Varian医用直线加速器DMLC物理参数的测量与验证

目的通过测量Varian IX和23EX医用直线加速器60对和40对动态多叶准直器(dynamic multileaf collimator,DMLC)的叶片透射因子、叶片间漏射因子、叶片位置校正因子及内、外半影,探讨DMLC参数是否受X射线能量和叶片数目的影响,并探讨DMLC参数在治疗计划系统(treatment planning system,TPS)的必要性和重要性。方法采用Kodak X-Omat V胶片分析仪测量工具,分别对Varian医用直线加速器60对和40对的DMLC叶片透射因子、叶片间漏射因子、叶片位置校正因子及内、外半影这5种参数测量。并将测得的DMLC参数结果引入到TPS的原始机器数据中。在TPS中针对模体设计逆向调强计划,并在加速器上对夹有胶片的模体进行照射,对比分析胶片实测的剂量分布结果和TPS计算得到的剂量分布结果。结果对于相同叶片数目的 DMLC,X射线能量越大,参数值越大。对于相同的X射线能量,DMLC叶片数目越多,参数值越大。在TPS中引入测得DMLC参数后,TPS计算得到以及胶片实测得到的80%等剂量线面积重合度均大于95%,曲线的分离度均小于3 mm。结论DMLC参数均会受叶片数目以及加速器X射线能量大小的影响,但只要将测得的DMLC参数正确引入到TPS中进行,则实测得到的剂量分布与TPS计算得到的剂量分布均能满足高重合度和低分离度,从而满足临床治疗要求。

一种基于实时运动跟踪的自适应dMLC门控放射治疗方法

提出了一种新颖的自适应动态多叶准直器(dMLC)门控放射治疗方法.通过实时跟踪肿瘤和危及器官(OAR)的运动来控制dMLC叶片的开启与关闭,仅当肿瘤和OAR在射野视观(BEV)内没有重叠时才开启治疗射束进行治疗.4组肿瘤-OAR同步跟踪数据的回顾性仿真实验果表明,肿瘤和OAR的运动模式和相对位置是影响所有指标的最主要因素.在不同的肿瘤-OAR运动模式下,门控治疗占空比高达96.71%,也可能仅有14.12%.增加BEV内的横向距离可提高占空比,并使OAR受照体积减少;增加肿瘤外放边界则具有相反的效果.所提方法具有较好的OAR保护能力,对于占空比较低的情况尤为明显,可以避免高达77.71%的直接照射.

Topslane—M型DMLC故障维修五例

Topslane-M型DMLC是一款已在我国多家放射治疗中心应用的外挂式电动多叶光栅,本文对我中心在使用过程中积累的一些维修经验做总结汇报。

KB1800直线加速器DMLC电子多叶准直器的安装

介绍DMLC电子多叶准直器的安装过程以及注意事项。阐述医用直线加速器安装多叶准直器(MLC)的必要性,详细分解KB1800直线加速器安装DMLC电子多叶准直器的安装步骤,解释每个步骤的意义,并提出各步骤需要注意的问题。展示了KB1800直线加速器安装电子多叶准直器的过程和早期生产的加速器开展三维适形放疗、调强放疗等精确放疗技术的可行性。早期生产的直线加速器可以通过安装独立的电子多叶准直器,实现开展三维适形放疗、调强放疗等精确放疗技术。

