cc电离室和Matrixx电离室矩阵。依据IAEA 430号和AAPM TG-53号报告、科室设备和验证工具,从医科达公司网站下载Express QA Plan测试包,其中的测试例涵盖规则野、不规则野和模拟病人头颈部肿瘤调强野。在Monaco TPS系统中分别调用测试例,将计划分别移植到模体上,创建验证计划,将计算验证计划所得剂量分布输出到Matrixx软件Omni Pro I'm RT,将计划计算剂量与Matrixx实际所测剂量进行比对和分析。剂量验证通过标准是绝对量3 mm/3%,γ通过率超过90%。结果:所有测试例剂量验证结果均达到了93%以上。结论:Monaco TPS可以安全地用于临床。     

PTW729二维矩阵的平面剂量验证

目的:调强计划在用于病人治疗之前必须要进行剂量学验证,以此确保调强计划各个射野出束剂量的精确度以及测量层面平面剂量分布的精确度。本文探讨逆向调强适形放射治疗过程中的剂量学验证,分析影响剂量验证结果的因素,采取相应措施消除影响,保证IMRT治疗计划临床实施的正确性。方法:选取30例需要做验证的调强计划,将计划移植至标准水模体上生成QA计划并在TPS上计算出测量平面的剂量分布,然后将计划导入MOSAIQ,ELEKTA Precise加速器执行QA计划,用PTW729二维电离室矩阵进行平面剂量验证,收集数据经矩阵扫描软件Matri Scan读出二维电离室矩阵收集的信息传递至Veri Soft软件中,对比剂量分布图得出计划通过率。结果:PTW729二维电离室矩阵能够测量照射野的剂量分布和强度分布,能够对逆向调强计划进行准确的剂量学验证,得出平面剂量验证的通过率与MLC叶片到位精准度和计划的子野面积有明确关系。结论 :利用PTW729二维电离室矩阵可以极大地简化验证工作量,提高验证的效率。     

可移动式术中放射治疗加速器(Mobetron)长期稳定性分析

目的:对Mobetron移动式术中放疗加速器的质量控制测量数据进行分析,研究其长期稳定性。方法:对一年来的质控数据进行分析,评价其剂量输出稳定性、能量输出稳定性;将年检结果与ATP结果相比较,评价其平坦度对称性稳定性。结果:一年中,每月剂量输出量的稳定性在±2%之内;能量输出的稳定性保持在±3%以内;射束的平坦度对称性≤6%,对称性≤2%。结论:Mobetron移动式术中放疗加速器具有很好的长期稳定性,能充分满足临床使用要求。     

空气压缩设备故障引起的螺旋断层放射治疗患者计划验证通过率偏低的案例分析

目的:分析影响螺旋断层放射治疗患者计划验证通过率的因素,解决通过率偏低的问题。方法:对以下因素逐一进行验证分析:[①]对ArcCHECK刻度文件重新校准,验证绝对剂量准确性;[②]对ArcCHECK矩阵校准文件重新校正,验证矩阵一致性;[③]利用第三方Matlab平台开源代码进行离线验证,测量计划系统剂量计算准确性;[④]通过每日输出点剂量测量和TomoDose测量,验证加速器输出量稳定性;[⑤]执行AAPM TG-148号报告第V.B.2.c项目和设计临床上常用的2.5 cm和5 cm铅门（Jaw）宽度的适形计划,验证Jaw到位精度;[⑥]设计临床中常用的2.5 cm和5 cm铅门宽度的适形计划和调强计划,验证多叶准直器（MLC）开关时间精度。结果:执行ArcCHECK刻度文件校准和矩阵重新校准之后,计划测试通过率无明显变化;Matlab离线验证脚本获取计划Gamma通过率,结果均在95%以上;晨检记录显示,加速器固定输出量偏差都小于2%,TomoDose结果表明加速器运行稳定;执行AAPM TG-148号报告第V.B.2.c项目检测Jaw到位精度的结果均在误差范围之内,2.5 cm与5 cm不同铅门宽度条件下适形计划,Gamma测试结果以及点剂量测量结果无明显差别;不同计划下点剂量验证误差随靶区形状不规则程度、计划复杂程度和Jaw增加而升高,证明MLC开关时间精度为主要故障因素。结论:排除多种影响因素后最终确定空气压缩设备故障引起的MLC开关时间精度问题才是导致验证通过率较差的主要原因。因此定期维护和保养空气压缩设备十分必要,同时在物理师执行质量保证项目时,应将空气压缩设备内容加入其中。     

Improving IMRT quality control efficiency using an amorphous silicon electronic portal imager

