基于3D半导体探测器ArcCHECK评估VMAT技术的医用加速器质量控制

目的:旨在优化肿瘤放射治疗的临床效果,通过利用ArcCHECK半导体探测器评估医用加速器中的VMAT技术质量控制。方法:使用ArcCHECK圆柱形半导体辐射探测器三维阵列,使用特定剂量照射方式,根据测量结果计算加速器运行中机架等中心偏差、MLC到位偏差、光束平坦度对称性,将剂量偏差与机械性能实现强关联,将实验结果与常规日检及月检结果进行12个月长期监测与比对,并且测试其对辐射光束的敏感性,提高加速器辐射监测效率与准确性。结果:机架等中心偏差为0.292 mm±0.016 mm,机架平均速度为3度/秒,平均最大速度偏差约为0.1度/秒;MLC平均最大偏差为0.392 mm±0.049 mm;射束旋转平坦度平均为105.55%±0.13%,X轴对称性与Y轴对称性分别为101.02%±0.21%和101.11%±0.21%;12个月持续测量结果与独立核验结果趋势相一致。结论:ArcCHECK利用弧形半导体探测器阵列的优势,为VMAT质量控制提供整体测量方法,可作为医用加速器辐射检测与质量控制的手段。

ArcCHECK Machine QA工具在医用直线加速器质量保证中的应用效果

目的探讨ArcCHECK Machine QA工具在医用直线加速器质量保证中的应用效果。方法利用ArcCHECK Machine QA工具和ArcCHECK体模对医用直线加速器进行性能测试,项目包括机架角度、机架旋转速度、机架旋转中心、多叶准直器和铅门位置的一致性、机架旋转出束时的平坦度和对称性,评估该工具在医用直线加速器质量保证中的应用效果。结果旋转模式下机架平均旋转速度为3.6 deg/s,最大偏差约0.5 deg/s;机架旋转等中心形成的平均半径为0.4 mm,多叶准直器与铅门的最大距离正、负差异平均值分别为0.7 mm、-0.7 mm;旋转出束模式下Y方向的平坦度为1.8%,Y方向的对称性为1.1%,X方向的对称性为4.3%。结论ArcCHECK Machine QA工具可用于医用直线加速器常规及容积调强出束性能质量保证。

基于ArcCheck模体放疗计划的验证与分析

目的为了保证放疗剂量输出的准确性,对放疗患者的临床放疗计划进行了验证与分析。方法选取2023年7—10月南方医科大学珠江医院放疗患者的临床放疗计划,共217例计划,其中头颈部76例,胸部82例,腹盆部59例。采用美国SunNuclear公司的ArcCheck模体,比较临床放疗计划与验证计划的剂量学差异。采用T test分析在不同容许剂量差值和不同容许距离差值下的Gamma通过率,ANOVA test比较在相同条件下,不同放疗部位放疗计划的Gamma通过率。所有数据分析采用IBM公司的SPSS v27.0完成。结果在容许剂量差值为3%,容许距离差值为3.0mm和在容许剂量差值为2%,容许距离差值为2.0mm下的Gamma通过率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在相同容许剂量差值和容许距离差值下,不同放疗部位的Gamma通过率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在容许剂量差值为3%,容许距离差值为3.0mm的条件下,放疗计划的Gamma通过率显著高于容许剂量差值为2%,容许距离差值为2.0mm条件下的计划Gamma通过率,并且条件设置越严格,Gamma通过率越低。在相同容许剂量差值和容许距离差值下,不同放疗部位放疗计划的Gamma通过率不存在显著性差异。Gamma通过率受容许剂量差值和距离差值的影响,同时做好对直线加速器,计划系统等的日常的质量控制与保证也能提高Gamma通过率。

ArcCHECK在宫颈癌TOMO计划剂量验证中的应用

目的探讨半导体剂量验证设备ArcCHECK在中晚期宫颈癌螺旋断层放射治疗(helical tomotherpy,HT)剂量验证中的应用,以及摆位误差对剂量验证通过率的影响。方法选取2022年4月—2023年5月在厦门大学附属第一医院肿瘤放疗科接受HT放疗的41例中晚期宫颈癌患者,使用ArcCHECK进行剂量验证,将实际出束剂量与计划中剂量进行比对。再将验证结果的剂量分布分别沿患者左、右、头、脚轴方向偏移1、2、3、5、7、10 mm,计算伽玛通过率。剂量比对采用绝对剂量进行伽玛分析,统计采用配对样本Wilcoxon秩和检验。结果41例患者在原始位置伽玛通过率约为98%。引入偏移后伽玛通过率下降;当左方向偏移>5 mm、右方向偏移>7 mm、头方向偏移>5 mm、脚方向偏移>2 mm时,伽玛通过率<90%。结论对于中晚期宫颈癌HT计划,摆位精度对剂量验证通过率影响很大,需要在剂量验证与临床实施中注意摆位质量。

