动态楔形因子在肿瘤放射治疗临床剂量计算中的应用

目的:动态楔形技术即在加速器治疗时用计算机控制铅门的运动以使X线在所设定的照射野和深度处得到治疗所需要的楔形等剂量线分布,以代替传统的物理楔形板。在1978年,P.K.Kijewski等人[1]提出动态楔形技术(DW)之后,上个世纪90年代,John.P.Gibbons[2]提出了将动态楔形技术应用于临床,并对Varian加速器作了大量的研究。但对于Siemens医用直线加速器报道尚少。方法:本文以Siemens Primus医用直线加速器为研究对象,在水箱中放入0.6 cc电离室并与NE2620型剂量仪相连,分别对6 MV和15 MV光子线在dmax深度处进行测量。通过实验,找出适合Siemens Primus医用直线加速器的动态楔形临床剂量计算公式。结果:在实验过程中,我们发现,按照经验公式所拟合出来的公式与通过与Siemens Primus医用直线加速器的动态楔形因子的计算公式及公式中出现的参量[3]的理论值比较,即文中的公式理论值与实验值的比较,在用于临床时,我们发现,实验拟合出来的公式满足临床要求,误差结果在1%～2%内。结论:对于Siemens Primus加速器,在应用动态楔形技术时,对于对称野在临床剂量计算过程中,可以不考虑EDWF值,即与常规剂量计算一样。

动态楔形板与物理楔形板剂量学的比较研究

目的:比较动态楔形板与物理楔形板剂量曲线分布的特点;方法:用二维电离室矩阵分别测量动态楔形板Y1-IN方向15°,30°,45°,60°;固定楔形板IN方向15°,30°,45°,60°,得到相应楔形野的注量图;Dose1剂量仪测量相同楔形角的动态楔形板与物理楔形板5cm深度的绝对剂量值;结果:相同楔形角的动态楔形板和物理楔形板的楔形曲线大致重合,同深度相同角度的动态楔形板比物理楔形板的绝对剂量值大15%～25%;结论:动态楔形板完全可以替代物理楔形板,提高工作效率和机器使用率。

医用直线加速器动态楔形板剂量确定的方法研究

医用直线加速器是目前临床用于恶性肿瘤放射治疗的主流设备,楔形板是放射治疗方案设计中常用到的剂量修正滤过板,分为物理楔形板和动态楔形板.通过与等角度物理楔形板点剂量的比较,对动态楔形板剂量曲线进行验证,探索出相对简便、快速的动态楔形板剂量验证方法.在瓦里安医用直线加速器上测量动态楔形板楔形方向上等间隔的点剂量,绘制出拟合的剂量曲线,与相同楔形角的物理楔形板的剂量曲线比较.由于形成机制不同,动态楔形板与物理楔形板对X射线质产生不同的影响,可通过楔形因子进行归一,从而减少这种影响带来的测量值差异.归一后得到动态楔形板的剂量曲线与物理楔形板大致吻合,差异在5.5%以内,说明动态楔形板的剂量学特性可满足临床治疗要求.此种验证方式只需指形电离室和固体水等常用的质量控制工具,对于不具备更高端放疗质控设备的放疗中心提供了一种动态楔形板日常质控的简便方法.

二维半导体阵列应用于动态楔形板二维平面剂量的测量

目的:探讨利用二维半导体阵列(Mapcheck)测量Varian动态楔形板二维平面剂量的方法。方法与材料:(1)在CMS XIO治疗计划系统(TPS)建立一个模体,在三维治疗计划系统上设置一定条件的射野计算并输出二维剂量平面分布图。(2)用标定后的Mapcheck逐一测量治疗计划系统给定的条件射野及楔形角,并用测量结果与TPS计算结果比较。(3)比较不同照射野及动态楔形角的水下深度5 cm的绝对剂量,并分析。结果:Mapcheck测量的二维平面剂量结果与TPS计算的结果通过率都在98%以上。Mapcheck测量与TPS计算水下深度5 cm剂量相差都在正负0.8%范围内。结论:利用Mapcheck测量动态楔形板的二维平面剂量的方法是可行的,测量结果准确,且精度较高,方便、快速。

