非均整模式与均整模式下儿童肾母细胞瘤容积调强放疗的剂量学研究

目的:对比在均整(flattening filter,FF)模式与非均整(flattening filter free,FFF)模式下儿童肾母细胞瘤容积调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)的剂量学差异。方法:回顾性选取2022年8月至2023年10月于某院接受放疗的10例肾母细胞瘤患儿,均设计FF模式和FFF模式下的VMAT计划,比较2种计划的计划靶区(planning target volume,PTV)剂量学参数、危及器官(organ at risk,OAR)受照剂量、机器跳数、γ通过率及治疗时间。结果:FFF计划的D_(2)、D_(98)及均匀性指数均优于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05);而2种计划的D50和适形性指数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。FFF计划在对侧肾脏D_(mean)、V_(5)、V_(10),肝脏D_(mean)、V_(5)、V_(10)以及脊髓D_(max)方面均优于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05)。FF计划在γ通过率、机器跳数方面均优于FFF计划,而FFF计划的治疗时间明显短于FF计划,差异有统计学意义(P<0.05)。2种计划的γ通过率均>95%。结论:FF模式和FFF模式下的VMAT计划均能满足临床治疗要求,FFF模式较FF模式在PTV剂量分布、OAR受照剂量和治疗时间方面更有优势,对提升患儿治疗效果和配合度有积极影响。

两种验证系统在非均整模式下肺部立体定向放射治疗剂量验证中的应用

目的 比较瓦里安VitalBeam直线加速器自带的PD验证系统与IBA公司的Compass三维验证系统在非均整模式(FFF)下肺部立体定向放射治疗(SBRT)剂量验证中的应用价值。方法 选取2019年10月至2021年12月医院收治的的16例非小细胞肺癌(NSCLC)患者的FFF下SBRT计划,分别采用直线加速器自带的PD验证系统和Compass三维验证系统进行剂量验证,比较PD实测剂量、Compass计算剂量、Compass重建剂量的γ通过率,以及Compass计算剂量、重建剂量与治疗计划系统计算剂量的靶区、危及器官剂量偏差。结果 PD实测剂量、Compass计算剂量、Compass重建剂量的γ通过率均>90%;PD实测剂量的γ通过率均高于Compass计算剂量、Compass重建剂量,且Compass计算剂量的γ通过率高于Compass重建剂量,差异均有统计学意义(P<0.05)。CCD组(Compass计算剂量与治疗计划系统计算剂量比较)和CRD组(Compass重建剂量与治疗计划系统计算剂量比较)的靶区、危及器官剂量参数的剂量偏差比较,差异均有统计学意义(P<0.05),但偏差均在5%以内。结论 PD验证系统的验证效果优于Compass三维验证系统,而Compass三维验证系统的独立计算和实测重建功能可以全面分析理论照射剂量与实际照射剂量的差异,为精准放射治疗的实施提供依据。

利用蒙特卡罗模拟评估医用电子直线加速器非均整模式的光子束软化特性

本文利用蒙特卡罗模拟评估不同能量、不同射野下医用电子直线加速器非均整模式(Flattening Filter Free, FFF)光子束的软化特性.基于本院的Varian Edge加速器的组件参数和测量数据,利用通用蒙卡程序EGSnrc/BEAMnrc构建6 MV均整模式(Flattening Filter, FF)、6 MV FFF和10 MV FFF下的机头模型,使用EGSnrc/DOSXYZnrc程序模拟获得5 cm×5 cm和10 cm×10 cm射野下的百分深度剂量(Percentage Dose Depth, PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio, OAR),与测量数据进行比较,确定不同模式的源参数;在此基础上模拟三种光子束模型在上述两种射野射野条件下非均匀模体(水-骨-肺-水)内的PDD,并对其相空间文件进行能谱分析,评估FFF光子束的软化特性.三种光子束模式在非均匀模体内的PDD趋势相似,但在小野时扰动更大,FFF模式相较于FF模式,包含更多的低能光子和更少的机头散射;在低能、小野时,6 MV FFF模式的光子束软化特性带来的剂量影响与6 MV FF模式相比并不明显,但在高能、大野时,光子束软化特性逐渐明显.相对于FF模式,FFF光子束具有更陡峭的剂量跌落,尤其在小野、低能时,使其在临床治疗上具有明显的优势;但在大野、高能时,FFF光子束出现明显的软化特性,尤其是在低密度区,需要谨慎考虑临床计划方式的选择.

