射野大小对全脑调强放疗计划EPID验证结果的影响

目的:利用电子射野影像系统（EPID）对全脑调强放疗计划进行γ测试,寻找计划设计对测试结果的影响,以此分析如何优化全脑调强计划以及推测EPID在剂量验证方面的局限性。方法:选取67例全脑放疗患者,对其放疗计划用加速器自带的EPID进行计划验证,对于容积旋转调强放疗（VMAT）计划统计并分析X方向射野大小与γ（3 mm/3%）通过率的关系,对于调强放疗（IMRT）对比分析大野调强和分野调强计划γ（3 mm/3%）通过率的差异。结果:VMAT计划验证结果发现X方向小于15 cm的射野γ（3 mm/3%）通过率普遍优于大于等于15 cm的射野,利用SPSS软件进行t检验,发现结果具有统计学意义（t=-3.828, P<0.05）;IMRT验证结果发现,X方向大于等于15 cm的射野会包含两个子野,合野验证时其交叠部分γ（3 mm/3%）通过率较差,而采用分野验证时,由于无交叠则通过率普遍较好。结论:全脑放疗VMAT计划将X方向射野控制在15 cm以内可以提升多叶准直器调节能力,并提高EPID验证的γ（3 mm/3%）通过率;EPID原件对低剂量区的响应偏差会导致全脑IMRT大野调强计划两子野交叠处γ（3 mm/3%）通过率较差,改用分野验证可以显著消除这种影响。     

基于EPID采用参数化梯度法测定光子束射野边界

【摘 要】 目的:探究参数化梯度方法（PGM）测量电子射野影像系统（EPID）光子束射野大小的可行性。 方法:PGM通过一个修改的双曲正切函数拟合Profile半影区。瓦里安EDGE机载aS1200采集6 MV和10 MV FF及FFF射束EPID数据,TrueBeam机载aS1000采集6 MV FF射束EPID数据。γ分析1 mm/1%标准量化PGM拟合Profile半影区与EPID测量半影区一致性。比较半高宽方法与PGM测量的FF射束射野大小,比较最大斜率方法与PGM测量的FFF射束射野大小;比较PGM在不同射束能量、不同EPID探测器类型和引入铅门位置误差后测量射野边界的稳定性和扩展性。 结果:半影区PGM拟合与EPID实测数据Pearson相关系数大于0.999,γ值小于0.2。FF射束,半高宽方法测定射野均大于PGM,且随着射野增大而增大,Profile本影去除后,两种方法测量差值显著减小;FFF射束,最大斜率方法与PGM测定射野大小差值在0.1 mm以内。PGM能够稳定测量不同能量、不同模态、不同EPID探测器类型射野边界,能够准确识别铅门1 mm位置变动。 结论:PGM可作为一种鲁棒通用的方法适用于EPID光子束射野质量保障。     

MLC静态子野IMRT相对剂量验证分析

目的:通过一例MLC静态子野调强计划相对剂量验证过程中出现的问题和分析过程,探计影响相对剂量验证通过率的因素及如何提高验证通过率。方法:将符合临床需要的IMRT计划移植到验证模体中计算其剂量分布,利用Mapcheck1175测量该计划各野模拟照射的剂量分布与TPS计算值行DTA、Gamma通过率检验。结果:通过对DTA、Gamma通过率及多个Profile分析,发现光野一致性影响调强计划验证通过率,超阈值剂量点出现的位置与靶区和保护器官关系也值得重视。结合文献分析,分析工具的参数设置、计划设计相关参数限定等多种因素同样影响验证通过率。结论:认为从加强治疗设备的质控、计划设计过程中恰当的条件限制以及统一的验证体系等方面考虑,对提高验证通过率会有所帮助。     

射野区域的剂量验证研究

目的:实现射野区域剂量分布Gamma（[γ]）通过率的计算,对治疗传输的准确性进行评估。方法:从Oncentra Masterplan治疗计划系统中随机提取6位完全匿名患者的调强放射治疗验证计划,导出DICOM格式的验证计划并利用Matlab软件重建多叶准直器区域和剂量。然后将验证计划移植到MatriXX模体并测量剂量分布。用Matlab代码对验证计划剂量分布和模体测量的绝对剂量分布进行分析。结果:传统方法[γ]通过率受计算区域选择影响较大,而以射野区域作为计算区域则避免了这个问题,两种方法计算得到的[γ]通过率有统计学差异（[P]<0.05）。结论:射野区域的剂量验证避免了[Dn]值对[γ]通过率的影响,而且对射野区域利用剂量面积直方图分析其剂量特性,有利于评估治疗计划系统临床治疗的准确性和指导临床工作。     