6MV-15MV下物理楔形因子和动态楔形因子的比较

目的:探讨不同能量下,Varian21EX直线加速器中物理楔形因子和动态楔形因子受照射野大小和深度的影响。方法:在固体水膜体中利用0.6 cc电离室对6 MV和15 MV射线束下不同角度物理楔形板和动态楔形板分别测量加和不加楔形滤片时的剂量率来计算楔形因子。通过测量不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定照射野(10 cm×10 cm)的不同深度下的楔形因子来研究楔形因子随深度的变化规律。同时,对于楔形因子随射野大小的变化规律,还测量了不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定深度(d=10 cm)下的不同射野大小的楔形因子。为了更好地分析物理楔形因子与动态楔形因子的差异,引入了相对楔形因子NWF。结果:深度对于物理楔形板的楔形因子较为明显,深度增加时楔形因子增大,且随着楔形角的增大变化更明显。对于150、300、450、600的物理楔形板,当深度由最大深度增加到20 cm时对于6 MV能量楔形因子分别增加了1.86%、3.79%、4.99%、7.95%;对于15 MV能量1.29%、1.35%、1.49%、2.03%。而动态楔形因子随深度变化不明显,最大变化不到1%。射野大小对于物理楔形因子也有一定的影响,楔形因子随射野增加而增加,但是增加幅度不大;而对于动态楔形板,在6 MV和15 MV射线束下楔形因子受射野的增大都有明显的减小。对于100、150、200、250、300、450、600的动态楔形板,从参考射野(10 cm×10 cm)到最大射野,楔形因子分别减少了7.91%、11.04%、14.08%、16.96%、19.7%、28.03%、35.89%对于6 MV和5.72%、8.17%、10.41%、12.85%、15.08%、21.82%、30.59%对于15 MV能量。结论:对于物理楔形板,深度和射野大小都对物理楔形因子有影响,所以临床剂量计算时必须考虑深度和射野大小对物理楔形因子的影响并对它进行修正。对于动态楔形板,深度对动态楔形因子影响较小,在临床剂量计算时可以忽略;而射野大小对动态楔形因子影响比较明显,在临床剂量计算时只须考虑相对射野楔形因子。

瓦里安扩充型动态楔形板的蒙特卡罗模拟与验证

基于蒙特卡罗方法模拟Varian直线加速器扩充型动态楔形板,建立动态楔形板的质量保证新工具。使用BEAMnrc的DYNJAWS组件模拟动态楔形板,建立加速器源模型,用DOSXYZnrc程序计算体模内的深度剂量和离轴剂量,获得不同角度楔形板的楔形因子和离轴剂量分布曲线,与相同条件的测量结果进行对比,验证动态楔形板模型的精确性。蒙特卡罗模拟结果与测量结果取得了很好的一致,偏差小于2%。表明使用蒙特卡罗程序建立扩充型动态楔形板模型是可行的,能够满足临床应用的质量保证需要。

动态楔形因子的研究

目的:在1978年,P.K.Kijewski等人[1]提出动态楔形技术(DW)之后,20世纪90年代,这项技术开始应用于Vari-an加速器上,并根据Varian加速器的特性给出了求增强型动态楔形因子(EDWF)的公式[2]。然而,这个公式是否能应用于所有的医用直线加速器呢?方法:以Siemens Primus医用直线加速器为对象进行了实验验证。对于其他类型的加速器,如果公式适用,公式中所出现的五个待定参量a0,a1,b1,α,β是否需要重新修正呢?结果:通过实验发现,Varian加速器的动态楔形因子的计算公式及公式中出现的参量用于Siemens Primus医用直线加速器时,将会出现3%误差。结论:用通过实验按照Siemens Primus加速器特性重新拟出的修正公式和修正参数则可以把误差控制在1%范围内。