非均整模式与均整模式下乳腺癌保乳术后调强放疗的剂量学研究

目的比较直线加速器6 MV X射线非均整模式(Flattening Filter Free,FFF)和均整模式(Flattening Filter,FF)下乳腺癌保乳术后调强放疗计划(Intensity Modulated Radiotherapy,IMRT)的剂量学差异和皮肤受照剂量。方法选取42例乳腺癌保乳术后放疗患者,分别设计IMRT-FFF和IMRT-FF计划。在满足临床要求的情况下,比较两组计划的靶区和感兴趣区的剂量学参数、计划机器跳数(Monitor Units,MU)和出束时间。结果左侧乳腺癌计划中,IMRT-FFF模式下靶区的V_(95%)和适形指数优于IMRT-FF模式(P<0.05);右侧乳腺癌计划中,IMRT-FFF模式下靶区的V_(95%)优于IMRT-FF模式(P<0.05),其他靶区参数无统计学意义(P>0.05)。IMRT-FFF模式下心脏、左前降支、健侧乳腺、肝脏的D_(mean)以及患侧肺的V5均低于IMRT-FF模式(P<0.05),皮下0~2 mm、2~5 mm区域的D_(50)、D_(95)、D_(mean)以及5~8 mm区域的D_(50)、D_(mean)均有统计学意义(P<0.05)。IMRT-FFF模式的MU较IMRT-FF模式明显增加(P<0.001),但治疗时间(实际出束时间)显著低于IMRT-FF模式(P<0.001)。结论IMRT-FFF和IMRT-FF两组计划靶区结果相似,IMRT-FFF模式下皮肤受照剂量明显较低,且在保护危及器官、提高治疗效率方面优势更明显。

基于Trilogy-HD非均整与均整模式脑膜瘤容积调强放疗的剂量学对比

目的对比非均整(flatting-filter-free,FFF)和均整(flatting-filter,FF)射束模式下脑膜瘤容积调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划的剂量学差异,为FFF模式临床应用提供参考。方法选取首都医科大学附属北京天坛医院已行FF模式VMAT计划治疗的74例脑膜瘤患者作为研究对象,基于Trilogy-HD加速器FF、FFF模式6MV X线另行设计两组VMAT计划;比较其计划靶区(planning target volume,PTV)、危及器官(organs at risk,OARs)、计算体积Body的剂量学差异;比较两组VMAT计划的跳数(monitor unit,MU)和剂量验证γ通过率。结果两组VMAT计划均能满足临床要求;FFF组计划PTV处方剂量覆盖度体积V 95%、近似最小剂量D 98%、平均剂量D MEAN、近似最大剂量D 2%、处方剂量均匀性指数HI、处方剂量适形指数CI均好于FF组计划,其中有D 2%、HI差异有统计学意义。FFF组计划脑干D MAX/D MEAN、左右晶状体D MAX、左右视神经D MAX、视交叉D MAX、垂体D MAX明显更低,差异有显著统计学意义。FFF组计划Body V 30、V 20、V 10、V 5体积范围更小,有显著统计学意义。FFF组计划较FF组计划Mu数均值增加了23Mu,差异有统计学意义,但没有降低治疗效率。两组计划剂量验证通过率均满足临床要求(3%2 mm、10%剂量阈值,γ通过率≥90%),但FFF组计划验证通过率均值较FF组计划低0.81%,差异有显著统计学意义。结论FFF和FF模式脑膜瘤VMAT计划均能满足临床要求;FFF模式VMAT计划能提供更优的靶区剂量,同时能降低危及器官和正常组织受照剂量。

