基于Halcyon加速器左乳腺癌不同旋转弧数VMAT计划比较

目的基于Halcyon加速器比较左乳腺癌改良根治术后2弧、3弧、4弧和5弧的容积调强放射治疗(VMAT)计划的剂量学差异。方法选择德阳市人民医院肿瘤科行左侧乳腺癌改良根治术后患者20例,均为女性;年龄32~69岁,中位年龄51岁;肿瘤分期均为T3~T4、N1;位置为非内象限。基于Halcyon加速器为每位患者分别设计2弧、3弧、4弧和5弧4组VMAT计划。比较4组计划的计划靶区体积(PTV)和危及器官的剂量学指标、跳数(MU)、出束时间和γ通过率的差异。结果4弧组和5弧组VMAT计划在PTV的适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)、D_(98)、D_(50)、D_(2)和Dmean上均优于2弧组和3弧组,而5弧组仅在PTV的D_(2)稍低于4弧组[(5311.9±30.74)cGy vs(5332.5±31.13)cGy。P<0.05]。危及器官,4弧组和5弧组左肺(患侧肺)V_(5)、V_(20)、V_(30)、V_(40)和Dmean最低,V_(10)亦低于3弧组[(33.09±2.60)%vs(32.98±2.65)%vs(34.23±2.53)%。P<0.05]。4弧组和5弧组右肺(健侧肺)Dmean低于2弧组[435(339,464)cGy vs 435(394,462)cGy vs 447(417,490)cGy。P<0.05]。4弧组和5弧组心脏V_(20)[(7.96±4.17)%、(7.99±4.19)%]和V_(30)[(3.60±2.58)%、(3.41±2.46)%]最低,V_(10)和Dmean亦低于2弧组[22.8(17.7,25.7)%vs 22.6(18.3,25.7)%vs 23.75(19.0,27.5)%、836(705,898)cGy vs 835(708,931)cGy vs 857(741,959)cGy。P<0.05]。4弧组和5弧组食管Dmean[(1362.0±370.4)cGy、(1363.2±367.3)cGy]最低,右乳Dmax亦低于2弧组[(901.4±162.9)cGy vs(900.4±170.4)cGy vs(973.9±181.5)cGy。P<0.05]。5弧组与4弧组各危及器官的剂量差异均无统计学意义(P>0.05)。4弧组MU和出束时间较2弧组和3弧组有少量增加,分别增加26.15 MU、0.05 min和28.9 MU、0.04 min,5弧组较4弧组也分别增加31.8 MU和0.05 min(P<0.05)。4组计划的γ通过率均>95%,组间差异无统计学意义(P>0.05)。结论4弧的乳腺癌VMAT计划可获得更优的剂量学分布。因此推荐左乳腺癌改良根治术后在Halcyon加速器上采用4弧的VMAT计划。

调强放疗中剂量引导的自适应处方剂量优化方法

目的:根据处方剂量与实际剂量的差距自动优化目标函数中体元的处方剂量,达到优化治疗计划质量的目的。方法:根据常规的处方剂量设置方法和基于体元的自适应处方剂量优化方法,选取病例进行计划设计和优化,并对比两种计划的剂量-体积直方图和相关剂量学参数。结果:相对于常规计划,自适应计划中靶区的最大剂量降低,热点减少,剂量分布更加均匀,并且危及器官受到的剂量减小,经过优化的计划所有参数均满足剂量目标。结论:自适应处方剂量优化方法能够优化放疗计划,可以被集成到计划系统中用于临床。

伽玛能谱测量中NaI(Tl)探测器的性能测试

NaI(Tl)闪烁体探测器广泛应用于伽玛能谱测量技术中,此次针对NaI(Tl)闪烁体探测器的计数率稳定性、分辨率进行测试;得出在温度变化情况下,NaI(Tl)闪烁体探测器仍能保持较好地稳定性;利用测试137Cs全能峰得出探测器分辨率与电压、放大倍数的关系,并找出了现有条件下探测器的最佳工作条件(高压=645V,放大倍数=5.01倍)。此次工作为以后的能谱测量工作,提供了技术支持。

小野下光子特征线混合笔束模型肺部剂量算法

为了准确计算小射野下肺模体中精确的三维剂量分布,本文提出了光子特征线混合笔束模型.该模型首先采用光子特征线算法获得参考射野下肺模体的中心轴深度剂量,然后在此基础上对肺模体笔束核进行等效深度修正和加权密度修正.本文利用该算法计算了6 MV光子束在不同射野下不同肺模体的中心轴深度剂量分布,并与蒙特卡罗模拟结果相比较以验证其精度.结果表明,两种方法计算得到的剂量基本一致,大多数深度处的相对误差小于3%.主要差异表现在介质交界处及肺组织前部,其相对误差随着射野尺寸和肺密度的增大而减小,最大相对误差范围为7.8%〜36.9%.在肺组织前部,相对误差大于3%的深度范围随射野尺寸的增大和肺密度的减小而增大.因此,该算法在小射野下的肺部剂量计算中具有潜在的研究价值.