计算分辨率对调强放疗计划验证Gamma通过率的影响

目的 分析调强放疗计划面剂量验证过程中剂量计算的分辨率对Gamma通过率结果的影响,找出针对不同评判标准对应恰当的计算分辨率数值.方法 选取25例调强放疗计划进行面剂量验证,对比分析采用2 mm计算分辨率时,使用3 mm/3％、2 mm/2％和1 mm/1％不同评判标准的Gamma通过率结果.采用0.5、1、3、4、5 mm不同的分辨率计算并输出面剂量分布,分别与使用Mapcheck测量到的该平面剂量分布进行Gamma通过率分析,对比分析采用不同计算分辨率得到的面剂量验证Gamma通过率结果.结果 25例计划的225个射野的面剂量验证Gamma通过率均值随着计算分辨率的增大而降低.采用3 mm/3％的评判标准时,计算分辨率为1 mm的面剂量验证Gamma通过率为98.3％±1.3％,与分辨率为0.5 mm的通过率98.3％±1.2％的数值很接近,其差异无统计学意义（P＞0.05）.计算分辨率≥3 mm的面剂量验证Gamma通过率相比于计算分辨率为0.5 mm的通过率均显著降低,其差异具有统计学意义（P＜0.05）.采用2 mm/2％的评判标准时,计算分辨率≥1 mm的面剂量验证Gamma通过率与计算分辨率为0.5 nn的通过率相比均有显著下降,其差异具有统计学意义（P＜0.05）.结论 面剂量分布的计算分辨率的增大会导致面剂量验证Gamma通过率的下降,应采用数值较低的分辨率计算面剂量分布,以消除计算分辨率对Gamma通过率结果的影响.建议采用3 mm/3％评判标准时剂量计算的分辨率选择1 mm,采用2 mm/2％的评判标准时剂量计算的分辨率选择0.5 mm,以保证验证结果的可靠性.     

电子射野影像系统（EPID）在头颈部肿瘤放射治疗中的摆位误差分析及质量控制

目的:通过电子射野影像系统(Electron Portal Imaging Device,EPID)测定和分析三维适形及调强放疗中的摆位误差,并依此计算CTV外扩PTV边界的大小,定期分析误差原因,不断提高科室的质量控制水平.方法:对2007年10月份开始连续四个月月份各12、11、17、16例头颈部肿实行适形或调强放疗的肿瘤患者进行摆位误差测定,体位固定采用头颈肩膜固定.每例患者每周一次于治疗前在加速器上拍摄正、侧位等中心验证片各一张,与治疗计划系统中的DRR(Digital Reconstructed Radiograph)片比较,计算出摆位误差.CTV到PTV外扩边界的大小由公式2.0∑+0.7σ计算得出,其中∑为系统误差,σ为随机误差,于每月底计算本月度的CTV到PTV外扩边界数值,分析误差原因,并提出具体质控措施.结果:由公式得出我科头颈部肿瘤外扩PTV的理论边界前1、2、3月份数值呈不断下降,自4月份开始,数值呈稳定状态.结论:通过对摆位误差的分析为我科外扩CTV边界提供了理论依据,确定了CTV到PTV外扩边界的大小,通过不断的改进,使边界外扩数值不断减少,减少患者照射区域,提高治疗水平.     

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。     

头颈部肿瘤射野摆位误差的差异性研究

目的：研究采用电子射野系统评价头颈部肿瘤患者摆位误差时的观察者间变异和观察者自身变异。方法：两队研究小组，分别由四名医师和四名技师组成，两组分别对6名头颈部肿瘤的患者，采用电子射野影像仪（electronic portal imaging device，EPID）拍摄验证片（electronic portal images，EPIs），在EPIs上勾画骨性标志，以放疗计划生成的数字重建图像（digitally reconstructed radiographs，DRRs）做为参考图像，定量分析不同观察研究人员之间和研究人员自身采用EPID确定头颈部肿瘤患者的射野摆位误差（field placement errors，FPEs）的差异性。结果：在前／后位射野图像上．不同医师之间、医师自身及技师自身对摆位误差的判断无明显差异，但在技师之间出现了明显的自身差异性．医师组和技师组在前／后射野图像上的均方根（root-mean—square，RMS）分别为2．52±0．46和3．43±0．43，两者具有明显差异；在侧位野图像上，医师自身对摆位误差的判断有较好的稳定性，但部分不同医师之间在腹背、头足方向上部分患者中出现差异，而不同的技师之间存在明显差异性，医师组和技师组在侧位射野图像上的RMS分别为2．72±0．16和2．62±0．22．两者无明显差异。结论：医师和技师组在采用电子射野系统对头颈部摆位误差进行判断时存在人员之间的误差，应对所有人员进行统一训练才能减少射野摆位误差，从而提高IMRT治疗效果。     