非均整模式联合呼吸门控对立体定向放疗早期非小细胞肺癌患者摆位误差及剂量分布的影响

目的:研究了非均整模式(FFF)联合呼吸门控(ABC)对立体定向放疗(SBRT)早期非小细胞肺癌(NSCLC)患者摆位误差及剂量分布的影响。方法:纳入早期NSCLC患者64例,根据放疗方法的不同分为对照组和ABC组各32例。对照组在SBRT中行FFF模式,ABC组在SRBT中行FFF联合ABC治疗。比较两组的靶区体积、摆位误差、靶区的剂量分布、危及器官(OAR)剂量分布以及安全性。结果:ABC组大体肿瘤体积(GTV)、计划靶体积(PTV),头脚、左右、前后的摆位误差均低于对照组,差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组靶区D min、适形指数(CI)均高于对照组,差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组脊髓、食管、心脏、近端支气管树(PBT)、患侧肺以及健侧肺的剂量分布参数均低于对照组,差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组不良反应发生率明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:FFF模式联合ABC应用于早期NSCLC患者SBRT治疗中,可有效缩小靶体积、摆位误差,降低对OVR的照射量,且安全性好。

利用蒙特卡罗模拟比较医用电子直线加速器均整模式和非均整模式下光子束的半影分布特性

目的:通过蒙特卡罗模拟对比分析不同能量条件下光子均整(FF)射束和非均整(FFF)射束的半影分布特性。方法:利用BEAMnrc程序构建医科达Versa HD加速器FF模式和FFF模式下的机头模型,同时使用DOSXYZnrc程序建立标准水箱模型,模拟计算不同模式、不同打靶电子能量下的光子束在标准水模中的百分深度剂量(PDD)和射野离轴比(OAR),并与测量数据进行对比,确定不同模式下光子束的打靶电子能量。对FF射束采用射束中心轴剂量20%~80%之间的宽度计算半影,对FFF射束采用Ponisch方法计算半影,比较不同射束的半影宽度。结果:相同打靶电子能量条件下,6 MV FFF射束的半影相较于6 MV FF射束更锐利,但随着射野尺寸的增大,FFF射束的半影优势逐渐消失。当打靶电子能量提高到7.0 MeV时,6 MV FFF射束的半影与6 MV FF射束的半影趋于一致。对于10 MV FF和10 MV FFF射束,小野时FFF射束半影有明显优势。结论:打靶电子能量是决定不同射束半影特性的主要因素。

利用蒙特卡洛模拟评估TrueBeam加速器6 MV非均整模式下相空间文件的通用性

目的探究Varian 6 MV光子束非均整模式(Flattening Filter Free,FFF)下相空间文件(Phase Space File,PSF)对同类加速器的通用性。方法基于我院的Varian Edge加速器头中的组件参数,利用EGSnrc/BEAMnrc分别模拟了完整的加速器头模型(完整FFF模型)和使用Varian提供的6 MV FFF模式PSF输入源的部分加速器头模型(部分FFF模型),使用EGSnrc/DOSXYZnrc模拟两种模型条件下水模体中的剂量分布,得到百分深度剂量(PercentageDoseDepth,PDD)和横向剂量离轴比(Off Axis Ratio,OAR),并与测量数据进行比较,同时对在射野大小10 cm×10 cm下二者在离开加速器头后获得的PSF进行能谱和能量注量的分析。结果Varian提供的6 MV FFF的PSF存在对入射能量和离轴平均能量的低估倾向,从而使其PDD相对测量数据偏低,在OAR跌落区存在较大的偏差。完整FFF模型和部分FFF模型之间存在差异。通过比较两个模型的PDD和OAR数据,发现部分FFF模型的结果略差于完整FFF模型。此外,能谱分析也表明,部分FFF模型的较低入射电子能量会对低能光子占比和离轴平均能量产生影响。结论本研究使用蒙特卡洛软件对利用Varian提供的TrueBeam的6 MV FFF的PSF构建部分FFF模型和完整FFF模型进行模拟,得到的不同射野下水模体的三维剂量分布,结果表明,采用PSF构建的模型存在PDD偏低、OAR偏差大、离轴平均能量低估等问题,建议采用该PSF时,应与实际的水箱测量数据进行对比验证,同时采取具体的措施降低不确定度,若差异较大时,应构建完整的加速器机头模拟参数以适应不同的研究内容。