扩充型动态楔形板楔形因子的校正方法及跳数计算

目的研究瓦里安扩充型动态楔形板楔形因子计算修正方法,比较楔形野中心点处手工和治疗计划系统计算结果相对测量结果的剂量/跳数差异。方法对于瓦里安直线加速器的6 MV、10 MV光子线,使用指形电离室测量水下10 cm处不同动态楔形野的楔形因子及射野中心点的剂量,采用治疗计划系统计算相应射野的剂量/跳数。使用加速器输出分割模型手工计算射野的楔形因子,并采用常数因子修正手工计算结果。对手工计算、治疗计划系统计算和测量结果进行比较,分析三种方法下常规二维治疗计划下动态楔形野的楔形因子和射野中心点跳数的误差。结果以测量结果为标准,校正后,手工计算的楔形因子误差明显减小。其中,6 MV光子线下,60°楔形角下对称野最大相对误差由4.2%减小到1.3%,非对称野最大相对误差由-4.7%减小到-1.8%。10 MV所有楔形野相对误差由最大-3.0%降低到1.1%。手工计算跳数与测量结果对比,对称野相应射野跳数计算相对误差在2%以内,但部分非对称野最大相对误差超过5%。比较治疗计划系统计算结果与测量结果,其最大相对误差小于1.5%。结论使用常数因子可以有效减小输出分割模型计算楔形因子的误差。对于常规二维治疗计划楔形野的跳数计算来说,校正后对称野射野中心点的计算结果符合临床治疗要求,但对于射野边缘与等中心最短距离小于4 cm的非对称野来说,需要使用相应的非对称射野处方剂量计算方法,或者采用测量方法或利用治疗计划系统计算相应的射野跳数。

二维电离室矩阵在动态楔形板参数验证中的应用与研究

目的:探讨用二维电离室矩阵验证动态楔形板物理参数的正确性。方法:用二维电离室矩阵分别测量动态楔形板Y1-IN方向15°、30°、45°、60°,固定楔形板IN方向15°、30°、45°、60°,得到相应楔形野的注量图。结果:相同楔形角的物理楔形板和动态楔形板的楔形曲线大致重合。结论:二维电离室矩阵可用于验证Varian动态楔形板的物理参数。

SIEMENS PRIUMS M 5176直线加速器物理楔形及动态楔形分析

目的:研究SIEMENS PRIUMS M 5176直线加速器中物理楔形因子和动态楔形因子影响因素,并得出结论,为临床准确使用该因子提供依据。方法:在固体水膜体中利用指形电离室对6 MV和10 MV射线束下不同角度物理楔形板和动态楔形板分别测量加和不加楔形滤片时的剂量率来计算楔形因子。通过测量不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定照射野(10 cm×10 cm)的不同深度下的楔形因子来研究楔形因子随深度的变化规律。同时,对于楔形因子随射野的变化规律,还测量了不同角度的物理楔形板和动态楔形板在固定深度(d=10 cm)下的不同射野大小的楔形因子。结果:深度对于物理楔形板的楔形因子较为明显,深度增加时楔形因子增大,且随着楔形角的增大变化更明显。对于物理楔形板,当深度由最大深度1.5 cm增加到10 cm时,对于6 MV物理楔形板,它们楔形因子最大为60°增加约3.29%;对于10 MV物理楔形板,楔形因子最大为60°增加了约1.50%。对于6 MV动态楔形板,楔形因子最大为60°增加了1.01%、对于10 MV动态物理楔形板,楔形因子增加了约0.9%;物理楔形因子与射野大小有一定关系。它随着射野增大而增大,楔形因子最大为60°增加了约7.8%对于6 MV能量;楔形因子最大为60°增加了约8.0%对于10 MV能量。与物理楔形因子不同看到动态楔形因子受射野大小影响很小。它随着射野增大和楔形度数的增大而增大但是不明显的,它们楔形因子最大为60°分别为对1.0%对于6 MV和0.8%对于10 MV能量。结论:深度和射野对于物理楔形因子及动态楔形因子都有影响。但动态楔形因子的影响较小,且动态楔形板在治疗中要比物理楔形板优越。尽管动态楔形板在调试过程中有一定的困难。主要是因为在临床剂量计算时使用动态楔形板时对比剂量的影响相对于物理楔形板来说要小很多,因此笔者建议有条件的医院因尽量使用动态楔形板来作为剂量分布的调整。

