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。     

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...     

COMPASS验证系统在放射治疗中的应用研究

目的:测试COMPASS三维验证系统在临床应用中的可行性。方法:以三维水箱为基准,比较分析COMPASS系统在百分深度剂量(Percentage depth dose,PDD)、输出因子(Output factor,OUF)、离轴曲线(Profile)和绝对剂量等方面的测量数据与三维水箱所测量数据的相关性和一致性;在均匀模体和非均匀模体中验证7例患者的放疗计划,检测COMPASS系统软件的剂量计算精度和剂量重建精度;通过BallBearming模体测试COMPASS系统硬件对加速器等中心的影响。结果:COMPASS系统测量和重新计算的PDD、OUF、Profile与三维水箱测量的数据具有较好的一致性,其绝对剂量偏差均小于2.5%;COMPASS系统软件在均匀模体和非均匀模体中验证7例患者放疗计划的绝对剂量偏差均小于3%,γ通过率不低于93%,重建精度和剂量计算精度接近于计划系统(Teatmentplanning system,TPS);COMPASS系统的硬件不影响等中心的精度,在三个方向上的偏差都小于1mm。结论:COMPASS系统的独立计算功能和剂量重建功能具有类似TPS的精度,可以提供三维的剂量分布信息,为临床治疗提供安全、可靠的技术保障。     

二维电离室阵列与EDR2胶片在螺旋断层治疗计划剂量验证中的应用研究

目的 比较EDR2胶片与二维电离室阵列在螺旋断层治疗(HT)计划质量保证过程中的剂量学特性,并分析测量方法间的可能差异.方法 采用IBA公司I′mRT MatriXX二维电离室阵列其相配套MULTICube等效固体水模体,同时夹放EDR2胶片对15例患者HT计划实施剂量学验证,分别实行轴位和纵向摆位测量以获取模体冠、矢状面剂量分布.照后将两种方法所测得的剂量分布与其对应模体计划中计算结果进行比对,以γ分析法(3 mm/3%)评估验证情况及实施效率.结果 15例患者冠状面、矢状面二维电离室阵列和EDR2胶片测量的γ≤1平均通过率分别为97.00%±1.56%和95.98%±2.52%(t=-2.22,P=0.043)、98.28%±1.55%和95.42%±1.99%(t=0.75,P=0.464);其中>90%、>95%通过率比例分别为93.3%、66.7%.两种方法测量所得剂量分布与计算结果在相同平面的几何分布均有较好的符合度,且亦存在一定相关性(r=0.14,P=0.001).结论 日常HT质量保证中二维电离室阵列可有效替代胶片和电离室测量,而胶片验证作为"金标准"为定期相互比对提供了可能.

Abstract：

Objective The aim of this work is to compare the performances of EDR2 film dosimetry with two-dimensional ion chamber array (2DICA) in quality assurance (QA) procedures and to investigate the origin of possible discrepancies between the two methods.Methods A 2DICA, I′mRT MatriXX and MULTICube equivalent solid water phantom from IBA Company were used to verify the dose distribution of 15 tomotherapy plan cases.The combined phantom which includes EDR2 film on the array was set up to measure the dose distribution from coronal and sagittal orientations.After the irradiation, the dose distributions of 2DICA and film were compared with those calculated in the planning system for verification.The results and efficiency were evaluated independently in the two methods.Results The mean number of points satifying γ parameter ≤1 in the coronal and sagittal planes was 97.00%±1.56%& 95.98%±2.52%(t=-2.22,P=0.043) and 98.28%±1.55%& 95.42%±1.99%(t=0.75,P=0.464) of the 15 cases respectively for 2DICA and EDR2 film.The ratio of more than 90% and 95% were 93.3% and 66.7%.The results we presented show a very good agreement between the two methods when used to assess the dose distribution between calculated and measured doses,and a certain degree of correlation (r=0.14,P=0.001).Conclusions The 2DICA may effectively replace both film and ion chamber dosimetry in routine IMRT QA.The good agreement between 2DICA and EDR2 film may give a possible check regularly just as a gold standard.     