某非均整模式医用直线加速器机房的辐射防护检测与评价

针对以均整(Flattening Filter,FF)模式设计的某新建加速器机房在非均整(Flattening Filter Free,FFF)模式运行时的安全性问题,本研究在加速器运行期间对机房关注点进行周围剂量当量率检测,并对检测值较高的点位进行剂量估算,将检测结果与标准要求进行比较并评价其风险。结果表明,当照射野为40 cm×40 cm时,在10 MV、600 cGy/min的FF模式下和6 MV、1400 cGy/min的FFF模式下,该机房各关注点周围剂量当量率均小于2.5μSv/h;在10 MV、2200 cGy/min的FFF模式下,机房门外30 cm处、机房北侧防护墙外30 cm处和机房房顶外30 cm处的最大剂量当量率分别为2.98μSv/h、8.50μSv/h和8.17μSv/h,均未超过国家标准限值,也远小于各关注点周围剂量当量率参考控制水平计算值;年受照累积剂量也未超过该加速器项目建设单位目标管理值,说明该加速器机房基本满足FFF模式运行时的机房屏蔽要求。部分点位周围剂量当量率水平超过了该加速器项目建设单位的目标管理值,建议采取设置隔离带或划定警戒线等方式降低辐射危害影响。

直线加速器均整和非均整模式下射线质和射野输出因子的蒙特卡罗模拟与实测值比较

目的:利用蒙特卡罗方法分别模拟True Beam直线加速器6 MV均整和非均整(Flattening Filter-Free,FFF)模式,计算其射线质和射野输出因子,并比较上述参数与实际测量结果的差异。方法:利用Beamnrc和Dosxyznrc程序建立加速器机头模型并计算两档能量在参考条件下不同射野的剂量学数据。输出上述数据,计算各个射野射线质与实际测量值的相对偏差,对其绝对值做统计分析;利用各个射野中心轴上水下10 cm处的剂量值获取射野输出因子,并计算与测量值的相对偏差,绝对化后做统计分析。结果:6 MV和6FFF两档能量射线质相对偏差绝对值分别为(0.459±0.462)%和(0.486±0.300)%,射野输出因子相对偏差绝对值分别为(1.315±1.868)%和(0.904±1.214)%。结论:该模型的射线质和输出因子与测量结果相对偏差较小,基本可用于临床剂量学研究。

不同能量非均整射束在非小细胞肺癌立体定向放疗中的剂量学比较

目的比较两种不同能量的非均整射束在Ⅰ期非小细胞肺癌(NSCLC)立体定向治疗(SBRT)计划中的剂量学差异。方法选取10例NSCLC病人的SBRT计划,分别使用两种能量非均整射束6MV(6XFFF)和10MV(10XFFF),使用相同射野角度和优化条件分别进行计划设计并比较剂量学差异。比较的具体参数包括靶区的D2%、D98%、Dmean、适形度指数(CI)和均匀性指数(HI),剂量下降梯度指数(GI),危险器官剂量和治疗时间。结果 10XFFF计划组靶区的D2%,Dmean均高于6XFFF计划组,6XFFF计划组具有较好的均匀性指数(HI),而两组计划的适形度指数(CI)无统计学意义;6XFFF计划组的GI,包括GI80%,GI60%和GI50%均优于10XFFF计划组;在危险器官剂量方面,6XFFF组的主动脉、气管树、脊髓、心脏、胸壁、患侧肺、间侧肺剂量均低于10XFFF计划组(P<0.05),而食管和上腔静脉的剂量差别无统计学意义(P>0.05);10XFFF组的治疗时间明显少于6XFFF组(P<0.05)。结论肺癌SBRT治疗中,采用6XFFF和10XFFF两种能量射束治疗各有优劣。6XFFF能量射束能得到较优的靶区均匀性和危险器官受量,而采用10XFFF能量能明显缩短治疗时间。

非均整器模式下早期非小细胞肺癌3种放疗技术剂量学研究

目的从剂量学角度比较非均整器(FFF)模式下早期非小细胞肺癌(NSCLC)立体定向放射治疗的不同放疗技术。方法选取15例NSCLC作为研究对象,分别设计FFF模式下适形拉弧(CAT)、三维适形技术(3D-CRT)及容积弧形动态旋转调强(VMAT)计划。比较3种计划95%、105%的处方剂量覆盖靶区体积百分数(V95%、V105%)、靶区均匀度(HI)、适形度(CI)、最大剂量(Dmax)和平均剂量(Dmean)、危及器官(OAR)剂量、机器跳数(MU)及治疗时间(TT)。结果 CAT和3D-CRT计划中的计划靶区(PTV)V95%、CI低于VMAT计划(P<0.05),而V105%、HI、Dmax、Dmean高于VMAT计划(P<0.05);在患侧肺V5、V20、V30、V40、Dmean方面,CAT和3D-CRT计划高于VMAT计划(P<0.05);在患侧肺V20、V30方面,3D-CRT计划高于CAT计划(P<0.05);在脊髓Dmax,3D-CRT计划低于CAT与VMAT计划(P<0.05);CAT、3D-CRT计划的MU低于VMAT计划(P<0.05)。在治疗时间上CAT低于3D-CRT,且两者均少于VMAT(P<0.05)。结论 FFF模式下3种计划均能满足临床要求,靶区CI、HI及患侧肺保护的VMAT计划优于CAT和3D-CRT计划,但在执行效率,CAT和3D-CRT更具有优势。