An amorphous silicon electronic portal imaging device (EPID) has been investigated to determine its usefulness and efficiency for performing linear accelerator quality control checks specific to step and shoot intensity modulated radiation therapy (IMRT). Several dosimetric parameters were measured using the EPID: dose linearity and segment to segment reproducibility of low dose segments, and delivery accuracy of fractions of monitor units. Results were compared to ion chamber measurements. Low dose beam flatness and symmetry were tested by overlaying low dose beam profiles onto the profile from a stable high-dose exposure and visually checking for differences. Beam flatness and symmetry were also calculated and plotted against dose. Start-up reproducibility was tested by overlaying profiles from twenty successive two monitor unit segments. A method for checking the MLC leaf calibration was also tested, designed to be used on a daily or weekly basis, which consisted of summing the images from a series of matched fields. Daily images were coregistered with, then subtracted from, a reference image. A threshold image showing dose differences corresponding to > 0.5 mm positional errors was generated and the number of pixels with such dose differences used as numerical parameter to which a tolerance can be applied. The EPID was found to be a sensitive relative dosemeter, able to resolve dose differences of 0.01 cGy. However, at low absolute doses a reproducible dosimetric nonlinearity of up to 7% due to image lag/ghosting effects was measured. It was concluded that although the EPID is suitable to measure segment to segment reproducibility and fractional monitor unit delivery accuracy, it is still less useful than an ion chamber as a tool for dosimetric checks. The symmetry/flatness test proved to be an efficient method of checking low dose profiles, much faster than any of the alternative methods. The MLC test was found to be extremely sensitive to sudden changes in MLC calibration but works best with a composite reference image consisting of an average of five successive days' images. When used in this way it proved an effective and efficient daily check of MLC calibration. Overall, the amorphous silicon EPID was found to be a suitable device for IMRT QC although it is not recommended for dosimetric tests. Automatic procedures for low monitor unit profile analysis and MLC leaf positioning yield considerable time-savings over traditional film techniques.     

D2SRS两种照射技术与CyberKnife在脑转移瘤立体定向放疗中的剂量学研究

目的:分析基于常规加速器的微光刀（D2SRS）系统两种照射技术在脑转移瘤放疗中的剂量学特性,并与射波刀（CyberKnife, CK）进行比较,探讨D2SRS在脑转移瘤立体定向放疗的可行性。方法:选取30例已行CK治疗的脑转移瘤病例,分别设计动态调强（DMLC-IMRT）和动态适形拉弧（DCA）两种D2SRS计划,分析其剂量学特性并与CK计划进行比较。结果:3种计划均能实现处方剂量要求,CK计划具有较好的靶区适形度指数（CI, CI=0.82±0.04）,但剂量均匀性指数（HI, HI=0.42±0.11）最差。DMLC-IMRT计划具有与CK计划相当的靶区CI（0.80±0.07, P=0.24）,且具有更好的HI（0.28±0.13, P=0.00）;DCA计划CI（0.69±0.09）最低,但其HI（0.33±0.11）优于CK计划。靶区外剂量跌落方面CK计划更具优势,但相较于DCA计划无统计学意义（P=0.06）;在实施时间上,DMLC-IMRT计划［（16.94±1.50） min］与DCA计划［（12.67±0.52） min］相较于CK计划［（38.76±5.60） min］具有明显优势。结论:3种技术均能实现处方剂量要求且CK计划具有更好的靶区适形度,靶区外剂量跌落方面DCA计划优于DMLC-IMRT计划且接近CK计划水平,但在实施效率上两种D2SRS计划具有明显优势,能够在脑转移瘤放疗中更为高效地实现对肿瘤靶区的均匀照射,具有一定的临床应用价值。     

高能电子线放射治疗的剂量学参数测量与分析

目的：对高能电子线总输出因子、百分深度剂量、深度剂量分布的剂量学参数进行测量并分析讨论。方法：在Varian23EX直线加速器上,利用9606剂量测量仪和0．6cc指型电离室测量不同能量、不同限光筒及不同射野下的输出剂量并作归一,得到我们所要的剂量学参数,然后分析数据。结果：总输出因子在不同能量下与正方形射野边长的关系可满足等式：y=a·e^bx＋c·e^dx。水模体百分剂量分布中,6MeV电子线各限光筒的90％、85％等剂量深度基本不变,9MeV-15MeV下90％、85％等剂量深度随着限光筒尺寸增大而变深。对于水模体的深度剂量分布情况,6MeV和12MeV能量的10cmx10cm、15cmxl5cm限光筒均整区内对称点的最大相对剂量差分别都为0．04％、O．03％。结论：通过测量掌握实际照射中的剂量学特点．对于电子线剂量的准确计算以及临床计划制定具有很大的参考价值。     

