基于二维半导体矩阵剂量验证系统实施射波刀治疗患者个体化剂量验证研究

目的:利用二维半导体矩阵(SRS MapCHECK)剂量验证系统对射波刀(CK)临床治疗患者计划进行剂量验证,通过对其γ通过率的分析实现肿瘤患者放疗计划的个体化快速验证。方法:选取2021年3月至2023年5月解放军总医院第一医学中心接受CK临床治疗的253例肿瘤患者,CK治疗中头部肿瘤患者121例,肺部肿瘤患者30例、腹部及其他转移肿瘤患者102例,在MultiPlan治疗计划系统中通过计划影像中心重合的方式将患者计划映射至StereoPHAN模体与SRS MapCHEC剂量验证系统组成的一体化模体上,在保证射束数量、方向及机器跳数一致性基础上对每例患者计划进行剂量验证。采用9个不同γ分析标准(1%/1 mm、2%/1 mm、3%/1 mm、1%/2 mm、2%/2 mm、3%/2 mm、1%/3 mm、2%/3 mm和3%/3 mm)对各验证计划进行绝对剂量的全局分析,其中低剂量阈值(TH)设置为10%。结果:253例患者模体验证计划在9个不同分析标准下γ通过率分别为(88.64±5.91)%、(95.43±3.40)%、(97.90±2.06)%、(96.51±2.35)%、(98.15±1.68)%、(99.06±1.12)%、(98.30±1.39)%、(99.09±0.97)%和(99.52±0.63)%;不同部位肿瘤患者除按1%/1 mm标准分析结果外,其他标准γ通过率均>95%。中心点剂量偏差整体分析结果为(-1.30±2.17)%,其中头部肿瘤、腹部及其他转移肿瘤均在-2%左右,而肺部肿瘤在-3%左右;且腹部及其他转移肿瘤偏差最小。Pearson相关性分析显示,靶区体积、最小准直器大小分别与患者整体和头部中心的点剂量偏差均存在一定的相关性。结论:SRS MapCHECK剂量验证系统可简便快捷实现CK治疗患者计划个体化验证。

应用二维半导体矩阵进行螺旋断层加速器射野离轴剂量分布稳定性的分析

目的:利用二维半导体矩阵TomoDose定期检测螺旋断层直线加速器射野离轴剂量分布,分析其稳定性。方法:在正确摆位条件下,分别用二维半导体矩阵TomoDose和三维扫描水箱BPH测量螺旋断层直线加速器射野的横向截面剂量分布和纵向截面剂量分布,将两种设备测量结果进行比较,确定TomoDose准确性,并且于前5周重复测量5次,检测二维半导体矩阵的重复性。分析后续自2016年3~9月共计25次TomoDose测量结果,分析螺旋断层直线加速器离轴剂量分布稳定性。结果:TomoDose和三维扫描水箱BPH测量的横向及纵向截面剂量分布曲线进行γ分析(2 mm/2%),通过率平均值分别为97.8%和95.6%。25周测量结果与首次水箱测量值相比,横向为(97.9±0.6)%,纵向为(96.2±0.7)%。结论:二维半导体矩阵TomoDose测量的射野离轴剂量分布曲线与三维扫描水箱BPH测量的结果具有较好的一致性,通过该设备测量可知螺旋断层直线加速器具有较好的束流稳定性。

二维半导体矩阵在日常监测直线加速器射野离轴剂量分布特性中的作用

目的:分析二维半导体矩阵检测直线加速器射野离轴剂量分布特性的准确性。方法:在标准摆位条件下,分别用二维半导体矩阵测量和三维水箱电离室扫描射野的平坦度和对称性。分析对应曲线的偏离度,计算平坦度和对称性等参数,并进行分析比较。结果:在80%射野范围内曲线对应各点最大偏离度为1·97%,平均偏离度为-0·54%。射野边缘的偏离度T侧最大为-40·80%,G侧最大为43·30%。除了2个射野平坦度差别较大(分别为-21·72%、41·48%,绝对偏差-0·63%、1·12%)之外,其他射野的平坦度偏差均小于5%,对称性偏差均小于3%。结论:二维半导体矩阵测量的射野离轴剂量分布曲线与电离室扫描结果具有较好的一致性,可以用于加速器的射野离轴剂量分布的日常监测。