VMAT混合布野在左侧乳腺癌胸锁联合放疗中的可行性研究

目的:研究以容积旋转调强放疗(volume modulated arc therapy,VMAT)技术为基础的混合布野的方法 HVMAT(hybrid-VMAT)在左侧乳腺癌胸锁联合放疗中的可行性。方法:选取左侧乳腺癌胸锁联合放疗患者21例,分别使用dMLC(dynamic multi-leave collimator)、VMAT和HVMAT方法进行计划设计,并分别命名为dMLC计划、VMAT计划与HVMAT计划。比较3种计划在计划靶区(planning target volume,PTV)、危及器官剂量分布上的差异。使用SPSS27.0软件进行统计学分析。结果 :3种计划间PTV剂量分布差异均具有统计学意义(P<0.05)。与dMLC计划相比,HVMAT计划的D_(98)、CI较大,Dmean较小,差异具有统计学意义(P<0.05);与VMAT计划相比,HVMAT计划的D_2、HI、D_(mean)更小,差异具有统计学意义(P<0.05)。与dMLC计划相比,HVMAT计划的左肺V_(30)更低,与VMAT计划相比,HVMAT计划的V_(10)和V_5更低,差异均具有统计学意义(P<0.05)。HVMAT计划的右肺V_5和D_(mean)介于dMLC计划和VMAT计划之间,HVMAT计划的心脏V30和Dmean最低。3种计划间脊髓D_(max)的差异无统计学意义。结论:HVMAT应用于左侧乳腺癌胸锁联合放疗不仅可提供更优的靶区剂量分布,还可进一步降低危及器官剂量。

Monaco不同设计模式及不同调强放疗技术对前列腺癌的剂量学比较

目的分析比较Monaco计划系统中靶区优先(Pareto)与正常组织优先(Constrained)两种不同设计模式、动态调强(dynamic MLC,DMLC)和容积旋转调强(volumetric modulated arc therapy,VMAT)在前列腺癌放疗中的剂量学差异。方法选取Monaco计划系统中12例前列腺癌患者,(1)采用1野2弧(1F2A)VMAT技术,分别在Pareto和Constrained两种设计模式制定放疗计划;(2)同一优化条件下,分别制定9野动态调强(9F DMLC)、1野1弧VMAT(1F1A)、1野2弧VMAT(1F2A)、2野2弧(1个野1个弧,2F2A)VMAT 4种不同调强计划。比较不同计划靶区剂量分布、适行性指数(CI)、均匀性指数(HI)和危及器官的受量。结果Pareto设计模式在PTV靶区适形性、PTVnd均匀性优于Constrained设计模式,但在部分正常器官的高量控制方面较差。9F DMLC、1F2A VMAT技术在靶区剂量分布均优于1F1A、2F2A VMAT技术,在正常组织限量方面、9F DMLC均优于3种VAMT技术。在治疗执行效率方面,1F1A最优。结论对正常组织限量严格要求的放疗计划,可以选择Constrained设计模式下的9F DMLC技术,其次可选择1F2A VMAT技术。

两种精确放射治疗系统在周围型肺癌立体定向放射治疗剂量学中的应用

目的:比较VarianEclipse治疗计划系统和Truebeam加速器(VET)与ElektaMonaco治疗计划系统和Synergy加速器(EMS)两种精确放射治疗系统在立体定向放射治疗(SBRT)周围型肺癌的剂量学特点,为选择合适的精确放射治疗系统进行周围型肺癌SBRT提供参考。方法:选择在医院接受放射治疗的15例周围型肺癌患者,分别采用VET系统和EMS系统进行治疗,每个系统分别设计动态多叶准直器(DMLC)和容积旋转调强治疗(VMAT)两种计划(EMS-DMLC、EMSVMAT、VET-DMLC和VET-VMAT计划),处方剂量66 Gy/11次。对VET和EMS两种精确放射治疗系统的DMLC计划和VMAT计划进行比较,比较靶区的最大剂量(Dmax)、平均剂量(Dmean)、最小剂量(Dmin)、2%靶体积剂量(D2)、98%靶体积剂量(D98)、适形指数(CI)、均匀性指数(HI)及危及器官的受照剂量和机器跳数。结果:VET和EMS系统计划靶区D98的VET-DMLC与VET-VMAT比较、EMS-DMLC与EMS-VMAT计划比较、VET-VMAT与EMS-VMAT计划比较和VET-VMAT与EMS-DMLC计划比较,差异均有统计学意义(t=0.664,t=2.697,t=-4.674,t=-4.641;P<0.05)。危及器官剂量学比较中,VET系统对患侧肺保护优于EMS系统,患侧肺VET-DMLC计划与EMS-DMLC、EMS-VMAT比较,患侧肺平均剂量(MLD)、20%肺体积所受照剂量(V20)差异有统计学意义(tEMS-DMLC=-5.002,t=-4.467;tEMS-VMAT=-3.811,t=-4.449;P<0.05);VET-VMAT计划与EMS-DMLC、EMS-VMAT比较,患侧肺MLD、V20差异有统计学意义(tEMS-DMLC=-5.287,t=-3.520;tEMS-VMAT=-4.670,t=-3.123;P<0.05)。VET-DMLC计划健侧肺MDL、V5剂量学参数数值低于EMS-DMLC计划,差异有统计学意义(t=-3.717,t=-3.298;P<0.05)。心脏MHD剂量VET-DMLC计划优于EMS-DMLC,VET-VMAT计划优于EMS-VMAT,差异有统计学意义(t=-3.053,t=-2.892;P<0.05)。脊髓1 cc体积所受照剂量(D1cc)VET-DMLC计划优于VET-VMAT计划,差异有统计学意义(t=-3.018,P<0.05)。结论:VET和EMS两种精确放射治疗系统在周围型肺癌SBRT治疗中都能满足临床要求。EMS精确放射治疗系统靶区剂量学参数优于VET精确放射治疗系统,而VET精确放射治疗系统能更好的保护患侧肺和心脏。

