宫颈癌调强计划Portal Dosimetry剂量验证中拼接野的应用分析

目的提出一种生成Portal Dosimetry(以下简称PD)分野的拼接野(以下简称PD拼接野)方法,并对宫颈癌计划的PD拼接野进行分析研究。方法选取20例宫颈癌患者的七野调强治疗计划进行研究,治疗计划中每个大野分成1对分野。首先制作仅含分野的PD剂量验证计划,然后使用直线加速器出束执行。通过矩阵拼接和矩阵叠加,分别得到每对PD分野对应的PD拼接野和PD大野。使用PD软件模块,得到PD拼接野和PD大野的伽玛通过率,分别记为Gp和Gd。使用Gm表示每对PD分野的平均伽玛通过率值。对Gp、Gd和Gm进行统计分析和比较研究。结果所有140个射野的Gp、Gd和Gm的值分别为98.78%±0.70%、97.34%±1.25%和98.87%±0.51%。两两比较结果显示,Gp和Gd差异具有统计学意义(P<0.05);Gp和Gm的数据差异较小。对每个PD验证计划,计算所有同一类射野对应的计划验证通过率(Gplan)。对Gplan数据进行统计分析显示,PD拼接野和PD大野差异具有统计学意义(P<0.05),PD拼接野和PD分野的数据差异较小。结论本文提出的PD拼接野概念为评价PD剂量验证结果提供了有益的参考信息。

瓦里安VitalBeam直线加速器Portal Dosimetry验证通过率低故障维修

目的分析了瓦里安直线加速器得基本工作原理及故障现象,结合实际工作经验,设计合理得检修步骤,帮助医院临床工程师更快、更准确解决故障根源.方法从直线加速器结构和原理出发,结合实际工作阐述Portal Posimetry验证通过率较低故障排除方法.结果通过科学的循序渐进排查,直线加速器的突发故障现象最终得以解决.结论总结瓦里安直线加其VitalBeam中日常QA软件Portal Posimetry的作用和故障现象,为医院临床工程师和相关大型医疗设备使用维护提供参考.

Machine Performance Check束流均匀性改变对Portal Dosimetry计划剂量验证的影响

目的:探究Machine Performance Check(MPC)系统束流均匀性变化对Portal Dosimetry(PD)计划验证的影响,为临床MPC均匀性的阈值设定和电子影像系统(EPID)的校准频率提供参考。方法:选取本中心EDGE加速器上首次治疗患者26例和10 cm×10 cm方野1例,制定治疗计划和验证计划。在MPC束流均匀性偏差增大的情况下,分别在EPID校准前和校准后执行验证计划,并在计划系统PD模块中分析,统计对比图像剂量和γ通过率。本研究还列出EDGE加速器一年间MPC束流均匀性的结果。结果:MPC 1年的统计结果显示束流均匀性偏差的升高趋势明显并且速度加快,表明EPID存在设备老化现象。EPID校准前后验证计划的图像剂量和γ通过率的对比结果表明不同能量方野计划在影像板中心附近的剂量差异为1%~2%,临床射野计划由于复杂性提高,剂量差异最大可以达到10%。EPID校准后的γ通过率高于校准前。结论:EPID探测器的一致性改变对PD计划剂量验证有一定影响,提示临床MPC均匀性阈值为2%时能够对PD计划剂量验证起到预警作用,EPID应在MPC重新采集基线之前校准,以保证验证计划的质量,保证患者放疗的安全性。

SRS MapCHECK、ArcCHECK及Portal Dosimetry在立体定向治疗计划剂量验证对比

目的探究SRS MapCHECK(SRS)、ArcCHECK(Arc)及Portal Dosimetry(PD)3种剂量验证系统在立体定向治疗计划验证中的应用情况。方法随机选取在我院行立体定向放疗的肿瘤患者45例,依据治疗计划分别设计SRS、Arc及PD的验证计划,并在Varian VitalBeam直线加速器上执行。在10%剂量阈值下,记录3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm、2%/1 mm和1%/1 mm的γ评价标准下3种剂量验证系统治疗计划的通过率情况。结果3种剂量验证系统在不同的评价标准下得到的治疗计划的γ通过率存在差异,但在3%/2 mm和2%/2 mm评价标准下,SRS和PD验证得到的γ通过率无显著差异(P值均>0.05);在3%/1 mm、2%/1 mm和1%/1 mm评价标准下,Arc和PD验证得到的γ通过率无显著差异(P值均>0.05);在确定治疗计划是否可行上,SRS优于Arc和PD,PD略优于Arc。结论3种剂量验证系统都可用于立体定向治疗计划的剂量验证,其中SRS因具有较高的空间分辨率,在立体定向治疗计划验证上优势明显,临床应用时可优先考虑,此外,SRS剂量验证较严格的γ评价标准可采用2%/1 mm,Arc和PD剂量验证较严格的γ评价标准可采用2%/2 mm或3%/1 mm。

