楔形离轴比曲线的测量

目的:为适应临床治疗的要求对线束进行修整,以获得特定形状的剂量分布。方法:根据楔形因数的定义及一楔多用楔形因数的计算方法,测量及计算得到一系列所需楔形因数及合成不同楔形角所需的主楔形野与平野的剂量比值。结果:在射线束的途径上加上特制的滤过器或吸收挡块,以提供临床需要的肿瘤组织剂量。结论:该测量方法比较简单直观,计算机系统对测量位置的严格控制将误差减少到最小,计算结果与再测量结果之间误差<1.5%,证明该方法可行。

平野和楔形野的离轴比测量与验证

利用普通剂量仪的电离室法对平野和4种楔形野进行离轴测量,并利用线束在组织中的指数衰减公式,推导出不同深度处POAR和POARw,是可行的。

四种探测器测量射波刀离轴比曲线的比较分析

目的 比较分析不同探测器测量射波刀离轴比曲线，为正确选择和应用探测器提供参考。方法 应用PTW-60017、PTW-60018、PTW-60019和IBA-SFD 4种探测器分别平行和垂直于射束中心轴方向测量射波刀不同孔径准直器、不同深度的离轴比曲线，分析不同探测器测量的离轴比曲线差异及探测器固定方式对测量结果的影响。结果 探测器平行于射束中心轴方向时，4种探测器测得的半高宽（full width at half maximum，FWHM）均比实际射野偏大，最大偏差为1.9 mm，偏差随测量深度增加而增大。4种探测器测得的FWHM之间最大偏差为0.2 mm。4种探测器测得的半影最大偏差为0.3 mm，IBA-SFD测得半影最小，PTW-60019最大。测得的半影均随准直器孔径和深度增加而增大。准直器孔径大于30 mm时，IBA-SFD在射野外存在过响应现象。探测器垂直于射束中心轴方向时，PTW-60017、PTW-60018、PTW-60019测得的FWHM和半影比探测器平行于射束中心轴方向时小，准直器孔径5 mm时尤为明显。而IBA-SFD测得的结果相反。随着准直器孔径增加，4种探测器测得的左右半影间差异增加，杆效应明显。结论 4种探测器测量的射波刀离轴比曲线相近，但应用时需考虑各自特点，并注意探测器固定方式和杆效应的影响。

西门子加速器射束特点的Geant4模拟研究

利用Geant4程序包编程构建SIEMENS直线加速器机头结构,模拟产生6MV-X射线的电子打靶及后续粒子输运过程,通过与测量数据对比,在保证模型构建合理的基础上,获取常用射野平面粒子出射信息并分析所得相空间文件,得到光子和电子的平均能量、能谱分布、粒子注量分布、能量注量分布及角分布等信息。结果表明:出射光子平均能量要高于电子;光子和电子能谱呈连续分布;出射电子粒子注量与光子相差两个数量级以上;射野内光子的粒子注量和能量注量分布较均匀,电子则波动很大;射野外光子粒子注量和能量注量均迅速下降,电子的变化趋势不太明显;出射光子角分布主要集中在与中心轴成10°范围内,电子角分布范围则较大。

半导体和电离室探头在直线加速器数据测量中的比较与分析

目的:比较分析半导体探头和电离室探头在三维水箱测量中的差异,为能够提高数据测量精度从而实现治疗计划系统建立准确的计算模型提供依据;方法:在加速器8 MV光子线下,使用0.13 cm3的指形电离室和半导体探头在三维水箱中分别测量照射野1 cm×1 cm,2 cm×2 cm,3 cm×3 cm,4 cm×4 cm,5 cm×5 cm,6 cm×6 cm,8 cm×8 cm,10 cm×10 cm的总散射因子、百分深度剂量曲线、离轴比曲线,对测量结果进行比较和分析;结果:对于总散射因子,在较大照射野测量时结果一致,在小野测量时存在差异,1 cm×1 cm照射野的两者测量结果偏差15.32%;对于百分深度曲线,在建成区差异最大,各照射野的在水面处的测量结果均偏差10%以上;对于离轴比曲线,在半影区存在显著差异,半导体探头在最大剂量点深度测量的射野大小均小明显小于电离室测量的结果。结论:总散射因子,小照射野测量时建议使用半导体探头或者较小体积的电离室;百分深度剂量曲线,建议使用电离室探头;离轴比曲线,使用半导体探头可测量到较好的射野半影区。