PTW729和ArcCheck探测器在调强放射治疗剂量验证中的应用

目的:探索在适形调强放疗(IMRT)剂量验证中应用三维探测器ArcCheck替代二维探测器PTW729的可行性和优越性,分析影响PTW729、ArcCheck进行IMRT计划剂量验证通过率的主要因素。方法:分别使用ArcCheck和PTW729对IMRT计划进行验证测量,基于不同标准参数进行Gamma分析,采用两两比较的配对t检验对相同标准参数下的两种验证工具的γ通过率进行统计学分析,再利用非线性拟合的方法分析不同标准参数对两种工具验证结果的影响。结果:在临床常用标准参数下(剂量偏差>2%,距离偏差>2 mm,TH10),ArcCheck与PTW729对IMRT计划的剂量验证结果差异无统计学意义(P>0.05);影响上述两种验证工具γ通过率的主要因素分别是剂量偏差和距离偏差。结论:在临床常用标准参数范围内,三维验证系统ArcCheck是一种理想的IMRT剂量验证工具,其验证结果能更全面准确地反映实际治疗的各种信息。

ArcCheck模体与胶片在鼻咽癌VMAT剂量验证中的比较研究

比较研究ArcCheck与胶片在鼻咽癌容积弧形调强(VMAT)验证中的应用,探讨ArcCheck在VMAT剂量验证中的可行性。随机选取5例鼻咽癌病人的VMAT治疗计划,分别用ArcCheck和胶片两种方法进行剂量验证,比较两种方法的验证结果。ArcCheck验证的平均通过率为96.74±2.60,胶片验证的平均通过率是95.95±1.17,利用统计分析t检验,结果表明ArcCheck和胶片验证两种结果在剂量学上没有明显差异。ArcCheck分析软件可以直接获取三维合成的剂量分布,且操作过程较胶片验证简单,可以更为便捷的进行VMAT剂量验证。

ArcCheck系统在鼻咽癌容积旋转调强剂量验证中的应用

目的:研究ArcCheck验证系统在鼻咽癌容积旋转调强剂量验证中的应用。在病人接受放射治疗之前,进行容积调强计划的验证,使其满足计划设计要求。保证患者实际照射中接受到准确的剂量,确保治疗的安全。方法:选择34例鼻咽癌病例用热塑型体部网罩固定,CT扫描定位,将计划CT传到Pinnacle计划系统(9.2版本)中进行容积旋转调强治疗计划设计,然后将设计好的计划传输至MOSAIQ网络系统上。同时把治疗计划导入ArcCheck模体中重新新型剂量计算。在验证之前,对Arccheck系统进行本底校准,矩阵校准,绝对剂量校准。分析方法采用的是Gamma方法在ArcCHECK自带软件中对治疗计划系统中计算的结果和实际测量的结果二者的差异,阈值标准选择3%,3mm,10%。采用微软Excel2003数据统计软件。结果:Gamma分析方法相对量通过率97.9%,绝对量通过率为95.9%;实测剂量分布图与理论计算剂量分布图在高低剂量点分布上重合很好;另外X方向和Y方向的平坦度,实测结果与计算结果很接近。结论:ArcCheck验证系统在鼻咽癌容积旋转剂量验证中是可行的。它是一种方便快捷准确的旋转调强剂量验证方法。

ArcCHECK和EBT3胶片应用于螺旋断层放射治疗剂量验证的比较研究

目的:比较研究Arc CHECK半导体矩阵和EBT3胶片在螺旋断层放射治疗剂量验证中的应用。方法:随机选取10例小靶区患者的螺旋断层放射治疗计划,分别采用Arc CHECK半导体矩阵和EBT3胶片两种方法进行剂量验证,设置γ分析通过标准(1 mm/1%、2 mm/2%、3 mm/3%),获得两种方法的γ分析通过率。结果:Arc CHECK半导体矩阵γ分析标准(1 mm/1%、2 mm/2%、3mm/3%)的平均通过率为86.9%、99.1%及99.9%,EBT3胶片γ分析标准(1 mm/1%、2 mm/2%、3 mm/3%)的平均通过率为65.3%、92.4%及98.1%,两者相差分别为21.6%、6.7%和1.8%。两种剂量验证γ分析通过率相比较,其差异具有统计学意义(Z=-3.0627,P=0.0022)、(Z=-3.6070,P=0.0003)及(Z=-3.7920,P=0.0001)。结论:在进行剂量梯度变化较大区域或低剂量区的螺旋断层放射治疗计划验证时需要使用胶片进行剂量验证复核。

