Monaco计划系统计算网格对头颈部肿瘤小体积危及器官的剂量学影响

目的:探讨Monaco计划系统中计算网格对头颈部肿瘤小体积危及器官剂量学影响。方法:选取10例头颈部NKT(结外NK/T细胞淋巴瘤)患者,Monaco计划系统按不同计算网格分A、B两组制作计划。A组以3mm网格优化,以1、2、4、5mm网格重新计算剂量生成新计划;B组按1、2、3、4、5mm网格直接优化计划。A、B两组计划其它参数均保持不变,归一到处方剂量包绕95%靶区体积。统计晶体及计划敏感器官体积(PRV)、视交叉和视神经最大、最小和平均剂量、靶区CI和HI,剂量重新计算与优化时间。以1mm网格数据为参考,采用配对t检验对上述结果进行统计分析。结果:2mm与1mm网格配对t检验A组右晶体PRV、右视神经和视交叉有统计学差异(P<0.05),B组右晶体PRV和视交叉有统计学差异,其它危及器官(OAR)均无统计学差异(P>0.05)。3mm与1mm网格配对t检验所有OAR均无统计学差异。4mm与1mm网格配对t检验A、B两组晶体及PRV除B组右晶体PRV外均有统计学差异,而视神经和视交叉均无统计学差异。5mm与1mm网格配对t检验A、B两组晶体及PRV均有统计学差异,视神经和视交叉除A组视交叉外均无统计学差异。1mm网格A、B两组OAR的剂量学参数、靶区的CI和HI没有统计学差异,B组计划所需时间是A组的4倍。结论:较之于视神经和视交叉,晶体及PRV对计算网格变化更敏感。Monaco计划系统兼顾计算精度和工作效率,头颈部肿瘤采用3mm计算网格是合适的选择。当临床需要1mm网格数据时,可采用3mm网格优化并重新计算到1mm网格剂量的方法。

空气压缩设备故障引起的螺旋断层放射治疗患者计划验证通过率偏低的案例分析

目的:分析影响螺旋断层放射治疗患者计划验证通过率的因素,解决通过率偏低的问题。方法:对以下因素逐一进行验证分析:①对ArcCHECK刻度文件重新校准,验证绝对剂量准确性;②对ArcCHECK矩阵校准文件重新校正,验证矩阵一致性;③利用第三方Matlab平台开源代码进行离线验证,测量计划系统剂量计算准确性;④通过每日输出点剂量测量和TomoDose测量,验证加速器输出量稳定性;⑤执行AAPM TG-148号报告第V.B.2.c项目和设计临床上常用的2.5 cm和5 cm铅门(Jaw)宽度的适形计划,验证Jaw到位精度;⑥设计临床中常用的2.5 cm和5 cm铅门宽度的适形计划和调强计划,验证多叶准直器(MLC)开关时间精度。结果:执行Arc CHECK刻度文件校准和矩阵重新校准之后,计划测试通过率无明显变化;Matlab离线验证脚本获取计划Gamma通过率,结果均在95%以上;晨检记录显示,加速器固定输出量偏差都小于2%,TomoDose结果表明加速器运行稳定;执行AAPM TG-148号报告第V.B.2.c项目检测Jaw到位精度的结果均在误差范围之内,2.5 cm与5 cm不同铅门宽度条件下适形计划,Gamma测试结果以及点剂量测量结果无明显差别;不同计划下点剂量验证误差随靶区形状不规则程度、计划复杂程度和Jaw增加而升高,证明MLC开关时间精度为主要故障因素。结论:排除多种影响因素后最终确定空气压缩设备故障引起的MLC开关时间精度问题才是导致验证通过率较差的主要原因。因此定期维护和保养空气压缩设备十分必要,同时在物理师执行质量保证项目时,应将空气压缩设备内容加入其中。

基于Web放疗设备质量控制管理系统设计与开发

目的开发基于Web放疗设备质控管理系统并评估其临床应用价值。方法系统基于B/S三层架构,应用Django框架整合相关开源软件工具包,依角色不同实现11个功能模块,分别为技术员负责的晨检模块;物理师负责的周检、月检、年检及非常规检查模块;技术主管负责的质控结果审核、批准模块;系统管理员负责的用户、设备、权限管理及检测项目管理模块。商用软件对比分析和人工分析评估系统功能准确性。结果系统以加速器为中心设计、实现覆盖放疗设备质控全流程大量实用功能,累积完成质控记录逾1000项,测试项目逾20000条。无纸化数据交换模式和多模态数据集成方法便于质控结果评估分析,自动量化分析方法提高质控一致性。基于Web系统鼓励主动质量保证,帮助质控人员提前干预潜在风险。结论系统提升了科室信息化管理水平,提高了质控效率,后续还可根据新需求进行扩展开发。