容积旋转调强放疗计划验证设备对多叶准直器开合误差的敏感性及其伽马通过率限值研究

为探讨计划验证设备用于容积旋转调强放疗(VMAT)计划验证的γ通过率限值及其对多叶准直器(MLC)开合误差的敏感性,本研究选取50例含顺时针和逆时针两个全弧的鼻咽癌VMAT计划,对其中10例引入8种大小的MLC开合误差,生成80例含误差的计划。首先,对单野和合成野使用计划验证设备进行验证并执行剂量差异3%、距离差异2 mm、10%剂量阈值、绝对剂量全局归一条件下的γ分析,再使用梯度分析研究合成野和单野对MLC开合误差的敏感性,并使用受试者工作特征曲线(ROC)研究识别误差的最佳通过率阈值。然后,对另外40例应用统计过程控制(SPC)方法计算γ通过率的容差限值和干预限值,将SPC容差限值、通用容差限值(95%)对误差的识别能力与ROC最佳阈值对误差的识别能力进行比较。研究结果显示,对于合成野、顺时针弧及逆时针弧,γ通过率随每毫米MLC打开误差下降的梯度分别为10.61%、7.62%及6.66%,随每毫米MLC闭合误差下降的梯度分别为9.75%、7.36%及6.37%。ROC方法得到的最佳阈值分别为99.35%、97.95%及98.25%;SPC方法得到的容差限值分别为98.98%、97.74%及98.62%。SPC容差限值与ROC最佳阈值较为接近,两者均能识别全部±2 mm的错误,而通用容差限值只能部分识别,说明通用容差限值对部分较大的误差并不敏感。因此综合考虑易用性、精确性等因素,在临床实践中建议可使用实际射野角度合成测量的方法,并根据SPC方法制定与机构自身流程相适宜的通过率限值。综上,期待本文研究结果可为各机构优化放疗计划验证流程、设置合适的通过率限值、促进放疗计划验证规范化提供一定的参考。

基于蒙特卡罗方法的XHA600D医用电子直线加速器的入射电子束参数研究

使用蒙特卡罗方法研究入射电子束参数对XHA600D医用电子直线加速器产生的剂量分布的影响,并确定优化的入射电子束参数。根据厂商提供的XHA600D加速器治疗头的几何、材料参数,使用蒙特卡罗程序EGSnrc对不同的入射电子束参数进行模拟并记录其在水模体中产生的剂量分布,将模拟结果与测量结果进行比较。模拟的入射电子束参数包括平均能量、径向强度分布、角度展宽和能量展宽;实验测量数据包括4 cm×4 cm、10 cm×10 cm、30 cm×30 cm射野条件下的百分深度剂量与离轴剂量。结果表明当入射电子束的平均能量为6 MeV、径向强度的半高宽(Full Width at Half Maximum,FWHM)为0.25 cm、角度展宽为0.15°时,模拟结果和测量结果吻合非常好。这些参数可以作为建立适用于XHA600D加速器的TPS(Treatment Planning System)剂量计算模型的基础参数。

基于2.5 MeV质子加速器BNCT装置的中子慢化材料性能模拟研究

基于加速器中子源的硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy,BNCT)是新一代的放射治疗方法,束流整形体(Beam Shaping Assembly,BSA)作为硼中子俘获治疗装置的重要组成部分,其作用是将中子源中的快中子束流慢化至超热中子能区(0.5 eV~10 keV),并尽可能减少快中子、热中子以及射线的成分,使其满足BNCT用于治疗的中子束要求。本工作基于蒙特卡罗软件包Geant4(Geometry and Tracking),以2.5 MeV,10 mA质子流强的^(7)Li(p,n)^(7)Be中子源为对象,研究分析了AlF^(3)、Fluental、Al_(2)O_(3)、Al作为慢化体材料时,不同的厚度对束流出口处的超热中子注量率、超热中子注量与热中子注量比值、快中子成分、成分所产生的影响。计算表明,当选用厚度为25 cm的AlF^(3)作为慢化体材料时,经过整形慢化后的超热中子束的束流参数,均满足国际原子能机构(International Atomic Energy Agency,IAEA)的中子束流参数推荐值。