乳腺癌放疗应用动态楔形板和物理楔形板对健侧乳腺和肺受量的影响

目的比较乳腺癌放疗中应用动态楔形板和物理楔形板对健侧乳腺和肺受量的影响。方法把实际治疗使用的计划加动态楔形板和物理楔形板分别计算13例患者,得出健侧乳腺(CB)、全肺和患侧肺的剂量分布。CB1和CB2是从内切野边缘算起两个长分别为4、10cm,内侧边界从皮肤表面标记铅丝至皮下3cm处的区域,用来代表健侧乳腺的受量情况。比较CB1和CB2所用指标为平均值,比较肺所用指标为患侧肺平均剂量及双肺V20。所用计划系统为CadPlan治疗计划系统。利用水模、电离室进行实际测量,并对比CadPlan和Eclipse计划系统的计算结果。结果在靶区覆盖率相同情况下,采用30°动态楔形板时,CB1和CB2的剂量百分比分别为1.5%～3.9%和1.1%～2.6%,患侧肺为4.1%～14.7%。采用30°物理楔形板时,CB1和CB2的剂量百分比分别为1.5%～4.4%和1.2%～3.0%,患侧肺为4.4%～15.2%。两种情况下全肺V20基本相同。采用15°动态楔形板时,CB1和CB2的剂量百分比也有所降低,但比30°楔形板时小得多;患侧肺的剂量百分比、全肺V20基本相同。实际测量结果说明采用动态板可以使正常组织受量降低。结论采用动态楔形板减少了健侧乳腺的剂量百分比,肺受量也有所减少或基本相同,从而可能使二次乳腺癌、放射性肺炎及肺纤维化等副作用的发生概率下降。

瓦里安加速器扩充型动态楔形板楔形因子特性研究

目的 探讨瓦里安扩充型动态楔形板 (EDW )楔形因子的特性。方法 对瓦里安 6 0 0C直线加速器 6MVX射线 ,用砝玛 2 5 70剂量仪和 2 5 71指形电离室对不同的挡块设置情况下EDW的楔形因子进行测量 ,同时应用文献中给出的方程进行计算 ,将二者的结果进行对比分析。结果 同一EDW下对称照射野的楔形因子随照射野的增大而平滑减小 ,对于同一照射野 ,楔形因子随楔形板角度的增大而减小 ,减小幅度随照射野的增大而增大。楔形因子的离轴分布与物理楔形板的相似 ,呈近似指数变化。对于仅由上叶独立准直器非对称而形成的离轴方野 ,6 0°动态楔形野中心轴线上楔形因子随照射野中心位置坐标增大而增大 ,而其余的则都减小 ;同一EDW下 ,同一位置的楔形因子随照射野的增大而减小。对于固定的测量点 ,EDW的楔形因子与运动挡块的初始位置无关。楔形因子与下挡块开放大小无关。除楔形因子的离轴分布的计算值与实测值差异略大外 ,对称和离轴方野中心轴线上的楔形因子的符合性较好。结论 瓦里安加速器EDW楔形因子呈平滑变化 ;固定点的楔形因子只与固定挡块的位置有关 ,与运动挡块初始位置和下叶挡块开放大小无关 ;离轴方野楔形因子分布较为复杂 ,在临床使用中应谨慎 ,切忌与物理楔形板相混淆 。

瓦里安加速器增强型动态楔形因子的剂量学研究

楔形板是放射治疗过程中经常被采用的一种线束修整装置。通常用重金属制成的楔形板虽然可以改善剂量分布，但会有使射线质变硬、增加百分深度剂量等不足之处。20世纪70年代就有人提出利用计算机控制准直器运动形成楔形剂量分布。

手工计算非对称动态楔形野处方剂量的校正

目的研究非对称射野情况下使用动态楔形板时手工计算处方剂量的校正。方法利用Varian Eclipse治疗计划系统和23EX加速器的数据计算射野分别为6cm×6cm、8cm×8cm、10cm×10cm、12em×12cm、14cm×14cm、16cm×16cm、18cm×i8cm、20cm×20cm的处方剂量。计算时保持射野不变，非楔方向为对称，改变楔形方向的准直器大小，使射野的几何中心与等中心的距离以1cm为步长递增。动态楔形板度数取10°、15°、20°、25°、30°、45°和60°，能量取6和10MV。根据计算结果模拟出射野几何中心与等中心的距离与校正因子之间的关系曲线图。选择有代表性的角度和射野，利用该校正因子对手工计算所得到的结果进行校正，并进行实际测量，验证结果是否在误差允许范围内。结果射野大小对校正因子的影响很小，所以取不同射野时的平均值作为实际计算时使用的校正因子。不做校正时，能量为6MVX线的情况下，30。楔形板最大误差可达18％，45。楔形板最大误差可达30％，与实际所需要的处方剂量相差很多，校正以后测量结果的误差范围分别为-1．8％～0．09％和-1．8％--0．25％，该误差大小可以接受。结论在非对称动态楔形野的情况下，手工计算时采用对称野的楔形因子得到的处方剂量与实际治疗时应该使用的处方剂量有很大差别，采用校正因子校正后，误差缩小到临床能够接受的范围。

