基于光学体表监测的左侧乳腺癌深吸气屏气放疗实时三维在体剂量验证分析

目的对光学体表监测下的左侧乳腺癌深吸气屏气门控放疗(DIBH⁃SGRT)患者进行三维在体剂量验证,研究靶区剂量学差异以及影响通过率指标的相关因素。方法选取浙江大学医学院附属妇产科医院放疗科行DIBH⁃SGRT的20例左侧乳腺癌患者,记录光学体表监测下患者DIBH过程中的分次内位移偏差,同时所有患者在治疗过程中均进行基于电子射野影像装置的三维在体剂量(EIVD)验证,统计2 mm/2%、3 mm/3%与3 mm/5%的3类γ通过率。以剂量体积直方图(DVH)参数,评估肿瘤靶区与危及器官的剂量学差异。采用Pearson相关性分析,计算3类γ通过率与剂量学差异、位移偏差间的相关性。结果2 mm/2%、3 mm/3%和3 mm/5%的平均γ通过率分别为73.43%、86.00%和92.96%,EIVD测量剂量与计划剂量在计划瘤床靶区体积(PTV_TB)和计划靶区体积(PTV)Dmean的平均剂量偏差为0.23%和0.59%(P>0.05)。Pearson分析显示,γ通过率与肿瘤靶区的剂量学差异相关性较弱(R<0.7),与分次内DIBH的左右(Lat)方向和升降(Vert)方向位移偏差相关性较强(R>0.7)。结论三维EIVD验证能够有效保证左侧乳腺癌DIBH⁃SGRT过程中肿瘤靶区剂量传递的精准性,同时EIVD系统能够潜在发现患者屏气过程中的位移偏差。

基于EPID在体剂量验证在肺癌和食管癌动态调强放疗中的应用研究

目的对肺癌和食管癌患者在放疗过程中行基于电子射野影像装置(EPID)的在体剂量验证,探讨影响在体剂量验证结果准确性的因素,并推荐应用在体剂量验证的流程及规范。方法单纯随机抽样法选取2022年5月至2022年8月在金华市中心医院放疗科行食管癌和肺癌放疗的患者32例(其中,肺癌14例,食管癌18例),在uRT-TPOIS计划系统上制作动态调强放疗(dIMRT)及EPID在体剂量验证(In vivo EPID)计划,使用uRT-linac 506c直线加速器进行治疗。治疗过程中行在体剂量验证,其中,肺癌病例行In vivo EPID的分次共238次,执行图像引导放疗(IGRT)共80次,食管癌病例行In vivo EPID的分次共414次,执行IGRT共105次。设置阈值并获取每个射野的2Dγ通过率,分析低于阈值的分次射野,并结合在线CT影像及三维重建剂量结果,进一步分析影响γ通过率下降的主要因素。结果肺癌、食管癌3 mm/5%γ通过率均值分别为95.1%±5.7%、96.5%±4.5%;3 mm/3%γ通过率均值为91.5%±8.4%、92.2%±4.9%;2 mm/2%γ通过率均值分别为:79.1%±14.1%、83.7.2%±8.2%,病种之间通过率差异无统计学意义(P>0.05)。靠近0°/180°射野组(A组)的γ通过率高于靠近90°/270°射野组(B组)(3 mm/5%,Z=-25.4,P<0.05;3 mm/3%,Z=-26.8,P<0.05)。通过IGRT纠正摆位误差,可显著提高γ通过率(IGRT和非IGRT下,3 mm/5%γ通过率均值为96.3%±5.1%、96.0%±4.9%,Z=-5.50,P<0.05;3 mm/3%γ通过率均值92.3%±8.0%、91.3%±7.7%,Z=-9.54,P<0.05)。肿瘤及正常组织体积变化和运动变化、定位和治疗前准备充分与否等都会影响在体剂量验证的结果。结论放疗过程中进行EPID在体剂量验证能避免错误照射,但需规范EPID在体剂量验证流程,以避免人为因素等导致的通过率降低。

联影直线加速器放疗在体剂量验证的应用研究

目的研究基于联影直线加速器电子射野影像装置(EPID)在体剂量验证方法在临床中的应用。方法选取河南省人民医院收治的68例行容积旋转调强放疗(VMAT)的肿瘤患者,其中,头颈部32例、胸部16例和腹盆部20例。每位患者均执行治疗前Arccheck剂量验证(Pre Arccheck)、治疗前EPID剂量验证(Pre EPID),以及治疗中前3次和随后每周1次的扇形束计算机断层成像(FBCT)位置验证和在体EPID剂量验证(In vivo EPID)。当任一方向摆位误差(左右x、头脚y和垂直z)均<3 mm时实施治疗,并根据x、y和z计算三维摆位偏差d;否则,执行位置校正。结果 68例患者Pre EPID和In vivo EPID γ通过率分别为(99.97±0.1)%和(94.15±3.84)%,与Pre Arccheck的(98.86±1.48)%相比,差异有统计学意义(t=-6.12、9.43,P<0.05)。胸部、腹盆部和头颈部的In vivo EPID γ通过率相比,差异无统计学意义(P>0.05)。Pre EPID γ通过率和首次In vivo EPID γ通过率的差值(5.56±3.72)%与对应的三维摆位偏差d(1.46±1.51)mm之间无相关(P>0.05)。随着治疗进行,In vivo EPID γ通过率由第1周的(94.15±3.84)%逐步减小到第5周的(92.15±3.24)%;从第3周开始至第5周,In vivo EPID γ通过率与第1周的相比,差异均有统计学意义(t=2.48、2.75、3.09,P<0.05)。结论 3 mm内摆位误差不影响在体剂量验证的γ通过率,在体剂量验证γ通过率临床可接受阈值的确定仍需进一步的研究,同时在体剂量验证可为自适应放疗的临床应用提供一定的支持。