二维半导体探测器阵列与免洗放射性铬胶片在调强放射治疗计划剂量验证中的应用比较

[目的]比较两种放射剂量探测器（二维半导体阵列和放射性铬胶片）用于剂量分布测量的特性差异．探索和优化调强放射治疗（IMRTt计划验证与质量保证工作的规范及效率。[方法]分别应用该两种探测器对根据实际IMRT计划在模体上移植生成“归一侧强野”和“合成调强野”验证计划进行剂量分布测量，比较两者之间及与计划计算的剂量分布差异。[结果]对同一个“归一调强野”验证计划；二维半导体阵列和放射性铬胶片测量的γ像素通过率分别为99．4％和95．0％；对相同IMRT计划的生成的“合成调强野”验证计划．放射性铬胶片测量的通过率为93．59％。[结论]两种剂量探测方法均方便易行，在对归一调强野验证计划的测量中均获得较满意的验证结果：同一IMRT计划的归一调强野与合成调强野验证结果可能有明显差异．建议适当提高归一调强野方式的IMRT计划验证的通过率指标，以更好地保证实际合成的IMRT治疗剂量分布的精确度。     

TPS在肿瘤放射治疗中的应用

目的探讨应用治疗计划系统(TPS)制定肿瘤放射治疗的照射野.方法以我科1997年5月～1999年11月收治的26例肿瘤病人作为分析对象,依据其CT片通过TPS制定放疗射野.结果选取肿瘤病人CT片划定靶区,因其形状及周围正常器官的不同,得出不同的射野.确保90%等剂量曲线包全肿瘤.结论通过TPS设计,得出理想的照射野.既提高了肿瘤区的剂量,又保护了周围的正常组织和器官.     

TomoDose半导体探测器特性分析及其在Tomotherapy质控中的应用研究

目的 评估TomoDose半导体探头特性及其在检测Tomotherapy床速和Profile稳定性方面的应用,以期用其便捷、高效地对Tomotherapy进行质控。方法 结合等效水模体对TomoDose探头的剂量线性响应、每脉冲剂量响应、角度依赖性和射野大小依赖性进行测量,并与0.057 cm³A1SL指型电离室进行比较分析。以0.000 5 s为间隔预设5个组床速来检测TomoDose对床速检测的灵敏度,选取7例不同床速的临床计划数据对其进行检验。用TomoDose和等效水模体采集Tomotherapy年检中的Profile数据(测量条件和采用水箱时一致),分别在Jaw为1.0、2.5、5.0 cm状态下,在水下深度为15、50、100、150、200 mm处测量x轴向和y轴向的射线束Profile,并采用Gamma分析(2%/1 mm)方法评估TomoDose和水箱所测得的Profile数据。结果 TomoDose半导体探头和电离室在出束时间≤30 s范围内对剂量的响应呈线性;每脉冲剂量响应与电离室的差异<2%,两者响应趋势一致;其存在角度响应,在±60°范围内角度响应最大相差2.53%;Jaw=5.0 cm时不同射野大小下两者响应差异随着射野减小而增大,5.0 cm×2.5 cm时最大为0.78%。TomoDose可识别0.5 mm进床距离误差,床速检测偏差值<0.6%。对于Profile稳定性检测:在x轴向上,水下深度为15 mm时Jaw取任何值,均有γ<1;取其他值时主射野区(离轴距<200 mm的区域)内均有γ<1,射野边缘半影区(离轴距>200 mm的区域)γ较大,出现γ>1的情况。在y轴向上,3个射野宽度下所有的Profile对比结果均显示γ值在射野边缘较大,但所有情况下均有γ<1。结论 TomoDose适合对Tomotherapy进行相关质控,能够精确测量Tomotherapy的床速,能够准确监测Tomotherapy射束Profile的稳定性,并且质控过程便捷而高效。     

Cox回归模型在随访资料中的应用

Ｃｏｘ回归模型在随访资料中的应用高峰孙可淳郭燕燕随访资料分析在肿瘤科研中有很重要的价值，Ｃｏｘ回归模型的出现，使这一领域有了极大的改观。现以子宫内膜癌随访资料为例，说明Ｃｏｘ回归模型在肿瘤临床的应用。资料与方法我院妇产科自１９７０年１月至１９９１年１...     