动态楔形野的机制及使用注意事项

本文探讨动态楔形板的机制和特点及使用动态楔形野时应注意的事项,为使用动态楔形野时提供质量保证(QA)和质量控制(QC)。

医用直线加速器动态楔形因子的测量与计算

医用直线加速器动态楔形因子的测量与计算窦绍宇杨和理吴大可王若虹王甫凌华医用直线加速器高能Ｘ射线动态楔形野改变了用重金属材料制成楔形板过滤高能光子的方式，而采用可独立运动的限束光阑。这种光阑在计算机控制下以步进方式开启，从而达到与固定楔形板相同的效果。...

全向楔形板的特性及临床应用

目的 :探讨全向楔形板(Omni wedge)在临床中的应用。方法 :从虚拟楔形野的实现方法、Omni wedge 3个组成部分权重计算和Omni wedge最大有效楔形角度计算3个方面阐述全向楔形板的实现方式;分析Omni wedge因子的特性与质保质控方法,介绍Omni wedge的剂量学优势及在脑部和胸部肿瘤治疗中的应用。结果:Omni wedge能够提供和常规楔形板类似的剂量分布,射野边缘的最大差别在±5%之内,可实现的有效楔形角度有最大限值。结论:Omni wedge的应用能够改善靶区均匀性,降低机器跳数,提高治疗效率与治疗计划质量。

乳腺癌保乳术后切线野放射治疗不同楔形板的剂量学比较

目的比较乳腺癌保乳术后切线野对穿照射时使用动态楔形板和物理楔形板的剂量学差异。方法选择13例乳腺癌保乳术后病例,使用瓦里安Eclipse7.3计划系统进行切线野对穿照射,分别添加合适角度的物理楔形板和动态楔形板调整剂量分布,两种计划均达到处方剂量要求。采用配对t检验方法分析两种方式靶区及危及器官的剂量及照射跳数的差异,并用Matrixx软件分析同一病例两种计划的等中心层面的剂量分布。结果与使用物理楔形板相比,使用动态楔形板靶区的最小剂量D98%略高(P<0.01);最大剂量D2%、平均剂量D50%、均匀指数HI和适形指数CI差异均无统计学意义(P>0.05);患侧肺V5降低9%(P<0.05),V10、V20分别降低3%、1%(P>0.05);机器治疗跳数平均减少28%(P<0.001)。Matrixx软件的Gamma分析显示:两种治疗方式剂量分布差异主要在靶区与患侧肺交界的区域。结论乳腺癌保乳术后切线野对穿照射使用动态楔形板与使用物理楔形板相比,靶区剂量分布无显著差异,但患侧肺低剂量区体积和机器治疗跳数明显降低,有剂量学优势。

3种组织补偿技术在乳腺癌切线放疗中的优劣比较

目的:比较乳腺癌切线照射时物理楔形板、动态楔形及动态调强3种组织补偿形式的优劣。方法:使用材料为瓦里安eclipse 8.1治疗计划系统,瓦里安23EX直线加速器6 MV X线。选择乳腺癌切线野照射患者,物理楔形板、动态楔形分别选择相同并合适的楔形角度,动态调强逆向优化参数靶区0%体积42 Gy,100%体积40 Gy。记录比较所需机器跳数及靶区的均匀性。结果:100%靶区体积40 Gy,3种情况下,45°和30°物理楔形板所需机器跳数最大,分别为510 MU和430 MU,15°动态楔形所需机器跳数最小,为239 MU。15°物理楔形板和动态楔形靶区最大剂量分别为46.3 Gy和45.5 Gy,均匀性较好。结论:动态楔形靶区均匀性略差于动态调强模式,但较物理楔形板好,而其所需的机器跳数则明显低于动态调强模式和物理楔形板模式。综合考虑,建议乳腺癌切线照射时使用动态楔形作组织补偿。