Verification of IMRT fields by film dosimetry

In intensity modulated radiation therapy (IMRT) the aim of an accurate conformal dose distribution is obtained through a complex process. This ranges from the calculation of the optimal distribution of fluence by the treatment planning system (TPS), to the dose delivery through a multilamellar collimator (MLC), with several segments per beam in the step and shoot approach. The above-mentioned consideration makes mandatory an accurate dosimetric verification of the IM beams. A high resolution and integrating dosimeter, like the radiographic film, permits one to simultaneously measure the dose in a matrix of points, providing a good means of obtaining dose distributions. The intrinsic limitation of film dosimetry is the sensitivity dependence on the field size and on the measurement depth. However, the introduction of a scattered radiation filter permits the use of a single calibration curve for all field sizes and measurement depths. In this paper the quality control procedure developed for dosimetric verification of IMRT technique is reported. In particular a system of film dosimetry for the verification of a 6 MV photon beam has been implemented, with the introduction of the scattered radiation filter in the clinical practice that permits one to achieve an absolute dose determination with a global uncertainty within 3.4% (1 s.d.). The film has been calibrated to be used both in perpendicular and parallel configurations. The work also includes the characterization of the Elekta MLC. Ionimetric independent detectors have been used to check single point doses. The film dosimetry procedure has been applied to compare the measured absolute dose distributions with the ones calculated by the TPS, both for test and clinical plans. The agreement, quantified by the gamma index that seldom reaches the 1.5 value, is satisfying considering that the comparison is performed between absolute doses.     

国产医用直线加速器开展立体定向放射治疗的可行性研究

目的:从剂量输出、机械性能和辐射性能方面比较两种进口医用电子直线加速器和3种国产医用电子直线加速器的各项参数指标,对比分析国产医用直线加速器的技术和性能是否达到开展立体定向放射治疗的基本标准。 方法:选取两种开展过立体定向放射治疗的进口医用电子直线加速器和3种装机量较大的国产医用电子直线加速器。利用电离室和静电计在水模体上测量加速器的剂量输出性能;利用坐标纸、前指针、刻度尺等工具测量加速器机械精度;通过PIPSpro5.3.1和doselab图形分析软件测量加速器辐射性能和到位精度,从而分析固体水和EBT免冲洗胶片记录辐射野。 结果:以AAPM TG-142和中华人民共和国医药行业标准YY0832.2-2015为参考,建立一套完整的针对国产电子医用直线加速器的评价标准。检测发现国产加速器输出剂量精度、重复性、线性较高,旋转机架、准直器和治疗床辐射野等中心精度大部分小于1 mm,铅门和多叶准直器平均到位精度小于0.5 mm,两种国产加速器端对端偏差结果小于5%,说明国产加速器基本性能较好。 结论:部分国产加速器从剂量输出和治疗精度方面已达到开展立体定向放射治疗的基本要求,但开展立体定向治疗需要相关放疗单位投入更多的人力和相应设备做好加速器的质量保证和质量控制工作。     

A comparison of beam characteristics for gated and nongated clinical x-ray beams.

Respiratory gating has only recently been applied to conventional external beam radiotherapy. In order for respiratory gating to be used clinically, an evaluation of the dosimetric effects of small units of delivered dose must be performed. The purpose of this study is to systematically evaluate the effect of various gating sequences on x-ray central axis output, ionization ratios (nominal accelerating potential), beam flatness, and beam symmetry. Measurements were taken for 6 and 18 MV photons on a linear accelerator that generates the gate by using a gridded electron gun to stop the electron flow to the wave-guide. The beam output, energy, flatness, and symmetry did not vary by more than 0.8 percent in most of the gating sequences. The maximum output deviations (0.8 percent), flatness deviations (1.9 percent), and symmetry deviations (0.8 percent) occurred when a low number of monitor units (<5 MU) were delivered in the gating window. Although these deviations are not clinically significant, each linear accelerator should be evaluated carefully before clinical implementation.     

热塑膜固定底板对IMRT计划三维剂量验证通过率的影响与修正

目的:分析和评估一款热塑膜固定底板对调强放射治疗（IMRT）计划三维剂量验证通过率的影响,并对其进行剂量修正。方法:利用Octavius 4D三维剂量验证系统,对60例IMRT计划按照后入射野数占总射野数比值分成6组,分别进行仅有床板和有床板与热塑膜固定底板组合的三维剂量验证,以评估热塑膜固定底板对IMRT三维剂量验证通过率的影响。然后对入射野数占比最大的第6组进行剂量修正,并与修正前的γ通过率进行比较,评估剂量修正的作用。结果:未考虑固定底板时,6组IMRT计划γ通过率分别为:98.00%、96.87%、96.76%、94.82%、95.51%、95.32%;考虑固定底板以后分别为:98.88%、96.46%、95.85%、93.12%、93.22%、89.07%,考虑前后P值分别为0.147、0.534、0.406、0.051、0.030（t=2.566）、0.000（t=5.637）,第5组和第6组有统计学差异。对第6组进行固定底板剂量修正以后,γ通过率平均为94.90%,提高5.8%。结论:热塑膜固定底板对IMRT计划三维剂量验证通过率有一定的影响,且当IMRT计划的后入射野数所占总射野数比值越大,影响越大,临床制定计划时有必要对固定底板进行剂量修正。