Cox模型在肿瘤预后因素分析中的应用

在肿瘤疗效评价和预后因素分析中,常应用生存分析方法,而Cox模型是目前国外最受欢迎的多因素分析方法,随着计算机使用的日益推广,国内也已开始应用Cox模型。 一、Cox模型在生存分析中的重要地位 生存分析最早的方法是寿命表法,在三百多年前它就被用于人寿保险方面,而后广泛地用于居民健康水平统计和疾病预后分析。本世纪四十年代,由于工     

移植性恶性肿瘤模型在肿瘤研究中的应用

以恶性肿瘤研究的需要出发，以具体的建模方法及范例来阐述移植性恶性肿瘤模型的重要性及其意义，通过对移植性恶性肿瘤模型研究进展及其基本特征的优缺点总结，来探究对恶性肿瘤的合理的、科学的研究方法。     

螺旋断层治疗计划系统升级前后验证结果及叶片打开时间对比研究

目的 比较4.0.4、4.2.3版本螺旋断层治疗计划系统叶片打开时间参数和γ通过率差别及改进状况。方法 用4.0.4、4.2.3版本治疗计划系统各选择 345例计划进行回顾性比较。从患者备份计划文件提取出Sinogram并计算叶片打开时间参数进行评估分析,包含最大叶片打开时间、叶片平均打开时间、打开时间<100 ms的叶片数比例、打开时间在最大时间5ms范围内叶片数比例及出束总时间。对升级前后计划的γ通过率(分析标准为3mm/3%、10%Threshold和全局误差)及叶片打开时间参数对比采用独立t检验分析,采用多元线性回归评估叶片打开时间参数与γ通过率之间相关性。结果 4.0.4版本的γ通过率低于4.2.3版本(97.86%∶98.6%,P<0.001),4.2.3版本的最大时间与投影时间的间隔低于4.0.4版本(1 ms∶11ms,P<0.001)。多元线性回归显示4.0.4版本最大打开时间附近5ms范围内的叶片数比例和出束总时间与γ通过率呈显著负相关(P<0.001),而4.2.3版本仅出束总时间与γ通过率呈显著负相关(P<0.001)。结论 螺旋断层治疗系统升级到4.2.3版本后提高了计划验证的γ通过率,且有效修复了旧版系统在最大叶片打开时间附近的叶片可能会导致γ通过率下降的问题。     

Clinical introduction of a linac head-mounted 2D detector array based quality assurance system in head and neck IMRT

Background and purpose

IMRT QA is commonly performed in a phantom geometry but the clinical interpretation of the results in a 2D phantom plane is difficult. The main objective of our work is to move from film measurement based QA to 3D dose reconstruction in a patient CT scan. In principle, this could be achieved using a dose reconstruction method from 2D detector array measurements as available in the COMPASS system (IBA Dosimetry). The first step in the clinical introduction of this system instead of the currently used film QA procedures is to test the reliability of the dose reconstruction. In this paper we investigated the validation of the method in a homogeneous phantom with the film QA procedure as a reference. We tested whether COMPASS QA results correctly identified treatment plans that did or did not fulfil QA requirements in head and neck (H&N) IMRT.

Materials and methods

A total number of 24 treatments were selected from an existing database with more than 100 film based H&N IMRT QA results. The QA results were classified as either good, just acceptable or clinically rejected (mean gamma index <0.4, 0.4-0.5 or >0.5, respectively with 3%/3 mm criteria). Film QA was repeated and compared to COMPASS QA with a MatriXX detector measurement performed on the same day.

Results

Good agreement was found between COMPASS reconstructed dose and film measured dose in a phantom (mean gamma 0.83 ± 0.09, 1SD with 1%/1 mm criteria, 0.33 ± 0.04 with 3%/3 mm criteria). COMPASS QA results correlated well with film QA, identifying the same patients with less good QA results. Repeated measurements with film and COMPASS showed changes in delivery after a modified MLC calibration, also visible in a standard MLC check in COMPASS. The time required for QA reduced by half by using COMPASS instead of film.