二维半导体矩阵的性能及在多靶点放疗计划剂量验证中的应用研究

目的测试MapCHECK2二维半导体矩阵探测器性能,验证在临床各部位肿瘤调强放射治疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)尤其是多靶点放疗计划剂量验证中的效果。方法使用Precise型加速器的6 MV均整光子束,在特定照射条件下,取矩阵中心区域5 mm范围内的5个探测器的测量平均值作为点剂量值,分析剂量重复性、剂量线性和剂量率响应。采用γ分析方法对比矩阵测量与计划系统计算的面剂量分布,研究对称性和角度响应。选择不同部位肿瘤的40例IMRT计划,制定基于矩阵的QA计划并执行剂量验证。结果矩阵重复性最大偏差不超过0.18%,剂量线性确定系数R^(2)=1,剂量率偏差不超过1.6%。0°和180°对称性对比γ通过率最大差异为0.21%。在与垂直入射偏转80°范围内(机架角0°~80°和280°~0°),γ(3%/2 mm)通过率大于96.4%。在与垂直入射偏转60°范围内(机架角0°~60°和300°~0°),γ(2%/2 mm)通过率大于92.4%。40例临床IMRT计划平均γ(3%/2 mm)、γ(2%/2 mm)通过率分别为98.3%±0.3%/98.5%±0.4%和96.5%±0.6%/96.7%±0.8%。结论MapCHECK2半导体矩阵探测器性能满足基于6 MV均整光子束的各部位肿瘤临床IMRT计划在垂直单射束依次照射方法下的剂量验证工作要求,真实复合方法下的剂量验证工作需要配置专门设计的模体。

二维半导体电离室矩阵在食管癌调强放射治疗剂量验证中的应用

目的:探索Mapcheck二维半导体电离室矩阵在食管癌调强放射治疗(IMRT)剂量验证中的应用。方法:选取12例接受IMRT的食管癌患者,创建质量保证(QA)计划,并分别传入Mapcheck剂量验证系统和医用电子直线加速器。对12例患者的IMRT计划使用二维半导体电离室矩阵检测加速器剂量输出结果,并进行剂量结果分析。结果:采用业内普遍使用的计算网格3 mm,误差3%及阈值偏差10%的评判标准,实际测量的剂量分布与QA计划计算的剂量分布在对应的几何平面分布较为一致,在剂量偏差为3%、位移偏差3 mm和阈值偏差10%的条件下γ射线平均通过率为96.3%;剂量偏差5%、位移偏差5 mm的条件下γ射线平均通过率为99.9%。结论:二维半导体电离室矩阵操作相对简单,在测量要求和测量结果上完全能够满足临床需求,对指导放射治疗具有一定的意义。

呼吸运动对肺部肿瘤靶区受照剂量分布影响的研究

目的探讨放疗中呼吸运动对肺部肿瘤患者靶区受照剂量分布影响。方法使用配置腹带系统的大孔径CT获取17例肺部肿瘤患者四维CT图像和呼吸频率信息，在计划系统上通过10个时相的肿瘤靶区中心点位置坐标来确定肿瘤在左右、前后和头脚方向上的运动范围。应用呼吸模型模拟呼吸引起的肿瘤运动，然后用四维运动平台模拟肺部肿瘤在射野方向观上的运动轨迹。将二维半导体剂量仪固定在运动平台上，测量机架角为0°时在不同射野下静止和动态的剂量分布。在统计软件R2．8．1上编写一个脚本程序来计算在静止和运动时相对剂量之差≤4％的点通过率等。结果当肿瘤头脚方向运动振幅（运动范围一半）为1cm，射野相对剂量差≤4％的通过率最小（1．1％），且最大有58％的相对剂量缺失。头脚方向振幅分别为〈0．25、0．25-〈0．50、0.50-〈0．75、≥0．75mm的4％通过率中位值分别为94．7％、79．4％、58．6％、37．1％（χ^2=29．20，P=0．000），前后方向、左右方向振幅分别为〈0．15、≥0．15mm的4％通过率均相似。89％（75个射野）的射野中高剂量区的相对剂量差比低剂量区的小。只考虑头脚方向后，运动周期为3．6、8．2s的4％通过率分别为72％、60％。结论头脚方向的运动振幅是呼吸运动影响剂量分布的因素，同时其呼吸参数不变时周期长的运动对剂量的影响要大于周期短的运动。做调强放疗计划时，应特别注意肿瘤头脚方向运动振幅〉0．5cm的患者。