射波刀射线数据采集

目的:介绍组织模体比、中心离轴比、射野输出因子的数据采集。方法:把半导体探测器放入IBA三维水箱设定的深度,对6 MV的射线进行数据收集,把12种不同准直器测量的数据经过软件处理输入到主工作站。结果:经过比对测量的射波刀临床数据,除了在0 mm处TPR数据有较大的误差外,大部分误差都在2%以内。结论:测量的数据与射波刀以往的经验数据线性拟合度很好,误差在1%以内,可以应用于临床。

46道医用剂量分布仪的研制

本文介绍了最新研制的“JLF-46-01 46道剂量分布仪”基本原理和技术性能;并与美国SUN1170剂量分布测量仪进行了比较,其主要技术指标和性能相同。剂量分布仪综合应用了PIN半导体电离辐射探测,弱电流信号调理,微控制器和计算机等高新技术设计制造。其技术性能达到国外同类产品美国SUN1170的先进水平。且具有测量快速,人机界面友好和操作使用简便等特点。

人体放疗辐射场检测系统研制

放疗辐射场检测系统是保证放疗安全和放疗质量的重要设备。针对检测设备测试效率低、价格昂贵等问题,基于数据采集卡和C++语言进行硬件搭建和软件编程设计,实现了放疗辐射场检测系统。经现场测试,对不同条件下检测数据进行分析,在10 cm×10 cm射野下6 MV X射线的射线质量指数为67.32%±0.68%,深度为5 cm时离轴比曲线均整度为102.78%±0.95%、对称性为101.91%±0.88%;6 MeV电子束的对称性和均整度分别为102.39%±0.36%,103.11%±0.35%。结果表明,系统具有较好的探测准确性和稳定性。

医用电子直线加速器治疗计划系统参数测试研究

本文依据肿瘤放射治疗剂量学的基本理论,结合WarianClinic600医用电子直线加速器,介绍了常规放射治疗计划系统(TPS)参数如百分深度剂量、离轴比、峰值散射因子、组织—最大剂量比等基本内容的基本概念及测试方法,列举并分析了部分测试数据和曲线。分析表明测量结果与相关理论取得了令人满意的一致性。

AD200F水箱对医用加速器射束分析技术的研究

为测试国产水模体的技术性能,采用对比方法,以Elekta Precise直线加速器的6、15MV光子和6、18MeV电子作测量对象,用自行设计研制的自动水模体(AD200F)与国际领先的水模体——瑞典蓝色水箱(Blue Phantom)分别测试百分深度剂量比曲线和射野离轴比曲线,分别比较曲线的重合情况,评价国产自动水模体系统的测试性能。通过测试数据的比较,光子束在对应深度上的百分深度剂量比误差小于1%,电子束对应深度上的百分深度剂量比在最大剂量点后的误差小于1%,光子束和电子束的射野离轴比是一致的,说明国产水模体的测试性能达到当前的国际水平。

放射治疗中常规剂量的测算(之二)——临床处方剂量的计算

目的:正确理解和应用放疗中一维点剂量的处方剂量计算及其过程。方法:(1)根据肿瘤内参考点的组织剂量及其在人体内的深度和PDD(或TMR),计算出人体内射野中心轴上最大剂量点的剂量。(2)对实际射野相对于参考射野的不同而引起的散射线改变的校正。(3)对等中心和非标称SSD照射时的SAD、SSD因子的校正。(4)使用楔形板对楔形照射野的剂量计算。(5)对射野内离轴点的处方剂量的计算。结果:本文对放疗中常规的处方剂量从理论到实例上都给出了较为详尽的一维点剂量的计算结果。结论:一维点剂量的处方剂量计算对于规则野或简单的不规则野十分快捷,它是复杂的二维、三维剂量计算的理论基础。

医用直线加速器的X射线剂量的实验研究

本文介绍了用于测量电子直线加速器剂量的电离室和胶片探测器。用这些探测器测量了电子直线加速器在方型和圆形野情况下的几种重要的剂量分布，如百分深度剂量、组织最大比、离轴比等。文中介绍了用这些探测器测量这些参数时的特点。