基于深度学习方法预测IMRT计划射野的γ通过率

目的:建立卷积神经网络（CNN）模型预测IMRT计划射野的γ通过率（GPR）。方法:从Eclipse治疗计划系统中选取48例脑胶质瘤患者的IMRT计划,共计260个照射野,制作每个计划基于电子射野影像系统测量的验证计划,并在Varian 23EX直线加速器上执行。利用portal dosimetry剂量测定软件包对计划剂量的计算值和电子射野影像系统实测值进行γ分析,得到射野在2%（global）/2 mm标准下的GPR。选取portal dosimetry系统计算的剂量分布图作为输入数据,并将数据集划分为训练集208个射野,验证集和测试集各26个射野。基于tensorflow框架建立CNN模型去学习射野的剂量分布图与GPR之间的相关性,并使用平均绝对误差对模型的预测效果进行评估。结果:在验证集和测试集上,96%样本的GPR预测误差都小于±3%,最大误差分别为3.09%和3.54%,平均绝对误差分别为0.99%和1.17%,模型预测和实际测量的GPR之间的皮尔逊相关性系数r分别为0.96和0.90。结论:深度学习CNN模型可以准确地预测脑胶质瘤患者IMRT计划射野的GPR,有助于物理师提前识别可能不能通过QA测量的计划,有效地促进临床放疗的QA工作。     

基于非晶硅电子射野影像装置的剂量响应研究

目的：临床条件下研究探讨非晶硅电子射野影像装置（a-Si EPID）的剂量响应特性。方法 ：本实验在Elekta Precise直线加速器上X射线能量分别为6 MV和10 MV,采用PTW电离室、等效固体水和不同厚度铜板条件下实施测量。首先,通过EPID信号和模体中电离室的测量比较,确定出EPID剂量响应的建成厚度。其次,临床条件下利用模体的不同厚度测量分析有关剂量、每脉冲剂量和脉冲重复频率（PRF）函数的EPID信号响应情况。结果：在不增加建成材料、10 cm～60cm空气间隙条件下EPID显示了最大11.6%的过响应信号变化。临床上额外将3 mm铜建成区置于EPID上方,空气间隙大于40 cm条件下EPID响应变化将会降至1%以内。在测量范围内随MU数、PRF和每脉冲剂量变化的EPID信号响应是非线性的,最大信号变化接近于3%。因假峰和图像滞后效应等影响,短时间照射EPID会明显地产生出低剂量响应。结论：采用合适的建成层和实施对每脉冲剂量、PRF等校正,非晶硅EPID剂量响应变化可控制在1%以内,从而建立起较为理想的剂量响应曲线。     

准直器角度误差对脑转移瘤VMAT计划Gamma通过率的影响

【摘要】目的:通过旋转准直器角度模拟准直器角度误差,探讨准直器角度误差对单中心多发脑转移瘤容积旋转调强技术（VMAT）计划Gamma通过率的影响。方法:随机选取21例多发脑转移瘤患者的非共面VMAT计划,以无准直器角度误差放疗计划为模板计划,分别将准直器的角度旋转偏移±0.5°、±1.0°、±1.5°、±2.0°,不进行通量优化,重新计算剂量分布形成模拟计划,利用OmniPro-I’mRT软件比较模板计划与模拟计划在3%/3 mm、2%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm及1%/1 mm标准下的Gamma通过率,并通过非参数配对Wilcoxon秩和检验分析不同准直器角度误差Gamma通过率的差异。结果:在3%/3 mm、2%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm及1%/1 mm标准下,当准直器角度误差大于0.5°时,其Gamma通过率差异具有统计学意义（P<0.05）。在1%/1 mm标准下,-2.0°、-1.5°、-1.0°、-0.5°、0.5°、1.0°、1.5°、2.0°准直器角度误差的Gamma平均通过率分别降低4.80%、3.30%、2.00%、0.82%、0.73%、1.50%、2.10%和3.10%（P=0.003、0.005、0.020、0.593、0.469、0.043、0.030、0.001）。结论:随着准直器角度误差越大和应用标准越严格,Gamma通过率下降越大。为了保证VMAT计划执行的准确性,需要对准直器角度做更加严格的质量控制和保证控制,建议准直器角度误差控制在±0.5°范围内。     

