基于医用直线加速器轨迹日志进行放射治疗剂量投照的质控

目的:探讨基于TrueBeam加速器轨迹日志和Matlab自编程序进行放射治疗剂量投照质量控制的可行性。方法:TrueBeam加速器执行计划生成二进制轨迹日志,由Matlab编程读取其中患者ID、计划及射野名称、射线能量及各控制点处机架/小机头角度、铅门/MLC位置、剂量率、投照剂量、治疗床等信息的期望值、实际值,对两者进行比对。而后按照计划中的控制点间隔离散化日志中的信息,并与计划信息比对,验证计划执行的准确性。由Eclipse制定3D-CRT、IMRT、VMAT计划各6例,其中1例IMRT引入人为误差,验证上述方法的可靠性。结果:所编程序能准确读取计划及轨迹日志中的信息。加速器分别执行有无人为引入误差计划所生成的日志,各参数的期望值及实际值差别与引入误差大小均一致。所有测试期望值、实际值与计划值误差均在允许限内。3D-CRT MLC位置、投照剂量误差(±0.0010 mm、0.0030 MU)较IMRT(±0.8135 mm、±0.0220 MU)、VMAT(±0.9231 mm、±0.0250 MU)小。结论:利用Matlab自编程序,基于TrueBeam加速器轨迹日志,可实现对放射治疗剂量投照的质量控制。

螺旋断层放疗在全脑照射保护海马回区计划中的影响因素

目的:研究螺旋断层放疗(HT)在全脑照射保护海马回区(HS-WBRT)计划中各项参数对结果的影响。方法:选取8例行HS-WBRT的患者,在瓦里安Eclipse 13.5医生工作站进行靶区和危及器官的勾画,左右海马基于CT图像和MR图像融合勾画,同时外扩5 mm作为海马减量区,靶区为全脑减去海马回区均匀外扩5 mm的区域,危及器官包括海马回区、海马减量区、眼球和晶体。将勾画好的结构和图像传至HT物理师工作站进行计划设计,处方剂量25 Gy/10 F,射野宽度(FW)分别选择1.0、2.5、5.0 cm,螺距(Pitch)分别选择0.215、0.287、0.430,调制因子(MF)分别选择1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0,剂量计算网格(0.195 cm×0.195 cm),其余计划参数都保持一致,分别设计不同组合参数的计划。最后统计分析不同计划参数对靶区及危及器官的剂量分布及执行效率的影响。结果:使用不同参数制作的计划均满足临床要求。通过比较不同FW、Pitch和MF对靶区及危及器官的影响,FW和MF影响最大,Pitch无影响。从计划质量考虑,FW为1.0 cm时剂量分布最佳,FW为2.5 cm时次之,FW为5 cm时最差;从治疗效率考虑,FW为5 cm时效率最高,FW为2.5 cm时效率次之,FW为1.0 cm时最差。当FW为1.0 cm时,MF选择2.5左右最佳;当FW为2.5 cm,MF选择4左右最佳;当FW为5 cm时,MF选择4左右最佳;此时减小MF会降低计划质量,而增大MF对改善剂量分布无意义,仅会增加治疗出束时间,降低治疗效率。结论:在进行HS-WBRT的计划设计中,需根据临床要求选择合适的计划参数。当临床侧重计划质量时,可选择FW为1 cm或2.5 cm,此时MF选择对应的2.5左右或4左右最佳;当侧重治疗效率时,可选择FW为5.0 cm或2.5 cm,此时MF选择4左右最佳;当兼顾计划质量和执行效率时,可选择FW为2.5 cm,此时MF选择4左右最佳,实现计划质量和治疗效率的平衡。

二级准直器在鼻咽癌容积调强放射治疗计划设计中的应用研究

目的比较治疗计划系统二级准直器(MLC)角度选择对容积调强放射治疗(VMAT)计划质量与运行效率的影响,探索治疗计划设计的优化方案。方法随机选取2013年3月-12月治疗的20例鼻咽癌患者,设定不同的MLC角度,进行同步加量的VMAT逆向计划设计,比较MLC角度对靶区和危及器官剂量分布、机器输出跳数的差异。MLC角度分别设置为0、15、30、45、60°。结果随着MLC角度增大,靶区适形指数和均匀性指数有变差的趋势,0°和15°计划相对最优,45°和60°计划对危机器官的保护不如其他角度好而且机器跳数明显增加。结论改变MLC角度对治疗计划会产生明显影响,随MLC角度增加,计划质量与运行效率均有变差的趋势,但是小范围改变MLC角度理论上可以降低漏射线对人体的影响。

ArcCHECK半导体探头特性及在容积调强弧形治疗剂量验证应用研究

目的研究ArcCHECK半导体探头特性及在容积调强弧形治疗（VMAT）剂量验证应用。方法用PTWRW3型固体水模体对ArcCHECK探头测量固有敏感性、稳定性、剂量响应、剂量率响应、每脉冲剂量响应、射野大小依赖性、角度依赖性，并与PTW31010型0．125cm。指形电离室测量值或VMAT计划系统计算值比较。随机选取211例已验证过的VMAT计划，分析计划与测量剂量分布的y通过率差异，两两比较采用配对t检验。结果除角度依赖性外ArcCHECK探头其余特性均符合临床验证要求，当射束从探头底部入射时探头响应最小（180。时约为一3．9％），射束从两侧入射时响应最大（255。时约为7．7％）。113例鼻咽癌、48例宫颈癌和50例直肠癌VMAT计划3mm3％的y平均通过率分别为93．5％、95．7％和97．5％，两两比较t=一12．69～一4．88，P均〈0．01。结论ArcCHECK半导体探头进行VMAT剂量验证前需精心校正，计划复杂度是影响VMAT计划验证通过率主要因素。