非均整模式光子线在乳腺癌调强放疗的剂量学评估

目的:评估6 MV光子线高剂量率非均整模式(FFF)在右侧乳腺癌保乳术后大分割同步推量调强放疗(SIBIMRT)的可行性。方法:随机选取10例右侧乳腺癌保乳术后患者临床资料,分别给予瘤床靶区(PTV1)和全乳靶区(PTV2)处方剂量48 Gy和40 Gy,分15次照射。对每例患者分别制作FFF和均整模式(FF)两组SIB-IMRT计划,比较两组计划的靶区覆盖率、适形指数(CI)和均匀指数(HI)以及危及器官受量和计划执行效率。结果:两种计划靶区的覆盖率、HI和CI的差异幅度小于1%。FFF计划PTV1的D98%高于FF计划(t=-2.297,P<0.05);PTV2的D90%低于FF计划(t=2.479,P=0.019);PTV2的CI稍劣于FF计划(t=5.343,P<0.001)。FFF计划患侧肺的V_(4Gy)和V_(16Gy),健侧乳腺的D_(mean)和D_(5%),以及正常组织的D_(mean)、V_(5Gy)、V_(10Gy)和V_(20Gy)均低于FF计划(t=2.318~11.535,P<0.05);正常组织的V_(40Gy)(t=-2.967,P=0.016)和皮肤Dmean(t=-6.102,P<0.001)高于FF计划。FFF计划的MU值(1 417±230)高于FF计划MU值(1 106±208)(t=-8.220,P<0.001);照射时间比FF计划减少33%(t=11.788,P<0.001)。结论:两种模式均能满足临床要求,FFF模式高剂量率光子线更有利于保护危及器官,显著缩短照射时间,执行效率较高。

非均整与均整模式下宫颈癌容积旋转调强放疗计划的剂量学比较

目的:容积旋转调强放疗(VMAT)是治疗宫颈癌的有效方法之一,通过比较宫颈癌非均整与均整模式下VMAT计划的剂量学特性,分析宫颈癌非均整模式下VMAT计划的临床可行性。方法:选取2016年1月~2017年3月期间的宫颈癌患者10例,分别对同一患者的CT图像及临床靶区,用相同的处方剂量50.4 Gy在Ray Station计划系统平台设计均为两个全弧的6 MV-X射线非均整模式(6FFF)和均整模式(6X)的VMAT计划,比较6FFF计划与6X计划的剂量学特性、剂量验证通过率、机器跳数和出束时间。结果:6X与6FFF两种VMAT计划所得PTV的最大剂量D2%,平均剂量D_(mean),最小剂量D_(98%),靶区覆盖率,靶区适形指数均相差不大(P>0.05);在危及器官保护上,6FFF计划中膀胱的V_(45)、平均剂量D_(mean)和小肠的V_(45)均低于6X计划;6FFF计划受到相应剂量照射的正常组织体积均小于6X计划;两种计划的剂量验证通过率均能满足治疗要求,其中6FFF计划验证通过率均值为(98.52±0.66)%,6X VMAT计划剂量验证通过率比6FFF计划略高;二者的机器跳数相比,6FFF计划平均机器跳数增加至6X计划的1.34倍(P=0.000),平均出束时间减少为6X计划出束时间的95.5%(P=0.012)。结论:6X计划和6FFF计划均能满足临床剂量学要求。在危及器官保护和正常组织低剂量照射方面,6FFF计划更具优势,有利于降低二次癌症的发生率,6FFF计划剂量验证通过率满足临床要求,二者在机器跳数和出束时间上,虽然6FFF的机器跳数增加,但出束时间反而下降,因此采用非均整模式并不会降低治疗效率。如何评估非均整模式下宫颈癌VMAT计划的临床效果,需进一步研究讨论。