Dosimetric Performance of A-Si Electronic Portal Imaging Devices

The majority of EPID dosimetry literature discusses response linearity and the so-called image lag and ghosting effects despite the lack of a common definition of these quantities. However, the results of these studies are generally not consistent, and it is often difficult to compare the results from different studies. We present here a detailed study of the acquisition and readout characteristics of a-Si EPID and its dosimetric performance. EPID response was assessed over the range of 1 - 500 MU using different dose rates and integration times. In addition, a computer model was designed to simulate the EPID image formation with different dose, dose rate, and integration time combinations. All aspects of image processing and readout simulation were carried out using custom written MatLab codes. Two distinct signal profiles were observed depending on the delivered dose, dose rate and integration time combination. Total integrated signal (ST) is linear with the delivered dose. For dosimetry, image lag and ghosting effects mainly result in the residual signal (SR) that appears as delayed signal after the end of irradiation. At its maximum, SR is less than 2.5% of ST. The readout technique is such that it is impossible to measure SR accurately. SR is definable only when readout equilibrium occurs. Signal profiles provide a through and reliable description of the EPID response incorporating the dose, dose rate, integration time, and the residual signal. The definition of EPID signals based on this method shall provide an accurate universal EPID dosimetry framework.

Halcyon2.0医用直线加速器胸部调强放射治疗计划射野复杂度指标与剂量验证的相关性研究

目的:比较Halcyon2.0医用直线加速器在胸部固定野调强放射治疗(FF-IMRT)计划中双层多叶准直器(MLC)之间的射野复杂度差异,探索基于双层MLC计算的射野复杂度指标和剂量验证结果之间的相关性。方法:选取医院收治的67例胸部放射治疗患者的Halcyon2.0FF-IMRT计划,使用电子射野影像系统(EPID)进行PortalDosimetry(PD)剂量验证。分别计算远源端MLC和近源端MLC的平均调制复杂度分数(MCS)、平均射野面积(BA)、平均射野不规则度(BI)、平均射野小孔径分数SAS_(2mm)、SAS_(5mm)、SAS_(10mm)、SAS_(15mm)和平均射野周长面积之比(C/A)5种射野复杂度指标。分析比较近源端MLC和远源端MLC之间的射野复杂度指标差异,并将射野复杂度指标和PD验证得到的γ通过率进行Spearman相关性检验。结果:基于远源端MLC计算的MCS小于近源端MLC,且基于远源端MLC计算的BI、SAS_(2mm)、SAS_(5mm)、SAS_(10mm)、SAS_(15mm)和C/A均大于近源端MLC,差异有统计学意义(Z=-4.148,Z=-6.347,Z=-7.115,Z=-6.915,Z=-6.041,Z=-5.079,Z=-6.359,P<0.05)。1%/1 mmγ分析标准下,近源端MLC的SAS_(15mm)与γ通过率均呈现出强相关性(|r|>0.7,P<0.05),近源端和远源端MLC的C/A也均和γ通过率呈现强相关性(|r|>0.7,P<0.05)。2%/2 mmγ分析标准下,近源端和远源端MLC的BA、SAS_(2mm)、SAS_(5mm)、SAS_(10mm)、SAS_(15mm)、C/A均与γ通过率均呈现中度相关性(0.4≤|r|≤0.7,P<0.05)。结论:射野复杂度指标中除远源端MLC的BI外均与PD验证的γ通过率具有不同程度的相关性,其中SAS和C/A的相关性较为明显,可在剂量验证前辅助物理师识别Halcyon2.0过于复杂的胸部计划。

三种剂量验证系统在直肠癌容积旋转调强放疗计划中的验证结果比较

目的 比较和分析Delta4、EDose和Portal Dosimetry(PD)3种剂量验证系统在直肠癌容积旋转调强放疗(VMAT)计划中的剂量验证结果,为剂量验证选择合适的验证方法和评价标准。方法 回顾性选取在福建医科大学附属协和医院行VMAT放疗的直肠癌患者45例,依据治疗计划分别创建基于Delta4、EDose和PD系统的验证计划并进行剂量验证。采用Kruskal-Wallis检验比较3种剂量验证系统在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/3 mm、2%/2 mm 4种γ评价标准下的绝对剂量的γ通过率。结果 在3%/3 mm的评价标准下,Delta4、EDose和PD系统的平均γ通过率分别为99.90%、98.34%和98.60%。在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/3 mm的评价标准下,3种验证系统的平均γ通过率均>95%,满足临床要求。3种剂量验证系统在4种评价标准下的γ通过率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。通过进一步两两比较发现,Delta4系统的γ通过率高于EDose系统和PD系统,差异有统计学意义(P <0.05);EDose系统和PD系统的γ通过率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 Delta4系统的γ通过率优于EDose系统和PD系统,PD系统的γ通过率和EDose系统相近。Delta4系统、EDose系统和PD系统均可用于直肠癌VMAT计划的剂量验证中。由于EDose系统和PD系统在保证验证精度的同时,摆位简单、使用方便、验证效率高,在临床应用中可以优先考虑。Delta4系统严格的剂量验证γ评价标准可以采用2%/2 mm,EDose系统和PD系统严格的剂量验证γ评价标准可以采用3%/2 mm或2%/3 mm。