基于EPID采用参数化梯度法测定光子束射野边界

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。

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。

基于螺旋断层全身皮肤照射治疗难治性皮肤T细胞淋巴瘤中蕈样霉菌病

目的:探讨使用螺旋断层进行全身皮肤照射治疗难治性皮肤T细胞淋巴瘤中蕈样霉菌病的方法。方法:具有7年病史的男性患者确诊为全身多发皮肤T细胞淋巴瘤中的蕈样霉菌病,行全身皮肤照射,采用5 mm氯丁橡胶潜水衣作为组织补偿物,利用其剂量建成效应提高全身皮肤剂量。患者分上下两段扫描,髌骨上方10 cm附近作为分界线,总处方剂量24 Gy,单次1.2 Gy执行20次,5次/周。计划设计采用射野宽度5 cm,螺距0.287,调制因子2.5,在体中心加入全挡模式以减少内部危及器官受量,尤其是全身骨髓剂量,以降低骨髓抑制的发生率。通过Cheese Phantom点剂量、ArcCHECK三维面剂量及全身多点EBT3胶片验证,确保剂量投照的准确性。最后利用兆伏级图像多部位引导确保摆位和治疗的精度。结果:上段靶区和下段靶区均实现95%靶区体积达到处方剂量,下段靶区的适形度指数和均匀性指数略优于上段靶区。全身骨髓随着距离皮肤间距的缩小而受量逐步增加,其余危及器官剂量均在临床可接受范围之内。点剂量验证偏差小于1%,三维面剂量验证Gamma通过率大于90%,胶片多点剂量验证偏差小于5%,多种验证确保实际投照剂量的准确性,整个治疗过程时间约1 h(包括摆位和图像引导),患者治疗后期仅出现轻微的乏力、恶心、呕吐、低热及Ⅲ度骨髓抑制,整个治疗效果接近完全缓解。结论:该方法具有剂量分布均匀、治疗时间短、实施过程简易、治疗效果佳和毒副作用低的特点,适合在临床中广泛开展,但对剂量建成层的组织补偿物选择及治疗后的毒副作用尤其是骨髓抑制需进一步探讨。

铅门跟随与铅门固定在非小细胞肺癌调强放疗的剂量学比较

目的研究铅门固定技术（SJT）和铅门跟随技术（JTF）对局部晚期非小细胞肺癌（NSCLC）调强放疗的剂量学差异。方法对30例局部晚期NSCLC患者分别制定SJT和JTT计划。在95％体积的计划靶区（PTV）满足处方剂量的前提下，比较两组计划的靶区适形指数（cI）和靶区均匀性指数（HI）、危及器管剂量分布以及机器总跳数。分别利用Mapcheck2对两组计划进行剂量验证。结果两组计划靶区剂量分布均达到临床要求，JTT的靶区HI和CI与SJT相比差异均无统计学意义（P〉0．05）；JTT双肺V5、V10、V20和Dmean明显低于SJT（P〈0．05），JTT双肺V30和V40与SJT相比差异无统计学意义（P〉0．05）；JTT心脏V5、V10和Dmean。明显低于SJT（P〈0．05），JTT心脏V20、V30和V40与SJT相比差异无统计学意义（P〉0．05）；JTT脊髓Dmax和Dmean。均明显低于SJT（P〈0．05）；JTT机器跳数明显高于SJT（P〈0．05）。结论基于SJT与JTT两种铅门技术的NSCLC调强放疗靶区及危及器官剂量分布均能满足临床要求，但JTT可以更好地降低危及器官的低剂量分布。

螺旋断层调强放疗靶区外沿纵向剂量跌落及影响因素研究

目的研究螺旋断层调强放疗(HT)靶区外沿纵向剂量跌落的变化规律及影响因素,以便对临床关于计划衔接、靶区预处理以及执行效率等方面的应用进行指导。方法回顾性选取2019年12月份郑州大学第一附属医院放射治疗部收治的8例头颈部肿瘤患者资料作为研究对象,使用德国西门子SOMATOM Definition AS大孔径定位CT在获得层厚为1 mm的头颈部图像中勾画计划靶区和剂量跌落结构。在计划设计时射野宽度(FW)分别选择5.0、2.5和1.0 cm,螺距分布选择0.430、0.287和0.215,调制因子使用默认值1.8,剂量计算网格选择最精细0.195 cm×0.195 cm,其余计划参数都保持一致。按照不同参数分别进行计划设计,并将结果进行单因素方差统计分析。结果研究显示同一射野宽度下不同螺距变化曲线重合,因而螺距对剂量跌落没有影响,不同射野宽度变化曲线相互独立说明射野宽度对纵轴双向剂量跌落有影响,靶区外沿纵向的剂量跌落速度与射野宽度成反相关系:即射野宽度越大剂量跌落速度越慢,半影区越大;反之射野宽度越小剂量跌落速度越快,半影区越小。当剂量跌落至处方剂量50%时距靶区纵向边界的距离近似约等于射野宽度一半,而对于距靶区边界不同距离处的剂量值可通过拟合公式计算得到。射野宽度和螺距对靶区的适形度指数(CI)和均匀性指数(HI)影响较小,相对而言射野宽度为2.5 cm时靶区最佳。总治疗出束时间随射野宽度和螺距的增大而逐步降低。结论当靶区分段治疗需要考虑计划衔接、执行效率及沿纵向剂量跌落控制时,可选择最佳的射野宽度、螺距等计划参数或根据纵向剂量跌落公式对衔接处靶区进行内收处理,以达到理想的剂量分布。