立体定向放射治疗计划不同剂量区间三维γ通过率分析

【摘要】目的:为探究立体定向放射治疗（SBRT）剂量通过率的特点及敏感性,分析SBRT验证计划γ通过率。方法:选取38例SBRT计划移植到PTW的OCTAVIUS模体,在Verisoft软件中将PTW 1600SRS采集的二维剂量重建为三维剂量,用Matlab分析Verisoft重建出的三维剂量（Dp）与放射治疗计划系统计算的三维剂量（Dt）间的γ通过率,并分析不同阈值及不同剂量区间内的γ通过率,检验γ通过率对不同剂量区间的剂量增加的敏感度。结果:阈值为10%时,3 mm标准下的γ通过率均大于90%;不同标准下的γ通过率的趋势较一致;3%/3 mm标准下,11%~20%区间内的γ通过率最高,所有γ标准下,51%以上剂量区间内（即照射区内）γ通过率均值低于90%,且波动性极大;γ通过率对51%以下剂量区间内（即照射区外）剂量增加敏感度较高。结论:阈值越小,γ通过率越高;低剂量区的γ通过率高于高剂量区,γ通过率对低剂量区剂量增加较敏感。     

基于扇形束CT研究不同固定体位下宫颈癌术后放疗中膀胱体积改变对膀胱和小肠受照剂量的影响

目的:利用扇形束CT（FBCT）探讨宫颈癌术后放疗患者在不同固定体位下,膀胱体积的改变对膀胱、小肠的剂量学影响。方法:选取在中山大学肿瘤防治中心接受术后放疗的宫颈癌患者共22例,其中俯卧位固定患者10例,仰卧位固定患者12例,每次治疗前使用联影直线加速器uRT-linac 506c进行kV级FBCT,在放疗计划系统中对平移校正后的FBCT图像完成智能勾画,并复制原计划参数进行剂量计算。分析患者放疗过程中的膀胱体积变化趋势以及膀胱体积改变对膀胱和小肠受照剂量的影响。结果:22例患者在放疗过程中分次间膀胱体积与原计划膀胱体积均有不同程度的变化,且随着治疗进程,涨尿能力总体呈减弱趋势。仰卧位固定患者膀胱V45改变与膀胱体积变化率呈低度负相关（r=-0.431）,膀胱V40、V30改变与膀胱体积变化率呈中度负相关（r=-0.651、r=-0.780）,小肠V45、V40改变与膀胱体积变化率呈中度负相关（r=-0.701、r=-0.794）,小肠V30改变与膀胱体积变化率呈高度负相关（r=-0.871）。而俯卧位固定患者膀胱V30改变与膀胱体积变化率呈低度负相关（r=-0.306）,小肠V45改变与膀胱体积变化率呈低度负相关（r=-0.336）,小肠V40、V30改变与膀胱体积变化率呈中度负相关（r=-0.505、r=-0.589）。结论:宫颈癌术后放疗患者治疗过程中分次间的膀胱体积与计划时的膀胱体积较难保持一致。相比于俯卧位固定,仰卧位固定患者的膀胱体积变化对其膀胱及小肠受照剂量的影响更大。     

Machine Performance Check束流均匀性改变对Portal Dosimetry计划剂量验证的影响

目的：探究Machine Performance Check(MPC)系统束流均匀性变化对Portal Dosimetry(PD)计划验证的影响,为临床MPC均匀性的阈值设定和电子影像系统（EPID）的校准频率提供参考。方法：选取本中心EDGE加速器上首次治疗患者26例和10 cm×10 cm方野1例,制定治疗计划和验证计划。在MPC束流均匀性偏差增大的情况下,分别在EPID校准前和校准后执行验证计划,并在计划系统PD模块中分析,统计对比图像剂量和γ通过率。本研究还列出EDGE加速器一年间MPC束流均匀性的结果。结果：MPC 1年的统计结果显示束流均匀性偏差的升高趋势明显并且速度加快,表明EPID存在设备老化现象。EPID校准前后验证计划的图像剂量和γ通过率的对比结果表明不同能量方野计划在影像板中心附近的剂量差异为1%～2%,临床射野计划由于复杂性提高,剂量差异最大可以达到10%。EPID校准后的γ通过率高于校准前。结论：EPID探测器的一致性改变对PD计划剂量验证有一定影响,提示临床MPC均匀性阈值为2%时能够对PD计划剂量验证起到预警作用,EPID应在MPC重新采集基线之前校准,以...     