基于DICOM RT标准的射野数据传输

介绍了1种基于DICOM RT标准的射野数据生成和传输方法,用于调强放射治疗中治疗机器(加速器)的标准或多叶准直器的控制。文中首先介绍了系统模块的实现方法,然后分别对静态多叶准直器(SMLC)和动态多叶准直器(DMLC)2种调强实现方法进行详细地描述,最后结合实例来验证系统的有效性。

基于C8051F023的多叶光栅叶片控制模块的设计

多叶光栅是精确放射治疗必需的设备之一。目前临床上多使用多叶光栅代替传统挡铅完成三维适形治疗和静态调强治疗,动态调强治疗所要求的对多叶光栅叶片速度控制的实时性和高精度一直难以实现。针对动态调强对叶片控制的要求,以C8051F023为核心处理器,结合专用电机驱动芯片NJM3771D2,设计了多叶光栅叶片控制模块。并发展了PID闭环控制方法,对多叶光栅叶片的运动位移和速度进行了实时反馈测速、分析和PWM输出调节,实现了对多叶光栅叶片运动位移和速度的精确控制,满足多叶光栅动态调强对叶片的控制要求。此模块设计结构简单,稳定可靠,控制精度高,将应用于具有动态调强功能的多叶光栅系统的实现中。

Monaco计划系统中不同优化模式在固定野调强和容积旋转调强下宫颈癌剂量学比较

目的∶对比Monaco计划系统中固定野调强中动态多叶准直器(dynamic mli-eaf colimator,dMIC)和容积旋转调强(volumetric modulated arc therapy,VMAT)方式在靶区优先(Pareo)和正常组织优先(Canstraind)模式下宫颈癌放疗计划的剂量学差异。方法∶选取22例官宫颈癌患者,分别采用dMLC和VMAT调强方式、Parao和Costmindl模式设计放疗计划,其中dMLC为9野均分,VMAT为1野2全弧,并保持优化条件和参数设置不变。对4个计划分别比较靶区剂量分布、危及器官(organs a isk,OAR)受量和机器参数。结果∶Pareto和Constmined优化模式对靶区剂量和OAR受量均没有明显影响。VMAT调强的靶区最大值(Dmax)、平均值(Dmean)和均匀性指数(homogeneity in-dex,H)均高于dMLC。Pareto和Contrind优化模式对膀胱V40、直肠V40、小肠V30、盆骨V30和左右股骨头Dmean均无显著性影响。但膀胱、直肠和小肠的1cm^3体积受照剂量(D1cc)在dMIC明显低于VMAT方式。机器跳数在Pareto模式下,VMAT明显高于dMLC,但VMAT的出束时间却明显低于dMLC。结论∶VMAT技术可以明显缩短治疗时间,提高治疗效率,且靶区均匀性更好,但对膀胱、直肠和小肠的高剂量控制不如dMLC。另一方面,Comnstrineld模式对膀胱、直肠和小肠的高剂量控制也略优于Pret模式。因此,在一般条件下,我们推荐在宫颈癌计划设计中采用VMAT调强方式和Constrained优化模式。