X线照射野笔形束模型及其特征参数的测量分析

本文介绍了Ｘ线照射野笔形束模型的理论。用测量数据得到了笔形束模型的特征参数。对Ｘ线照射野的主要剂量学参数的测量值和计算值进行了比较，结果发现它们是一致的。

基于蒙特卡罗模拟的CyberKnife病人治疗计划剂量验证

目的:为保证CyberKnife的精确治疗,本研究利用蒙卡方法建立一套适用于CyberKnife的蒙卡剂量验证系统,并与实际计划的放射治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)优化结果相比较,验证TPS所得的优化剂量。方法:采用BEAMnrc和DOSXYZnrc模拟代码,模拟Accuray第4代CyberKnife治疗系统。研究中对直径分别为25 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm的5个准直器进行模拟得到组织体模比(Tissue Phantom Ratio,TPR)数据和剂量离轴比(Off Axis Ratio,OAR)数据,并与测量数据比较,以确保系统的精确性。结果:在TPR和OAR数据的比较中,模拟系统所得数据和实际测量所得数据吻合的很好。在深度为5 cm时,准直器视野范围内OAR数据的全局相对误差均小于1%;自动化质量验证模体40%等剂量线内伽玛因子通过率为99.88%(3 mm,3%),1例肝部病人计划模拟中,对应的伽玛因子通过率为88.56%(3 mm,3%)。结论:建立的蒙卡系统能够正确地模拟CyberKnife出束情况,实施治疗前病人计划的剂量验证工作,适用于作为基于蒙卡的第三方剂量检验软件。

利用蒙特卡罗方法设计医用加速器均整器

采用BEAMnrc程序构建医用直线加速器治疗头模型,模拟计算几种单一材料或复合材料构成的均整器对应的射野剂量分布情况.通过对各组射野离轴比(off-axial ratio,OAR)、离轴剂量分布和能量注量分布曲线进行分析并与GB 15213—94国家标准对照,设计具有较好均整度的复合材料均整器.讨论粒子角分布、X射线剂量利用率以及带电粒子污染问题,说明所设计的均整器具有射野内剂量分布平坦、粒子前向性好和带电粒子污染小等优点.

QLX-2002前列腺增生光子治疗机的剂量分布研究

目的:研究QLX-2002前列腺增生光子治疗机在体内的剂量分布,特别是在前列腺位置垂直射线方向的剂量分布。方法:用不同厚度的有机玻璃代替组织的相对厚度,用电离室和胶片法测量PDD、OAR和等剂量分布曲线。结论:治疗头的开口窗尺寸应缩小.

加速器机头散射对三维水箱数据采集的影响

将三维水箱中央控制单元在数据采集时分别放置于离加速器小机头1 m、4 m处,在保证其余条件和采集流程不变的情况下先后采集两套数据,比较两套数据的差异。使用Oncentr。计划系统分别基于以上两套数据进行建模,比较开野和临床病例剂量计算结果的差异。实验结果表明:百分深度剂量和射野离轴比野外剂量偏高,小野输出因子偏大,大野输出因子偏小。用受加速器机头散射影响较大的数据建模后,方野和病人剂量计算结果均较正常数据明显偏高。

利用拐点重定义FFF射束半影及射野尺寸的方法研究

目的探讨临床使用的未均整射束(flatten-filter-free,FFF)半影及射野尺寸的重新定义方法,为临床放疗物理质控与评估提供参考。方法分析临床常用的FFF射野(标称射野10 mm、20 mm、25 mm、40 mm、60 mm)离轴剂量比曲线,并确定曲线中拐点位置。根据拐点建立新的半影及射野尺寸定义体系,并与传统定义方法得到的结果进行对比。结果5个FFF射野各离轴比曲线上确定的拐点位置较固定;利用拐点法确定的半影分别为(2.40~2.82)mm、(2.51~3.01)mm、(2.64~3.43)mm、(2.41~3.51)mm、(3.31~6.06)mm,比传统定义的半影区小(P=0.0000、P=0.0002、P=0.0003、P=0.0000、P=0.0013),且能更准确反映射野边缘的变化范围;拐点法确定的5个射野尺寸分别为(10.20±0.01)mm、(20.60±0.01)mm、(25.51±0.01)mm、(41.49±0.00)mm、(61.51±0.01)mm,比传统定义的射野尺寸稍大(P=0.0000、P=0.0000、P=0.0003、P=0.0000、P=0.0006),且更能准确表达原射线的射野范围。结论利用离轴比曲线拐点的方法定义半影及射野尺寸的方法相比传统方法更适用于FFF射束。

质子剂量的解析计算

计算了质子束垂直入射于水中的剂量分布。首先给出宽束入射时的剂量深度曲线；然后以一高斯函数描述多重散射作用，得到了三维剂量分布的积分公式。最后给出了入射粒子束为均匀圆柱时剂量分布离轴比的级数表达式。结果表明，给出的部分计算结果与ＰＴＲＡＮ的结果和实验结果符合较好。