基于三维影像解剖结构的调强剂量验证的初步研究

目的 对调强治疗计划进行点、平面和三维剂量验证,在γ通过率基础上具体分析三维解剖结构的剂量误差。方法 分别用指形电离室、Matrixx和ArcCheck测量鼻咽癌和肺癌调强治疗计划各 6例,分别比较IMRT和VMAT治疗计划中心点测量剂量偏差,并行成组t检验。比较IMRT和VMAT治疗计划在3%/3 mm、2%/2 mm标准下剂量验证的γ通过率,并行单因素方差分析。使用3DVH来分析患者靶区和OAR的测量剂量偏差。结果 IMRT和VMAT治疗计划中心点剂量平均偏差分别为(0.59±1.31)%和(－1.00±1.03)%,最大偏差均<3%。在3%/3 mm标准下,IMRT计划Matrixx、ArcCheck和3DVH的γ通过率分别为96.28%、97.55%和99.02%,VMAT计划的分别为97.24%、99.67%和98.48%。3DVH系统比较结果表明γ通过率较高情况下(3%/3 mm标准>95%),有 2例治疗计划(占总计划16.7%)测量结果中的靶区和OAR的DVH存在明显偏差,包括GTV、脊髓和脑干等在临床指标下的差异。结论 通过γ分析基于三维影像解剖结构来分析测量结果能更有效评估剂量误差对临床计划执行的影响和对临床治疗的损害。     

应用雷泰TPS验算治疗计划剂量可行性研究

目的 评估应用雷泰TiGRT TPS独立验算患者治疗计划剂量以实现IMRT质量保证的可行性和准确性。 方法 实验基于美国瓦里安Trilogy加速器,以LinaTech (雷泰医疗)公司的TiGRT TPS 作为剂量独立验算工具。首先根据AAPM TG-119号报告中模体数据和处方剂量的要求在瓦里安Eclipse TPS中设计模体计划,用电离室Famer 2571测量模体计划的点剂量,比较电离室测量值和不同TPS的计算值。其次选取瓦里安Eclipse TPS中已治疗的鼻咽癌患者 6例、乳腺癌术后放疗患者 8例,用TiGRT TPS对选取病例进行独立剂量验算并进行剂量比较和分析。 结果 在TG-119几何模体验证中,原计划点剂量、验算计划点剂量与测量值基本一致。在病例计算中,原计划与验算计划在乳腺癌中的差异较小,在鼻咽癌中的差异相对较大。在中心层面剂量的γ通过率评估中,所有病例在3 mm/3%的标准下的γ通过率均在90%以上。乳腺癌病例的γ通过率分别为(97.6±1.56)%和(97.1±1.10)%,鼻咽癌的通过率相对较低,分别为(92.6±3.46)%和(93.5±3.12)%。 结论 应用LinaTech TiGRT TPS进行剂量独立验算来实现调强放疗治疗保证的方法具备可行性,验证过程方便快捷,同时可基于患者解剖结构和DVH差异,更全面控制和提升放射治疗质量。     

IMRT不同剂量验证技术差异性分析

目的 比对瓦里安Portal dosimetry与Matrixx剂量验证结果,分析两种验证技术差异,评估EPID剂量验证临床应用的可靠性。方法 瓦里安Truebeam加速器,配置120片MLC和非晶硅EPID系统。IBA公司Matrixx矩阵及分析软件。配置EPID 算法、进行剂量校准和使用前测试。采用sliding-window计划设计,77个病种涉及头颈部(主要是鼻咽癌)、纵隔、腹部、盆腔肿瘤。创建剂量验证计划,SDD=100 cm,机架角与治疗计划一致,获剂量图像。在加速器上执行验证计划,比对分析EPID测量与TPS计算图像,比对分析EPID与Matrixx验证结果,采用3%/3 mm标准γ分析评估。配对t检验差异。结果 对77个不同部位肿瘤调强计划EPID和Matrixx验证结果显示两者验证γ通过率均在97%以上,除头颈部癌P=1.018外余均P> 0.05)。结论 EPID与Matrixx验证结果具有较好的一致性。可以用EPID进行验证,仅对结果通过率低者用电离室矩阵复验,确保治疗安全。     