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。

加速器机载影像系统图像质量量化评价及质量保证阈值设定研究

目的探讨加速器机载影像(OBI)系统图像质量量化分析方法和图像质量保证警告与行动阈值设定.方法利用瓦里安EDGE加速器机载影像系统,半扇、全扇模式扫描Catphan604模体,基于Python编程语言自主实现软件分析图像CT值线性、几何线性、层厚、空间分辨率、均匀性和低对比度分辨率.将16个月内16次扫描图像指标定量分析结果归一平均值,计算标准偏差(σ),进行运行图分析,建立图像质量参数的警告与行动阈值.结果自主编程软件可量化分析半扇、全扇扫描模式OBI系统各项图像指标,低对比度分辨率半扇优于全扇扫描,空间分辨率全扇优于半扇.归一化图像质量参数以1个σ设为警告阈值,2个σ设为行动阈值,且半扇容差水平均小于全扇.结论自主开发软件可实现图像质量量化评价,建立了影像系统质量保证警告和行动容差,为图像引导放疗规范下图像质量保证提供指导.

螺旋断层放疗在分段全身照射中上下靶区衔接处剂量分布的影响因素研究

目的 选取10例身高在120.0cm左右的急性白血病患者分上下两段行螺旋断层治疗(HT)实现全身照射(TBI),通过分析衔接处靶区剂量分布的变化情况,寻找最佳靶区间隔距离所对应的计划设计参数。方法 选取的研究对象使用德国Siemens公司定位CT获得层厚为5 mm的全身图像,同时在髌骨上方10 cm处放置铅丝,作为上下两段靶区的分割线。在美国瓦里安Eclipse 13.5医生工作站进行靶区和危及器官的勾画,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,其中射野宽度(FW)分别选择5.0、2.5、1.0 cm,螺距分别选择0.430与0.287,调制因子1.8,剂量计算网格(最精细:0.195 cm×0.195 cm),其余计划参数都保持一致。将其分两段照射的上下靶区依据不同参数进行计划设计,并将设计好的不同参数的计划分别对应叠加在一起进行分析衔接处靶区剂量分布的变化情况。结果 通过比较不同螺距和射野宽度所对应不同间隔距离的衔接处靶区的剂量分布,发现只有射野宽度才影响衔接处靶区的剂量分布:当射野宽度为5.0 cm时,靶区间隔距离为5.0 cm在衔接处的剂量分布最佳;同理当射野宽度为2.5和1.0cm时,靶区间隔距离分别为2.0和1.0 cm时最佳,即衔接处靶区的最佳剂量分布所对应的间隔距离与射野宽度保持一致。而螺距对衔接处靶区剂量和总治疗时间比值没有影响,总治疗时间长度与射野宽度保持一致反比关系。结论 对于HT进行分段式TBI治疗时,采用如上的计划设计参数,同时靶区勾画时间隔距离与射野宽度保持一致,能保证在进行分段TBI治疗时衔接处靶区不会出现剂量冷热点,确保了治疗的精确与安全。在实际临床治疗过程中,为达到治疗效果与效率的平衡,需要选择合适的计划参数。

EPID在VMAT技术验收测试中的应用研究

目的采用EPID实现直线加速器VMAT技术的验收研究。方法采用Shaper及EclipseTPS编辑并利用EPID对TrueBeam加速器VMAT技术中MLC到位精度、临床剂量等核心内容进行测试。测试例：TA：机架在0°、90°、270°时分别曝光0．5cm×20．0cm狭缝野；TB：不同剂量率及机架角速度组合时射野平坦度稳定性；TC：静态及旋转状态下MLC到位精度；TD：静态及旋转状态下MLC变速控制准确性；TE：加速器同时变剂量率及机架旋转速度的准确性；TF：临床病例。利用Matlab对测试结果进行分析。结果0°、90°、270°测得狭缝叠加后半高宽与零度时半高宽差别均为0．39mm。TB结果显示射野平坦度差别〈0．5％。TC测试显示EPID测得的狭缝中心与TPS设定的中心最大偏差为0．45mm。TD测试显示MLC位置实测值与TPS设定值差别最大为0．69mm。TE结果显示各狭缝相互间差别最大为0．42mm。临床病例以3％／3mm标准评价时γ通过率最低为96．4％。结论利用EPID能准确、便捷的完成VMAT技术验收,此方法为减轻物理师工作负担提供了一个良好选择。