ArcCheck的剂量学特性测量及其对VMAT计划的验证

目的:对ArcCheck的剂量学特性进行测量,分析ArcCheck的剂量学特性曲线,探讨ArcCheck能否满足临床使用的要求。方法:分别测量ArcCheck的重复性、能量响应、角度响应和剂量率响应。结果:归一后ArcCheck的重复性为0.9906±0.0090。能量响应分析表明经过直线回归后的常数项为-0.2575,标准差为0.1215;回归系数为1.4643,标准差为5.3687E-4。角度响应的曲线符合探测器表面的模体材料厚度变化。剂量率的变化对探头的测量结果影响很小。结论:ArcCheck模体探测器的剂量学特性满足临床使用的要求,可以对容积弧形调强计划进行验证。

ArcCHECK联合3DVH在全脑放疗剂量验证中的应用

目的使用ArcCHECK联合3DVH,探究全脑放疗患者的剂量验证结果和实际的剂量分布。方法选取14例脑转移患者的全脑照射治疗计划(均采用两野对穿照射)进行研究。将治疗计划移植到ArcCHECK模体上制作剂量验证计划,使用瓦里安Clinac iX直线加速器执行ArcCHECK剂量验证计划,对验证计划的Gamma通过率进行统计分析。然后将治疗计划、剂量验证计划和实际测量得到的模体剂量分布等数据导入3DVH软件,通过3DVH进行计算后,比较靶区和危及器官的理论计算和实际测量的差异,并对数据进行统计分析。结果使用2 mm/3%的评估标准,14例患者ArcCHECK剂量验证计划的Gamma通过率为(98.64±0.40)%,其中13例患者的Gamma通过率>98%。比较理论计算和实际测量的剂量分布,靶区PTV的Dmean和D95%的差异的绝对值均在3%以内;危及器官方面,左、右晶体最大剂量的差异分别为(2.69±4.28)%和(0.31±6.21)%;左、右晶体平均剂量的差异,分别为(3.66±3.64)%和(1.79±1.61)%。结论本研究中14例全脑放疗患者的剂量验证结果总体上较好,实际剂量分布与理论计算差异较小。ArcCHECK联合3DVH是方便快捷且信息丰富的剂量验证工具,可提供模体验证结果和患者体内的实际剂量分布信息。

IGRT治疗床模型对食管癌调强计划ArcCHECK剂量验证的影响

目的研究瓦里安IGRT治疗床模型对食管癌固定野调强计划Arc CHECK剂量验证结果的影响。方法选取14例食管癌患者的固定野调强计划进行研究。每例计划均采用5个不同机架角度的照射野。对每例治疗计划分别制作两个Arc CHECK剂量验证计划,一个模体图像中没有治疗床模型(验证计划A),另一个模体图像中添加了瓦里安IGRT治疗床模型(验证计划B)。使用瓦里安Clinac i X加速器执行验证计划A,得到Arc CHECK的测量剂量分布。将两组验证计划的计算剂量分布分别与测量剂量分布进行Gamma分析比较,分析参数为3 mm/3%和2 mm/2%。比较两组验证计划的Gamma通过率值。结果分析参数3 mm/3%时,验证计划A组和B组的Gamma通过率分别为99.57%±0.19%和99.22%±0.44%,两组数据有统计学差异(P<0.05);分析参数2 mm/2%时,验证计划A组和B组的Gamma通过率分别为97.26%±1.27%和96.31%±1.37%,两组数据有统计学差异(P<0.05)。结论瓦里安IGRT治疗床模型对食管癌固定野调强计划的Arc CHECK剂量验证结果会产生影响。为了获得精确的剂量验证结果,在制作食管癌固定野调强计划的Arc CHECK剂量验证计划时,应考虑加入治疗床模型。