剂量分布验证中分辨率对Gamma通过率的影响

目的 探讨调强放疗验证中参考分布与被评估分布的分辨率对Gamma分析结果的影响。方法 设计4种不同类型的射野,使用TPS在水体模中计算并导出剂量分布的分辨率依次为1、2、3、4、5、6 mm。对不同取样分辨率采用IBA公司OmniPro-I′mRT软件计算Gamma指数。结果 当被评估分辨率一定时,参考分辨率的改变对Gamma通过率影响很小(调强射野5%以内);当参考分辨率一定时,Gamma通过率随被评估分辨率>1 mm范围内升高有升高趋\[从6 mm升高至3 mm通过率升高(15.2±6.2)%(t=11.99,P<0.01),从3 mm升高至1 mm通过率升高(14.9±5.5)%(t=13.24,P<0.01)\]。结论 应用Gamma分析方法进行调强放疗剂量分布比较时,可将测量数据作为参考分布,无须插值;将治疗计划系统计算数据作为被评估分布,其分辨率选取1 mm较合适。     

三种照射技术的剂量验证结果比较

目的 探讨简化调强放疗(sIMRT)的剂量验证方法是否可采用与三维适形放疗(3DCRT)照射技术相同的剂量验证方法.方法 从接受sIMRT的1988例患者中随机抽取12例,用Pinnacle计划系统对每个患者分别做3DCRT、slMRT、IMRT治疗计划,用MapCHECK Model 1175 2D半导体剂最仪,在医科达Precise直线加速器上作剂量验证测量.结果 slMRT剂昔偏筹为2%(2mm)、3%(3 mm)的总平均通过率分别为90.5%、94.8%,比3DCRT的92.4%和95.8%分别低1.9%(t=2.19,P=0.040)和似乎低1.0%,但后者差异无统计学意义(t=1.52,P=0.144);剂量偏差为4%(4 mm)的通过率为98.2%,比3DCRT的98.4%似乎低了0.2%,但差异也无统计学意义(t=0.50,P=0.623).而sIMRT剂量偏差为2%(2 mm)、3%(3 mm)、4%(4 mm)的通过率与IMRT的88.4%、93.3%、96.7%相比分别提高了2.1%(t=2.17,P=0.041)、1.5%(t=2.62,P=0.016)、1.5%(t=3.68,P=0.001).结论 sIMRT技术可简化IMRT治疗前剂最验证,在slMRT技术试用期应对每例sIMRT计划进行类似IMRT的剂最学验证方法,以后町采用与3DCRT技术相同或相近的剂昔验证方法.     

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。     

Delta4的临床应用研究

目的 通过两种调强放疗验证工具的分析比对,探讨一种全新三维验证工具临床应用的可行性.方法 从接受调强放疗患者中随机抽取5例,分别在飞利浦Pinnacle 8.0D治疗计划系统中做MapCHECK Model 1175(Sun Nuclear,Melbourne,FL,USA)设计和Deha4(ScandiDos,Sweden)设计,然后分别在瓦里安Clinal 23EX直线加速器上做剂量验证测量.计较Delta4和MapCHECK计划中相同剂量偏差(DD2%、DD3%、DD4%)和吻合距离(IYFA2 mm、DTA3 mm、DTA4 mm)数值时的通过率差异.结果 用MapCHECK Model 1175测量的剂量偏差为DD2%DTA2 mm、DD3%DTA3 mm、DD4%DTA4 mm时总的平均通过率分别为84.7%、97.1%、99.3%;用Delta4测量的分别为86.2%、98.2%、99.6%;3组数据比较差异均有统计学意义(t=3.94,P=0.003;t=3.17,P=0.011;t=3.05,P=0.014).MapCHECK的质量保证计划中把每个射野的大机架角度都要改为0°,而Delta4无任何改变.在测量过程中重力对多叶光栅叶片到到位精度影响、治疗床对剂量分布影响、地磁对剂量系统影响在Delta4测量中都可得到体现.结论 Delta4是调强放疗非常理想的验证工具.     

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。     

Compass 在食管癌IMRT三维剂量验证中应用研究

目的 探索Compass 三维QC系统在食管癌调强放疗剂量验证中的应用。方法 选取 12例食管癌病例在Eclipse 8.6治疗计划系统中进行优化设计,将计划分别传入Compass 系统和瓦里安Trilogy加速器。Compass 在患者解剖影像上重建三维剂量分布,将重建剂量与治疗计划系统计算剂量比较,验证PTV及各OAR体积γ通过率、D_mean偏差等参数。同时使用MatriXX对治疗计划做二维剂量验证,使用平面γ通过率(3%/3 mm)评估剂量验证结果。结果 二维剂量验证实际角度γ通过率普遍低于角度归零的γ通过率(P=0.018~0.001)。三维剂量验证PTV体积γ通过率>93%,D_95%、D_50%、D_2%偏离<3%;肺和心脏体积γ通过率>95%,D_mean偏离>3%;脊髓和气管体积γ通过率>98%。独立计算与TPS计算剂量有更好符合度,测量重建与TPS计算剂量偏差出现在射野边缘区域。结论 三维剂量验证可提供更多的信息全面来评价计划,对指导治疗更有意义。     