基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证模体研究及临床应用

目的:探讨基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证模体研究及临床应用。方法:通过电子射野影像装置在体三维剂量验证系统,在静态和动态模体上测试不同立体定向体部放射治疗照射技术计划(静态调强、滑窗调强、旋转调强及适形、动态适形旋转治疗),比较在体三维剂量分布5种剂量/距离一致性标准(5%/2 mm、3%/3 mm、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm)的γ通过率,检测计划照射精度,并对临床肺立体定向体部放射治疗病例进行在体三维剂量验证靶区和危及器官剂量体积分析。结果:模体研究结果显示,在静态模体中静态调强、滑窗调强、旋转调强照射方式γ通过率差异无统计学意义(P均>0.05),在动态模体中静态调强计划γ通过率偏低,其他照射方式计划之间相近。临床应用结果显示,临床病例在体三维剂量验证3%/3 mm标准明显低于治疗前剂量验证结果,剂量体积直方图分析中体积变化大的危及器官存在较大剂量偏差。结论:基于电子射野影像装置的肺部肿瘤立体定向体部放射治疗在体三维剂量验证,能为肺部肿瘤立体定向体部放射治疗治疗期间剂量投照的准确性提供有效安全性检查,可应用于临床,为自适应治疗提供基础。

基于EPID的在体剂量验证研究进展

在体剂量学方法是目前最直接、最有效的质量保证手段之一.EPID因具有优良的剂量学特性而被用于在体剂量验证.近年来,国内外有很多关于EPID的在体剂量学方法研究.此文目的是对基于EPID的在体剂量学方法研究进行综述,了解其研究现状,为后续运用研究和扩展提供参考.

基于不同剂量工具实施患者个体化调强验证的评价研究

目的:评价不同剂量工具实施患者个体化放射治疗调强验证的方法,为临床工作提供依据和选择。方法:随机选取12例待验证的患者容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划,均采用配有电子射野影像装置(EPID)的Varian Clinac i X加速器实施照射。通过绝对剂量验证、治疗前计划验证以及治疗中在体剂量验证,分别用不同剂量工具进行定量评价分析。采用Mobius FX、EPIgray/EPIbeam、SNCPatient/3DVH和Eclipse计划系统软件用于剂量重建;剂量测量硬件包括A1SL型电离室、Cheese模体、Arc Check探测器和EPID。采集计划执行的日志文件(logfiles)用于剂量验证。结果:EPIgray、Mobius FX和电离室测得的射野中心点剂量与治疗计划系统(TPS)理论值的平均相对偏差分别为(1.78±1.22)%、(2.38±0.88)%和(2.96±0.86)%,均在5%的标准范围内。治疗前12例患者计划验证的2D Gamma通过率分别为(98.20±2.16)%和(98.15±1.73)%,EPIbeam略优于SNCPatient,但差异无统计学意义(t=-0.078,P>0.05);3D Gamma通过率分别为(99.16±1.81)%和(98.12±1.36)%,3D VH略优于Mobuis FX,均体现了很好的一致性;在体剂量验证中EPIgray所测的平均剂量偏差为(-2.47±1.48)%,Mobius FX平均3D Gamma通过率为(97.73±1.95)%。结论:3种不同的剂量验证工具均能切实有效地实施患者个体化质量控制,提高了患者治疗的安全性。

基于患者出射EPID剂量验证的在体调强放疗质控技术研究

背景与目的:调强放疗(intensity-modulated radiation therapy,IMRT)中剂量投照失误可导致严重后果,而目前常用的治疗前计划验证方法并不能反映患者真实投照剂量。实现一种评估患者在体剂量执行准确度的方法,能够在分次治疗中及时发现较大剂量错误,避免发生患者投照剂量过高或不足。方法:复旦大学附属肿瘤医院收治的患者首次实施治疗前行锥形束计算机断层成像(cone beam computed tomography,CBCT)扫描,与定位CT图像进行配准保证治疗体位与模拟定位时一致,实时治疗中使用电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)获取患者出射剂量影像,并把首次出射EPID影像作为剩余分次治疗的基准值,后续分次实时治疗野结束后快速将其出射EPID影像与对应基准影像进行γ分析比较,以验证治疗计划是否准确执行于患者身上。设计模体实验对治疗部位错误和摆位误差情况进行分析,来评估本方法识别放疗差错的准确性。结果:本方法可有效地识别出IMRT放疗中患者治疗部位错误和非平行于射野角度方向的摆位误差,但对平行于射野角度方向的摆位误差并不敏感,30例鼻咽癌患者临床应用结果中能够直观显示分次治疗间摆位重复性情况。结论:基于EPID实现的一种在体剂量验证方法能够对调强放疗中患者实时剂量的准确性进行评估,在单个治疗野结束后可快速检测出较大治疗错误。