具有非均整模式的医用直线加速器 机房放射防护设计与效果分析

目的:分析研究具有非均整(FFF)模式的医用直线加速器机房放射防护设计与屏蔽效果,为医用直线加速器FFF模式的放射防护设计提供技术参考。方法:在Versa HD型医用直线加速器X射线能量10 MV、照射野40 cm×40 cm条件下,分别使用均整模式最大输出剂量率600 MU/min和FFF模式最大输出剂量率2200 MU/min照射,按照国家职业卫生标准(GBZ126-2011)规定的方法,对加速器机房外表面30 cm处剂量水平进行检测,对检测结果中的超标位点计算改造方案的屏蔽厚度,并在改造完成后重新进行检测。结果:按照均整模式设计的原屏蔽方案在10 MV的FFF模式下,机房外表面部分检测点辐射剂量率>2.5μSv/h,超出国家职业卫生标准(GBZ126-2011)限值(≤2.5μSv/h)要求;防护门外中子辐射剂量当量率最大为1.0μSv/h,明显高于预期值。根据检测结果计算需要增加的屏蔽厚度,改造完成后原超标位点辐射剂量率均<2.5μSv/h,满足标准限值要求。结论:在FFF模式下机房外表面辐射剂量率较均整模式明显增加,具备10 MV的FFF模式的医用直线加速器机房设计需要考虑中子防护,在不改变周围剂量当量率参考控制水平的情况下,需要增加屏蔽厚度才能达到国家标准要求。

PTW1000SRS与729矩阵在非均整模式下剂量验证对比

目的:比较PTW OCTAVIUS 1000SRS和729在非均整模式下立体定向放射治疗(SBRT)和立体定向放射外科治疗(SRS)中的剂量验证结果。方法:选取20例非均整模式的SBRT和SRS计划,分别采用PTW公司1000SRS和729二维电离室矩阵进行剂量验证,对比分析其通过率、评估点数及未通过区域。结果:采用Gamma 2D(按3 mm和3%的误差标准),local dose方法进行分析,1000SRS矩阵通过率为(97.6±1.8)%,评估点数平均为1191,未通过区域集中在射野边缘,而729矩阵通过率为(94.8±2.7)%,平均评估点数为155,未通过区域集中在低剂量区。结论:对于高剂量率、高剂量梯度的非均整模式下的SBRT和SRS计划验证,1000SRS液体电离室矩阵具有较大的优势。

基于蒙特卡罗方法的光子束均整与非均整模式能谱对比分析

目的:对比分析6 MV光子束均整与非均整模式在空气和标准水模中特定深度处的能谱分布。方法:利用BEAMnrc程序建立美国Varian公司True Beam加速器均整和非均整模式的机头模型,分别计算(40×40)cm^2照射野下空气和标准水模中SSD=110 cm深度处的相空间文件,并利用BEAMDP程序对射野内不同区域的能谱分布进行对比分析。结果:空气中(40×40)cm^2射野内SSD=110 cm深度处,均整模式能谱分布低能部分随着统计区域增大而增大,与非均整模式分布规律相反;在标准水模体中Depth=10 cm深度处,有无反散的情况下两种模式的能谱分布相差较大,主要在小于0.511 MeV的区域;射野内不同位置的能谱分布均整模式在离轴方向低能部分逐渐减少,而非均整模式分布情况相反;相对于电子和正电子来说,相同射野内光子对能谱分布影响较大。结论:该研究为医用直线加速器临床剂量学数据的测量和校正提供依据。