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。     

利用验证计划数据分析不同机器与计划中心点重合性

目的 根据调强验证计划的通过率数据,研究两台加速器的机器中心与计划中心的重合性。方法 选取美国瓦里安加速器调强验证计划21例,瑞典医科达加速器调强验证计划20例,采用的通过标准为3 mm/3%。测量计划中心位置在x、y轴向上分别移动-2、-1、0、1、2 mm时的γ通过率,拟合二次曲线求解γ通过率最大时两台加速器分别在x、y轴上的取值。χ²检验γ₀通过率差异。结果 γ_-2、γ_-1、γ₀、γ₁、γ₂通过率平均值x轴向瓦里安加速器分别为(92.56±3.27)%、(96.53±1.82)%、(96.13±1.41)%、(90.14±2.87)%、(82.28±4.69)%,医科达加速器分别为(94.82±2.04)%、(97.05±2.02)%、(98.38±1.33)%、(97.96±1.44)%、(94.49±2.34)%;y轴向瓦里安加速器分别为(90.10±4.64)%、(94.87±2.88)%、(95.89±1.57)%、(92.39±3.42)%、(85.62±7.49)%,医科达加速器分别为(90.58±5.25)%、(96.17±3.14)%、(98.27±1.34)%、(97.71±1.63)%、(94.29±3.84)%。两台加速器γ₀通过率相近(P=0.332)。γ通过率最大时x、y轴向瓦里安加速器分别取值-0.65、-0.30 mm,医科达加速器分别取值0.01、0.30 mm。结论 同一计划系统中不同加速器实际射野中心点与计划中心点的重合不同,应该在临床工作中予以重视。     

宫颈癌IMRT计划独立三维剂量验算的初步应用与探讨

目的 评估自动计划验证系统Mobius3D (M3D)在宫颈癌IMRT中进行独立三维剂量验算的可行性。方法 随机选取20例宫颈癌病例,将其分别在Pinnacle 9.2和Eclipse13.5计划系统中进行7个野均分IMRT计划设计,达到临床要求后将两套计划系统中优化计划分别导入M3D中。观察两套TPS在传输计划过程中ROI体积变化、靶区及OAR剂量计算差异,结合γ通过率评估M3D验算计划的精确性。结果 Pinnacle9.2传输至M3D中各ROI体积差异远远小于Eclipse13.5,其最大变化差异为0.22%±0.69%,Eclipse13.5中最大变化差异为3.50%±1.89%。M3D中显示两套TPS的靶区及OAR剂量计算值差异在±1%内,经过3D重新计算后Pinnacle9.2与M3D计算结果差异小于Eclipse13.5,但其平均差异均在±3%内。靶区和OAR的γ通过率均值>95%。结论 利用自动计划验证系统进行计划验证,过程方便快捷。目前可作为计划的二次检查应用,提高IMRT计划验算精确性。     

基于电子射野影像装置的容积调强弧形治疗二维剂量验证研究

目的 基于电子射野影像装置(EPID)建立二维剂量精确重建模型并验证容积调强弧形治疗(VIMAT)剂量,与其他测量工具进行比较与分析。方法 采用EPID进行VIMAT的二维剂量验证,基于卷积、反卷积以及修正函数建立二维剂量重建模型。通过电离室测量的离轴比剂量曲线并用最小二乘法确定计算模型参数。对 12例不同部位肿瘤患者的VIMAT计划用电离室测量中心点剂量,采用其他平面剂量测量工具测量相应平面剂量分布。所有工具测量深度均设置为10 cm,并采用γ分析法比较测量结果。结果 对中心点绝对剂量,EPID与电离室测量结果偏差<1.5%。对平面剂量,2%2 mm标准下EPID与Seven29、Matrixx的平均γ通过率分别为98.9%、99.8%,3%3 mm标准下EPID与治疗计划系统计算结果的平均γ通过率为99.9%。结论 基于EPID建立的二维剂量重建模型能很好地用于调强放疗二维剂量验证工作,今后将考虑将该模型拓展到均匀模体的三维剂量验证中。     