对盆腔肿瘤患者体在剂量验证结果与摆位误差关系分析

目的:探究盆腔部肿瘤患者在体剂量验证结果与经影像引导后摆位误差间的关系。方法:选取41位盆腔部肿瘤患者,记录其在治疗过程中的影像验证结果和在体剂量验证Gamma通过率结果。分别比较腹背、头脚、左右及总位移误差与在体剂量验证Gamma通过率间的关系。结果:在体剂量验证Gamma通过率与总位移误差大小呈负相关,但相关性不大,仅为-30.2%。结论:影像验证和在体剂量验证各有优劣,并不能相互取代。在影像验证已经全面推广的情况下,在体剂量验证可以作为一种日常辅助验证手段,提示影像验证时机或调整影像验证频次。

基于笔形束散射核的非均匀模体透射平面散射线分析

目的:利用蒙特卡罗方法分析透射平面上散射光子的物理性质以及非均匀模体厚度对散射核的影响,为基于电子射野影像设备(EPID)的在体剂量验证研究提供基础。方法:利用EGSnrc建立笔形束散射核模型,并模拟获得X射线穿过非均匀模体(水肺水/水骨水模体)以及相应等效厚度水模后30 cm处透射平面上的多种散射线能量注量分布,并分析水肺水/水骨水模体与其等效厚度水模体在散射线能量注量分布上的差异。结果:散射核中一阶康普顿散射线最大能量注量在1×10-4 MeV·cm-2数量级,当离轴距离为8~12 cm时下降至最大值的一半,而散射核中其它散射线能量注量最大值在1×10-5 MeV·cm-2数量级附近或以下。对于水肺水/水骨水模体,散射核能量注量相对偏差变化为±1.2%~±11.5%,且随模体非均匀层厚度增大而增大。结论:散射核中一阶康普顿散射线占比最大,同时也贡献了大部分能量注量相对偏差,在通过散射核来重建非均匀模体后EPID平面上的射线分布时,应着重考虑一阶康普顿散射线对重建结果的影响,并对其进行有效的修正。

基于EPID在体三维剂量验证系统的物理模型测试及初步临床探索

目的使用模体验证基于电子射野影像装置(EPID)在体三维剂量验证建模的准确性,并进行临床应用的初步研究。方法通过方野和调强计划在均匀和非均匀模体上检测EPID在体三维剂量验证系统应用于不同介质中的剂量计算精度和重建精度,比较不同剂量/距离一致性标准下的γ通过率。对临床病例进行靶区和危及器官剂量体积分析。结果方野在均匀模体中3%/3 mm标准平均γ通过率为(97.49±1.11)%,在非均匀模体中为(94.06±5.11)%(P>0.05)。不同出束方式的调强计划之间也相近(P>0.05)。临床病例疗前剂量验证3%/2 mm标准γ通过率为(97.96±1.84)%,在体三维剂量验证3%/3 mm标准为(90.51±6.96)%。临床病例中小体积和体积变化较大的危及器官有较大剂量偏差。结论基于EPID建立的在体三维剂量验证模型,经初步测试可应用于临床提供更全面的质量保证,为以后自适应放疗工作提供了技术保障。

宫颈癌调强放疗在体剂量监测初步研究

目的实时监测并评估宫颈癌患者调强放疗中的在体剂量变化。方法入组12例宫颈癌患者,使用PerFRACTION™监测其分次间在体剂量。每分次治疗中均采集电子射野影像装置(EPID)图像,进行二维在体剂量验证(γ、DD指数);记录运行日志(Log)文件并进行三维在体剂量验证(γ指数);Pearson法分析患者在体剂量与治疗分次的相关性。结果EPID图像及其对应Log文件共计206组。所有患者三维在体剂量验证γ1%/1mm与治疗分次无关(P>0.05),其中94.66%分次γ1%/1mm的绝对差<1%。所有患者二维在体剂量验证平均DD3%均与治疗分次呈负相关(P<0.05),其中9例患者分次间平均γ3%/3mm>89%,该9例患者有98.57%分次平均γ3%/3mm>93%。另外3例患者分次间平均γ3%/3mm范围为38%~100%,CBCT图像显示这3例患者膀胱体积明显减小(相对变化分别为82.08%、84.41%和73.59%),靶区明显缩退(相对变化分别为38.12%、59.79%和24.46%)。结论宫颈癌放疗中PerFRACTION™结合γ、DD指数可监测治疗分次间加速器机械到位、射野跳数传输的准确性及患者在体剂量变化,可提高宫颈癌患者调强放疗的安全性及质量保证并为患者自适应放疗提供指导。