宫颈癌VMAT剂量验证的γ与DVH评估及两者与剂量偏差相关性研究

目的比较γ与剂量体积直方图(DVH)在宫颈癌容积调强弧形治疗(VMAT)剂量验证中的应用,并评估两者反映剂量偏差的能力。方法选取20例宫颈癌VMAT病例,由TrueBeam投照、使用FC65-G及ArcCheck测量并与Eclipse计算点、面剂量比对。由3DVH软件重建患者剂量,比较重建靶区D_(mean)、D_(95)%、D_(98)%、D_(2)%,左右股骨头V_(20Gy),直肠V_(40Gy),脊髓D1cm^(3)及50%处方剂量包绕区(IDV)D_(98)%、D_(2)%、D_(50)%与计划值差异并对各器官行三维γ分析。使用皮尔森相关系数分析点剂量偏差、二维γ通过率及其平均值、各器官三维γ通过率与剂量偏差相关性。结果电离室实测、3DVH重建与计划计算点剂量间偏差小,二维γ比对均通过(3%/3 mm,≥90%)。靶区平均剂量、IDV各参数偏差小于3%,直肠V_(40Gy)偏差差异最大。左右股骨头三维γ通过率最高,脊髓差异波动最大。实测、重建点剂量偏差大都与剂量偏差呈中等强度相关,二维γ通过率与各器官剂量偏差未发现明显相关,各病例靶区三维γ通过率与自身及IDV D_(50)%偏差间存在极强相关,其余相关性强弱无规律。结论基于γ和DVH评估均能一定程度揭示剂量误差,但均存在一定局限,临床中应将两者联合应用。

多种三维剂量验证系统在肺癌VMAT剂量验证中的联合应用

目的联合应用两种商用及一种自行开发的基于加速器轨迹日志(LFB)的三维剂量重建系统验证肺癌VMAT计划。方法编程实现读取TrueBeam轨迹日志中误差并导入计划系统生成重建剂量。选18例肺癌双弧VMAT计划,用ArcCheck测量并利用3DVH重建,同时使用LFB和Compass计算模式重建。其中5例4 h内由ArcCheck测2次,检测加速器重复性。将18例计划移植到建成5 cm、背散4 cm、中心放置有FC65-G电离室的固体水模上计算电离室平均剂量并与实测及3种重建系统重建点剂量比对。结果加速器重复性稳定。LFB、3DVH、Compass及FC-65 G实测与计划点剂量偏差≤2%。ArcCheck曲面二维,3DVH、Compass整体及LBF所有器官三维γ通过率在所有比对标准下均>90%,3DVH及Compass个别器官γ通过率低。重建剂量与原计划相比,LBF差异最小,除肺之外器官Compass差异居中、3DVH最大。结论LBF、3DVH、Compass 3种系统能从不同方面反映肺癌VMAT剂量验证结果,联合应用三者进行剂量验证能更直观的展现出验证结果,便于后续分析。

基于患者解剖结构三维剂量重建进行容积调强弧形治疗剂量验证初探

目的测试基于患者解剖结构三维剂量重建进行容积调强弧形治疗(VMAT)剂量验证系统(3DVH),并探索其临床应用。方法对ArcCheck行阵列校准后按10 cm×10 cm射野、源轴距100 cm、投照量200 MU标定其绝对量,标定时将FC65-G置于模体中心测量。根据实测剂量、3DVH重建中心点及百分深度剂量与对应计划值间差异,调整绝对量标定值或ArcCheck CT密度值,使上述差异最小。选择肺癌、宫颈癌VMAT病例各10例,使用TrueBeam投照并用ArcCheck、FC65-G测量,由验证后的3DVH重建各测试例三维剂量并与计划值及实测值比对。结果ArcCheck不同阵列校准文件对ArcCheck二维面剂量测量及3DVH三维剂量重建影响不同。使用自行阵列校准文件及249.96 cGy为标定值时得到最优结果。所有测试例重建与原计划剂量相比靶区D_(mean)、D_(95%)偏差<±4.2%,部分危及器官差异较大;点剂量差异平均值为负,重建值更接近实测值。各器官三维γ通过率中部分病例靶区通过率较低,50%处方剂量包绕区域稍高,其他器官大都较高。结论使用本研究方法能准确完成3DVH模型建立和测试,其能提供详实直观的信息用于剂量验证。

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。