脑转移瘤HyperArc放射治疗技术的两种计划验证方法比较

目的比较Octavius 4D(OCT)验证系统和Portal Dosimetry(PD)验证系统在单发或多发脑转移瘤(BM)中HyperArc(HA)放射治疗计划的γ通过率。方法选择2021年1—12月在广州中医药大学金沙洲医院接受HA放射治疗的30例BM患者为研究对象,按BM个数将患者分为1~4 BM组、8 BM组和15 BM组,每组10例,分别使用OCT与PD验证系统对3组进行计划验证,比较分析其γ通过率,分析标准取3%/3 mm、3%/2 mm和2%/2 mm。结果在1~4 BM组中,OCT与PD验证系统的γ通过率分别为3%/3 mm[99.80%(0.95%)、99.25%(4.15%),P=0.444]、3%/2 mm[98.30%(3.95%)、96.75%(9.78%),P=0.820]、2%/2 mm[95.35%(6.38%)、93.30%(14.90%),P=0.821],OCT与PD验证系统的γ通过率比较,差异无统计学意义;在8 BM组中,OCT与PD验证系统的γ通过率分别为3%/3 mm[98.50%(2.10%)、92.10%(4.03%),P<0.001]、3%/2 mm[94.25%(5.70%)、84.50%(6.30%),P=0.001]、2%/2 mm[86.90%(9.55%)、78.85%(11.20%),P=0.001],OCT验证系统的3种分析标准的γ通过率均优于PD验证系统,差异有统计学意义;在15 BM组中,OCT与PD验证系统的γ通过率分别为3%/3 mm[96.85%(8.07%)、90.80%(9.95%),P=0.031]、3%/2 mm[88.80%(13.10%)、81.70%(16.58%),P=0.038]、2%/2 mm[81.10%(16.57%)、75.05%(16.58%),P=0.198],OCT验证系统的3%/3 mm和3%/2 mm的γ通过率均优于PD,差异有统计学意义,OCT与PD验证系统的2%/2 mm的γ通过率比较,差异无统计学意义。结论OCT与PD验证系统均能满足HA计划剂量的验证要求,随着靶区的个数增加,OCT和PD的γ通过率逐渐降低,但OCT的γ通过率略优于PD;经分析,计划的复杂度和设备的空间分辨力是影响HA计划验证通过率的主要原因。

瓦里安呼吸门控实时位置管理系统对放射治疗计划剂量学的影响

目的研究瓦里安呼吸门控实时位置管理(RPM)系统对放射治疗计划剂量学的影响。方法回顾性选取40例胸腹部肿瘤放疗计划,采用质量控制运动模体产生呼吸门控信号,选取呼气末30%~60%稳定时相作为呼吸门控窗,在Edge加速器RPM呼吸门控模式下对上述计划进行Portal Dosimetry(PD)系统剂量验证,采用不同的γ通过率标准进行剂量分析,并分析其γ值的分布特点,与非门控模式下验证结果进行对比。结果在RPM呼吸门控模式下,对于不同均整器模式下的调强放射治疗计划(IMRT)或容积调强放射治疗计划(VMAT),采用γ(3%,3 mm)或(3%,2 mm)标准,所有计划通过率均在95.5%以上,采用更严格的γ(2%,2 mm)标准,所有计划通过率均在90%以上,符合美国医学物理师学会(AAPM)推荐的临床治疗标准。非门控模式下剂量验证结果通过率略优于呼吸门控模式下验证结果,两种模式下差异具有统计学意义(3%/3 mm,Z=-1.45;3%/2 mm,Z=-2.86;2%/2 mm,Z=-3.70;1%/1 mm,Z=-4.52,P<0.05)。两种模式下计划验证结果γ值的最小值、最大值及γ>1.5的份额差异不明显,但非门控模式下γ的平均值及标准偏差总体更小。结论RPM呼吸门控技术引入带来的剂量影响在临床可接受范围内,该门控模式下计划执行是安全可靠的。