Conclusions

Agreement of COMPASS QA results with film based QA supports its clinical introduction for a phantom geometry. A standard MLC calibration check is sensitive to <1 mm changes that could be significant in H&N IMRT. These findings offer opportunities to further investigate the method based on a 2D detector array to 3D dose reconstruction in a patient anatomy.     

Linear array measurements of enhanced dynamic wedge and treatment planning system (TPS) calculation for 15 MV photon beam and comparison with electronic portal imaging device (EPID) measurements

INTRODUCTION.: Enhanced dynamic wedges (EDW) are known to increase drastically the radiation therapy treatment efficiency. This paper has the aim to compare linear array measurements of EDW with the calculations of treatment planning system (TPS) and the electronic portal imaging device (EPID) for 15 MV photon energy. MATERIALS AND METHODS.: The range of different field sizes and wedge angles (for 15 MV photon beam) were measured by the linear chamber array CA 24 in Blue water phantom. The measurement conditions were applied to the calculations of the commercial treatment planning system XIO CMS v.4.2.0 using convolution algorithm. EPID measurements were done on EPID-focus distance of 100 cm, and beam parameters being the same as for CA24 measurements. RESULTS: Both depth doses and profiles were measured. EDW linear array measurements of profiles to XIO CMS TPS calculation differ around 0.5%. Profiles in non-wedged direction and open field profiles practically do not differ. Percentage depth doses (PDDs) for all EDW measurements show the difference of not more than 0.2%, while the open field PDD is almost the same as EDW PDD. Wedge factors for 60 deg wedge angle were also examined, and the difference is up to 4%. EPID to linear array differs up to 5%. CONCLUSIONS: The implementation of EDW in radiation therapy treatments provides clinicians with an effective tool for the conformal radiotherapy treatment planning. If modelling of EDW beam in TPS is done correctly, a very good agreement between measurements and calculation is obtained, but EPID cannot be used for reference measurements.     

Monaco计划系统中构建治疗床模型对放疗剂量控制意义探讨

目的 Monaco计划系统采用蒙卡算法提高了剂量运算精确性,但忽略了治疗床对放疗剂量的影响.本研究量化Elekta Synergy直线加速器iBEAM(R)evo Couchtop EP治疗床对剂量吸收的影响,在Monaco计划系统中模拟构建治疗床模型以降低治疗床对放疗剂量的影响.方法 将圆柱型均匀模体分别放置在治疗床的左、中、右3个位置,机架从180°到射野与治疗床相互作用的边缘,每间隔10°测量其衰减系数.将电离室放置在模体等中心,采用6 MV光子线在10 cm×10 cm射野下进行测量.以实际测量治疗床衰减值为参考值,通过不断调整相对电子密度值确定治疗床模型电子密度值.通过最小计算网格(2 mm)模拟结果评估治疗床模型构建的精确性.结果 在Monaco计划系统中治疗床模型外层碳纤维采用0.5 g/cm3和内层碳泡沫采用0.1 g/cm3,对于6 MV光子线不同机架角度计算值和测量值有很好的一致性.除了当模体位于治疗床左侧机架为140°时相对偏差可达1.79％外,其他值均＜0.94％.不引入治疗床模型,模体位于治疗床左、中、右位置时,实际测量和计算的剂量偏差最大分别可达5.52％、4.74％和4.54％;当引入治疗床模型后,测量和计算平均绝对剂量差由不包含治疗床模型的4.42％、4.2％和3.51％,分别减少到0.63％、0.3％和0.42％.结论 Monaco计划系统中构建iBEAM(R)evo Couchtop治疗床模型可以精确的模拟治疗床对剂量的衰减,在计划设计时可以采用.     

Optimum excitation of phases and amplitudes in a phased array hyperthermia system

In order to achieve a desired temperature distribution inside and outside of malignant tissues, optimization techniques could be used in phased array hyperthermia systems to control effectively the amplitude and phase of the radiating elements. The optimization of a four-element phased array hyperthermia system operating at 432 MHz is examined theoretically. The proposed technique is based on a detailed physical model of the tissue medium to be heated in terms of both electromagnetic and thermal properties. A penalty function technique using a Newton method is applied to determine the optimum phases and amplitudes of the array. Several array geometrics have been studied and numerical results are presented.     