常规分割非均整模式部分弧旋转调强计划剂量验证的分析

对比了aSi-1200 EPID与Octavius 729探测器在常规分割非均整(Flattening filter free,FFF)部分弧RapidArc计划验证中的应用,探究两者的适用性和局限性及对MLC(Multi-leaf collimator)模型参数变化的γ响应。获取水模体不同大小方野的通量图,比较通过中心轴Crossline和Inline的CU(Calibration unit)值曲线评估aSi-1200 EPID背向散射屏蔽层的有效性。选取50个计划,在不同标准和阈值行2 Dγ指数通过率分析(全局归一),将γ值较低的计划数据导入Verisoft软件重建剂量。任选一计划,引入不同量值的MLC透射因子(Transmission factor,TF)和剂量叶片间隙(Dosimetric leaf gap,DLG)偏差,共创建80个修正剂量分布,将原始计划的测量剂量与修正计划的TPS剂量行γ通过率评估。结果表明:正的离轴位置跌落区CU值差异达2~3倍,Inline方向测量值整体偏小(Varian EDGE加速器),而Halcyon加速器两个方向CU值轮廓近乎完全重合。aSi-1200 EPID的γ通过率中值和均值均高于Octavius 729矩阵,基于Octavius 729和Octavius 1500矩阵测量重建的剂量与TPS对比部分剂量学偏差D D%:PGTV的D 98%(−9.60%,−14.30%),Heart的V_(30)(−6.80%,−2.36%),Lung L的V_(30)(−8.11%,15.79%),Lung R的V_(30)(100%,50%),Cord的D_(max)(3.55%,−0.82%)。随着TF和DLG偏离TPS预设值的增加,两种方式得到的γ通过率在数值上均未呈现下降的趋势。提出了一种测试医用电子直线加速器电子射野影像系统(EPID)探测板背散射屏蔽层效果的方法。Octavius 729和aSi-1200 EPID所使用软件计算的γ通过率无法可靠地识别引入误差的MLC射束模型,这些结果为解释IROC-H(Imaging and radiation oncology core houston quality assurance center)体模试验的高失败率提供了参考。

NSCLC肺部小病灶非均整模式立体定向放疗的应用

背景与目的随着放疗技术的快速发展,立体定向放射治疗(stereotactic body radiation therapy,SBRT)已得到广泛应用,且在早期非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)治疗中取得与手术相当的疗效。非均整模式移除了加速器的射野均整器,其剂量率远高于常规均整模式,缩短治疗时间,但目前临床应用较少。本研究旨在探讨非均整模式SBRT治疗的安全性和有效性。方法选取2011年12月-2013年12月期间的T1-2N0M0原发NSCLC,术后肺内孤立复发转移,以及IV期肺内寡转移灶者共31例,予以内在大体肿瘤靶区60 Gy/8 f或48 Gy/4 f的非均整模式SBRT治疗。结果非均整模式比常规均整模式明显缩短了治疗时间,靶区剂量相当,且未增加正常组织受量。患者中位随访时间为19.4个月。1年的局部控制、区域控制、远处转移控制、无疾病进展和总生存率分别为96.8%、96.8%、83.9%、77.4%和96.8%。最常见的副反应为放射性肺炎(1级29%,2级3.2%)和胸痛(1级12.9%,2级6.5%),发生率较低。结论相比既往常规均整模式,使用非均整模式大分割放射治疗技术治疗肺部小肿瘤是安全、有效的,但长期效果仍需进一步随访、研究。

Varian Edge均整和非均整模式下6 MV和10 MV光子线能谱研究

目的:研究Varian Edge均整(FF)和非均整(FFF)模式下6 MV和10 MV光子线能谱并对比其差异。方法:利用蒙特卡洛程序软件包EGSnrc/Beamnrc建立Varian Edge 6 MV FF和FFF、10 MV FF和FFF的加速器模型,模拟所对应的相空间文件,而后以相空间作为输入源,利用DOSXYZnrc计算其在水体模中的剂量分布,并与三维水箱的测量数据比对,当模拟值与测量值之间的差异在1%之内时,利用Beamdp分析此时的相空间文件,得到对应的光子线能谱,并比较相互之间的差异。结果:模拟的百分深度剂量曲线和离轴比曲线与测量值之间的差异在1%之内。相对于FF模式,FFF模式的能谱"软化",其中6 MV FFF的平均能量从1.587 MeV下降至1.172 MeV,低能(能量≤1 MeV)光子所占的份额由41.06%上升至60.04%;而10 MV FFF的平均能量从2.796 MeV下降至1.956 MeV,低能光子所占的份额由21.22%上升至44.63%。同一射野内FFF模式的能谱随离轴距离的改变较小,同时每初始粒子所引起的能量注量是FF模式的2～4倍,射野内的能量注量分布变得不均匀,非平坦度F上升;分析不同射野下的能谱发现FFF模式的机头散射较少。结论:本研究结果对理解FFF模式下光子线的物理特性提供了非常好的参考价值。