图像引导放射治疗技术提高腹部肿瘤放射治疗精度的临床研究

目的对腹部肿瘤采用图像引导放射治疗(IGRT)技术以提高其放疗精度。方法应用Syn-ergyIGRT加速器治疗24例腹部肿瘤患者,通过锥形束CT(CBCT)影像技术获得患者左右(x)、头脚(y)、前后(z)方向的线性摆位误差以及分别以x、y、z轴旋转形成相应的u、v、w旋转摆位误差,分析其摆位误差。结果 24例患者共行458次CBCT,x、y、z、u、v、w轴自由度的系统误差±随机误差分别为(0.15±0.07)cm、(0.08±0.13)cm、(-0.02±0.12)cm、0.76°±0.25°、-0.20°±0.27°、0.20°±0.19°。其中y方向摆位误差最大、z方向次之、x方向摆位误差最小。x、y、z方向的摆位外扩分别为0.57cm、1.09cm、0.66cm。结论 IGRT的应用明显减少了腹部肿瘤患者的摆位误差,提高了治疗精度。为减少摆位误差影响,建议临床耙体积(CTV)外放计划耙体积(PTV)时,在x、y和z方向上分别外扩0.60cm、1.20cm和0.80cm。

呼吸运动对锥形束CT确定靶区的影响

肺部肿瘤会随着人的呼吸运动而运动,为研究肿瘤运动周期内运动时段的不同对锥形束CT(CBCT)确定肿瘤靶区的影响,应用CIRS008胸部运动模体,取直径分别为1cm和3cm的球形靶模拟肺部肿瘤的正弦运动,然后在振幅不变的情况下改变靶运动在近呼气端与近吸气端时间的比值(E/I)进行CBCT扫描。提取靶运动方向中心线上每个像素的CT值分析图像中靶区对比度的变化,应用区域生长的方法自动勾画靶区,并与根据小球运动轨迹计算的运动体积进行比较。结果显示随着E/I的增大,近呼气端对比度升高而近吸气端对比度降低。勾画的靶区体积随着E/I的增大而减小,当E/I=4,振幅A=1cm时,直径分别为1cm和3cm的小球,体积分别减小了48.2%和22.7%;研究表明E/I增大时CBCT不能完整的反映靶的运动范围,CBCT可能会低估肺部肿瘤的内靶区。

基于电子射野影像系统建立医用直线加速器晨检工具的临床测试

目的利用电子射野影像系统(EPID)建立加速器快速晨检工具,并进行评估。方法用Synergy加速器EPID测得10 cm×10 cm开野及楔形野图像,由Matlab提取并分析图像参数,实现快速晨检。对EPID剂量-机械重复性、灰度值与MU值线性、输出量及射野大小测量准确性测试,用电离室、EPID分别测量Synergy输出量随MU变化情况,用DailyQA3及研究中所开发的工具对Synergy进行2个月的监测。结果EPID剂量重复性测试稳定,射野大小和中心测试精度分别为0.5和1.0 mm,平坦度和对称性测试精度均为0.17%;机械精度测试结果与剂量重复性测试一致。EPID对加速器输出剂量响应线性相关(R2>0.999)。EPID对输出剂量和射野大小的探测灵敏度较高。EPID与DailyQA3所有临床测试结果均在允许限值内,且两种结果一致。结论EPID剂量-机械稳定性及响应线性均良好,输出量及射野大小监测结果均准确,研究中建立的晨检工具准确可靠。

HT在分段TBI中上下靶区间距研究

目的 选取8例急性白血病HT的TBI患者,将其分两段照射的上下靶区按不同间距设计的计划依次对应叠加在一起,分析不同间距下衔接处靶区剂量分布情况,寻找最佳靶区间隔距离。方法 选取8例身高约120 cm急性白血病患者作为研究对象,使用Siemens定位CT进行扫描,图像层厚5 mm,从颅顶扫描至脚趾,同时在髌骨上方10 cm附近放置铅丝,作为上下两段靶区分割线。在瓦里安Eclipse 10.0医生工作站进行靶区和OAR勾画,其中上下靶区在铅丝分割处依次分别内收不同距离,然后传至HT计划工作站进行计划设计,其中铅门宽度5 cm,调制因子1.8,螺距0.43,其余计划参数都保持一致。将设计好的计划分别对应叠加在一起,依次分析不同间隔距离所对应衔接处靶区剂量分布情况,从而选择出最佳靶区间隔距离。结果 比较不同间隔距离时所对应的衔接处靶区剂量分布,发现间隔为5 cm时衔接处靶区的剂量分布最佳,当间隔距离〉5 cm时衔接处靶区剂量明显不足,当间隔〈5 cm且逐渐变小时衔接处靶区的剂量明显超过处方剂量且逐步增大。结论 对于HT进行分段式TBI治疗时,采用铅门宽度5 cm,调制因子1.8,螺距0.43及扫描层厚5 mm的设计参数,在勾画上下靶区时应距铅丝分割线各内收2.5 cm距离,即靶区间距为5 cm时,能保证在进行分段TBI治疗时靶区衔接处不会出现剂量冷热点,确保治疗的精确与安全。