基于TG119报告测试病例对VMAT技术剂量学验证结果的初步研究

目的 初步探讨利用TG119报告对容积旋转调强放疗(VMAT)计划进行评估的可行性。方法 选取6 MV和10 MV能量的X射线,针对TG119报告中的测试病例,在Eclipse治疗系统中依照TG119报告中的要求设计7或9个野的IMRT计划和双弧VMAT计划,采用电离室、MatriXX和Delta 4进行剂量验证,并将结果与TG119报告中多机构测试的结果进行对比。结果 IMRT和VMAT计划在系统中的剂量指标均达到了TG119报告中的要求。在靶区测量点和危及器官测量点,不同能量光子束的VMAT计划的点剂量误差为±2.55%,IMRT计划的点剂量误差为±1.85%。使用6 MV和10 MV能量的X射线时,IMRT计划的平均γ通过率(±3%/3 mm)为99.38%和99.53%,VMAT计划的平均γ通过率(±3%/3 mm)为99.32%和99.46%,复合射野的γ通过率均在98%以上。结论 6 MV和10 MV能量光子束的VMAT计划均满足TG119报告验证标准。TG119报告对VMAT技术的剂量学验证基准的确定有一定指导意义。     

A separated primary and scatter model for independent dose calculation of intensity modulated radiotherapy

BACKGROUND AND PURPOSE: Independent checking of beam monitor units is an essential step in the preparation of any radiotherapy plan. The present work describes a simple model for calculating a point dose from an arbitrary number of irregular, asymmetric fields, typical of beam segments used for IMRT. MATERIALS AND METHODS: Primary and scatter dose contributions were separated using a two-parameter exponential fit to measured beam data, from which differential scatter is determined. A total of 60 IMRT patient plans for a five-field prostate class solution were investigated to validate the model. RESULTS: The average difference between the model's prediction and direct measurement of reference dose was found to be -0.6% (ranging from -2.9% to +1.6%), with a standard deviation of 1.0%. This compares well with the observed average difference between treatment planning system prediction and direct measurement of +0.8% (SD 0.6%). CONCLUSIONS: The model is shown to provide a reliable and accurate independent check of planning system monitor units for the prostate IMRT plans studied. Implementation of the model could significantly reduce the time needed for point dose verification of IMRT plans currently performed by direct measurement.     

电子射野影像系统在测量调强放疗三维剂量上的应用

目的:采用三维γ分析与靶区平均剂量评估电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)在测量调强放疗三维剂量上的应用特点.方法:首先在固体水模体中测试规则野和调强野,分析点剂量、平面γ通过率及靶区三维γ通过率的模型重建精度;再采用EPID测量80例鼻咽癌患者调强放射治疗(i...     

Clinical evaluation of monitor unit software and the application of action levels.

PURPOSE: The aim of this study was the clinical evaluation of an independent dose and monitor unit verification (MUV) software which is based on sophisticated semi-analytical modelling. The software was developed within the framework of an ESTRO project. Finally, consistent handling of dose calculation deviations applying individual action levels is discussed. MATERIALS AND METHODS: A Matlab-based software ("MUV") was distributed to five well-established treatment centres in Europe (Vienna, Graz, Basel, Copenhagen, and Ume?) and evaluated as a quality assurance (QA) tool in clinical routine. Results were acquired for 226 individual treatment plans including a total of 815 radiation fields. About 150 beam verification measurements were performed for a portion of the individual treatment plans, mainly with time variable fluence patterns. The deviations between dose calculations performed with a treatment planning system (TPS) and the MUV software were scored with respect to treatment area, treatment technique, geometrical depth, radiological depth, etc. RESULTS: In general good agreement was found between calculations performed with the different TPSs and MUV, with a mean deviation per field of 0.2+/-3.5% (1 SD) and mean deviations of 0.2+/-2.2% for composite treatment plans. For pelvic treatments less than 10% of all fields showed deviations larger than 3%. In general, when using the radiological depth for verification calculations the results and the spread in the results improved significantly, especially for head-and-neck and for thorax treatments. For IMRT head-and-neck beams, mean deviations between MUV and the local TPS were -1.0+/-7.3% for dynamic, and -1.3+/-3.2% for step-and-shoot IMRT delivery. For dynamic IMRT beams in the pelvis good agreement was obtained between MUV and the local TPS (mean: -1.6+/-1.5%). Treatment site and treatment technique dependent action levels between +/-3% and +/-5% seem to be clinically realistic if a radiological depth correction is performed, even for dynamic wedges and IMRT. CONCLUSION: The software MUV is well suited for patient specific treatment plan QA applications and can handle all currently available treatment techniques that can be applied with standard linear accelerators. The highly sophisticated dose calculation model implemented in MUV allows investigation of systematic TPS deviations by performing calculations in homogeneous conditions.     

两种调强治疗计划系统的Axesse加速器光子束模型验收测试

目的 研究Monaco、Oncentra TPS的Axesse加速器光子束模型的验收测试,以期确定两者同时验收的完整方法。方法 验收前考虑两TPS相矛盾的参数,将加速器对应参数调至两TPS的交集部分;验收分为点、面、MLC特性模拟测试,MLC特性测试包括凹凸槽、穿射、“offset”、“Gain”值等。