宫颈癌放疗中计算网格尺寸对物理剂量和生物剂量的影响

目的:定量分析剂量计算网格尺寸（DCGS）对宫颈癌放疗中物理剂量和生物剂量的影响。方法:选取Pinnacle3治疗计划系统中宫颈癌的治疗方案12例,取默认值DCGS=4.0 mm的计算网格,优化调整宫颈癌治疗方案,再改变DCGS（1.0～7.0 mm）,重新计算靶区和危及器官（OAR）的剂量,探讨靶区和OAR的物理剂量和生物剂量随DCGS的变化情况。结果:靶区和OAR的物理剂量随DCGS的变大而减小,在体积剂量直方图上表现出曲线整体向低剂量区平移。除左右股骨头外,靶区的肿瘤控制概率（TCP）和OAR的正常组织并发症概率（NTCP）也随DCGS增大而缓慢降低。PGTVnd的TCP下降率约为0.7%/mm,PTV的TCP下降率约为0.6%/mm,而膀胱和直肠的NTCP下降速度相对较快,膀胱NTCP下降率最大值为15.0%,直肠NTCP下降率最大值为13.5%。结论:宫颈癌放疗中物理剂量和生物剂量随DCGS变大而减少,靶区和OAR的物理剂量在体积剂量直方图上表现出整体向低剂量区平移,这种变化趋势会诱导研究者低估靶区的TCP及OAR的NTCP。     

螺旋断层动态钨门技术在宫颈癌术后放疗中的应用

目的:通过评估动态钨门技术的计划质量和执行效率,探讨能否在螺旋断层调强放疗中使用射野宽度5.0 cm的动态钨门代替2.5 cm的固定钨门应用于宫颈癌术后放疗。方法:选取25例宫颈癌术后患者,相同优化条件下分别使用射野宽度2.5 cm的固定钨门（2.5F）、2.5 cm的动态钨门（2.5D）和5.0 cm的动态钨门（5.0D）进行计划设计和评估。比较3组计划靶区的D95、Dmean、均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）、危及器官的受照剂量、机器跳数和照射时间。结果:2.5D组得到的靶区CI和HI优于其他两组（P<0.05）,其他剂量学参数的差异无统计学意义（P>0.05）。2.5F组与2.5D和5.0D组相比,直肠和膀胱的V20、V40、Dmean,以及小肠的V20均增加（P<0.05）;2.5F组与5.0D组相比,骨、股骨头和小肠的Dmean均降低（P<0.05）。与2.5D组相比,5.0D组的直肠、膀胱和小肠的V20、骨和小肠的Dmean均增加（P<0.05）。5.0D组的机器跳数和照射时间与2.5D和2.5F组相比分别减少了46.1%、45.1%、45.0%、44.1%（t=17.703、-40.698、17.654、-40.414, P<0.05）。结论:综合考虑计划质量和照射效率,建议采用5.0D组应用于宫颈癌术后螺旋断层调强放疗,在满足临床要求的同时可以显著缩短照射时间。若只考虑计划质量则选择2.5D组。     

不同放疗方案治疗宫颈癌临床效果及剂量学差异比较

目的:比较不同放疗方案治疗宫颈癌患者的临床效果及剂量学差异。方法:选取92例宫颈癌患者为研究对象,按放疗方案不同分为对照组（n＝45）和观察组（n＝47）,对照组给予四野盒式治疗,观察组给予调强放疗,比较两组远期临床疗效,靶区、危及器官剂量差异及放疗不良反应发生率。结果:观察组3年内总生存率、局部控制率分别为91.48%、95.74%,略高于对照组的88.88%、91.11%,但差异无统计学意义（P>0.05）;观察组计划靶区体积最大剂量、平均剂量和靶区适形度指数高于对照组,计划靶区体积最小剂量、靶区均匀性指数低于对照组,差异有统计学意义（P<0.05）;观察组胃肠道反应、骨髓抑制、腹痛/腹泻、尿频/尿痛、皮肤损伤、下肢水肿、晚期直肠反应、晚期膀胱反应发生率低于对照组（P<0.05）。结论:调强放疗在靶区、危及器官的剂量分布具有显著优势,可降低术后放疗不良反应发生率。