用二维电离室阵列对螺旋断层治疗的调强计划进行剂量验证

目的 研究采用二维电离室阵列对螺旋断层治疗(HT)的调强计划实施剂量验证的可行性,寻求建立一套临床上针对该条件下患者治疗更为有效的剂量验证方法 .方法 采用IBA公司I'mRT MatriXX二维电离室阵列及其相配套MULTICube等效同体水模体对10例患者HT的调强计划实施验证.分别对二维电离室阵列实行冠状及纵向位测量,并获取模体中阵列轴平面和纵断面剂量分布.通过HT系统兆伏级CT图像实现模体精确配准及校正,以确保二维电离室阵列摆位准确性.束流照射后将二维阵列剂量测量平面分布与HT计划系统模体计划中计算平面结果 进行比较,定性或定量分析其绝对剂最及相对剂量验证情况.探讨其不同位置摆放来实现其测量方法 的可行性.结果 定性或定量分析所测量与计算绝对剂量点及相对剂量分布的结果 均显示出了较好一致性,点绝对测量与计算剂量偏差保持在±3%以内.MatrXX阵列测量的相对剂量分布与治疗计划系统模体中计算平面相比较,采用了Gamma法(3 mm或3%)进行2 mm栅格精度分析,γ≤1像素点平均通过率分别为97.76%、96.83%.结论 MatriXX二维电离室阵列可较好地进行绝对剂量及相对剂量测量,能较好地实现调强计划的剂量验证.     

Pinnacle TPS计划设计过程备份与还原可行性探讨

目的 建立放疗计划设计过程中的数据备份及还原方案,提高计划设计效率及数据安全性。方法 设计数据保存(Script_Save)和系统退出(Script_Exit)脚本来代替TPS内置的保存(File-Save)和退出(File-Exit)菜单,脚本在完成与系统菜单相同的功能外,还按物理师的要求将当前的工作状态备份。放疗计划设计过程中因调整参数而导致计划质量变差或因其它原因导致数据受损时,可通过备份数据还原计划,保证数据的安全性,提高工作效率。结果 与原设计方案相比,本方案的保存数据和退出系统操作更加简单,备份过程不影响计划设计工作;治疗计划设计过程中平均备份次数为27.1次/计划,每次备份需要的磁盘空间为2.7 MB,每例患者备份需要的磁盘空间为59.4 MB,1.9%的治疗计划在设计过程中会出现差错从而需要被还原;还原操作发生在1天、1周及1个月的比例分别为65%、80%及87.6%,4个月后仍然有个别计划需要还原。结论 在Pinnacle TPS上实现计划设计过程备份与还原具有临床可行性,可提高计划设计效率和数据安全性。     

Monaco TPS中两种治疗床模型的比较

目的 在Monaco TPS中分别采用均匀电子密度(模型A ED=0.25)和两层非均匀电子密度(模型B FD=0.5和foam core=0.1)构建iBEAM evo Extension415治疗床模型,比较哪种模型可更好量化治疗床对放疗剂量影响。方法　将模体放置在治疗床中间,电离室放置在模体等中心,在10ｃｍ×10ｃｍ 射野下采用6 MV光子线机架从180.0 °～122.8°每间隔10°测量其衰减系数。以实际测量衰减值为参考值,在Monac TPS 中通过调整相对电子密度值确定治疗床模型值。对模型A和模型B分别通过最小计算网格（2ｍｍ）和最大计算网格（5 ｍｍ）模拟结果评估治疗床模型构建的精确性。结果 　不引入治疗床模型时测量和计算的剂量偏差最大可达4.01%,采用2.5 ｍｍ 计算网格进行计算时,测量和计算平均绝对剂量差由无模型时的2,.80％、2,87％分别减少至模型A 的0.61％、0.84％和模型B 的0.71％、0.92％。结论 　在Monaco TPS中采用均匀电子密度治疗床模型,对不同机架角度不同计算网格下计算值和测量值有更好一致性,在计划设计时可以精确构建治疗床对剂量的衰减。