ArcCHECK-3DVH系统在体部立体定向放射治疗剂量验证中的应用

目的:研究ArcCHECK-3DVH系统在无均整滤过器(flattening filter free,FFF)模式下体部立体定向放射治疗(stereotactic body radiotherapy,SBRT)剂量验证中的应用。方法:将57例患者的SBRT计划导入ArcCHECK模体重新计算剂量,采用γ分析法比较治疗计划系统(treatment planning system,TPS)的计算剂量与ArcCHECK系统的实测剂量的差异;再采用3DVH软件重建靶区和危及器官的三维剂量分布,将重建剂量与TPS中计算的剂量比较,验证靶区及危及器官的γ通过率、剂量和体积偏差。结果:当阈值标准为(3%,3 mm,10%)即测量点满足计划值与测量值偏差<3%,以该点为中心,3 mm为半径的平面及球体内存在相近值的点占比阈值设置为10%时,SBRT计划的ArcCHECK系统γ相对剂量通过率和绝对剂量通过率的均值均大于95%;当阈值标准为更严格的(2%,2 mm,10%)时,SBRT计划的ArcCHECK系统γ相对剂量通过率和绝对剂量通过率的均值均在93%左右。3DVH中靶区和危及器官的γ通过率均大于97%,剂量和体积偏差均在±5%以内。结论:ArcCHECK-3DVH系统可提供更全面的剂量分布信息,能够科学评估SBRT计划,对指导临床治疗具有重要的意义。

ArcCHECK结合3DVH在容积旋转调强放疗剂量验证中的应用研究

目的探索Arc CHECK结合3DVH在容积旋转调强放疗(Volume Rotation Intensity Radiotherapy,VMAT)剂量验证中的应用。方法随机选取20例肿瘤患者,其中鼻咽癌5例,食管癌和肺癌各5例,直肠癌5例。使用Pinnacle3 Version 9.8计划系统(TPS)设计双弧VMAT计划,将计划移植到Arc CHECK模体上重新计算剂量,Arc CHECK模体下出束测量,评估每例患者的γ通过率,然后使用3DVH软件重建靶区和危及器官的剂量分布,与TPS计算结果比较剂量体积参数的偏差。结果20例患者VMAT计划的γ通过率平均值为(98.1±1.1)%,除了1例鼻咽癌患者的低于95%以外,其余病例的γ通过率均>95%。靶区PTV的D_(2%)、D_(98%)、D_(50%)、D_(mean)偏差均在3%以内;危及器官方面,鼻咽癌有1例左、右晶体D_(max)偏差分别在8.63%和7.01%,直肠癌有2例左、右股骨头V_(50)偏差大于5%,其余病例的危及器官剂量体积偏差均小于5%。结论Arc CHECK结合3DVH在VMAT剂量验证中可以提供更多的剂量分布信息,有助于提高临床肿瘤放疗的安全保障。

ArcCHECK摆位误差对直肠癌VMAT计划剂量验证通过率的影响

目的探讨ArcCHECK摆位误差对直肠癌VMAT计划剂量验证通过率的影响。方法选取10例直肠癌VMAT计划,利用ArcCHECK进行计划剂量验证测量,通过在TPS上移动计划等中心的位置分别模拟Arc CHECK模体X、Y、Z方向上3、4、5 mm的摆位误差,采用绝对剂量Gamma的3%/3 mm为评价指标,分别得到每个计划的通过率。结果原计划平均通过率达到99%以上。ArcCHECK引入三个方向的摆位误差后,对直肠癌VMAT计划的剂量验证通过率均有一定程度的下降,误差越大通过率越低。引入误差后的计划与原计划的通过率相比均具有统计学意义(P<0.05)。不同方向上对通过率的影响存在差别,Y方向上误差的影响更大。结论 ArcCHECK摆位误差对直肠癌VMAT计划的剂量验证通过率有较大影响,直肠癌临床放疗中尤其要严格控制Y方向的摆位误差。

ArcCHECK和MatriXX验证系统对非小细胞肺癌患者立体定向放射治疗计划剂量验证通过率的影响

目的探讨ArcCHECK和MatriXX验证系统用于非小细胞肺癌患者立体定向放射治疗(SBRT计划剂量验证的通过率。方法选取2017—2019年医院收治的30例非小细胞肺癌患者,将其SBRT计划的计划剂量分别移植到ArcCHECK模体和MatriXX模体中,重新计算得到模体中剂量分布。分析比较两种计划系统采用γ分析标准为阈值水平(TH)为10%时,剂量偏差在2%、3%以内,位置偏差2 mm、3 mm的验证通过率。结果在TH为10%时,剂量偏差在2%、3%以内,位置偏差2 mm、3 mm的验证平均通过率在95%以上,两种计划系统的验证结果比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论ArcCHECK和MatriXX验证系统均能完成非小细胞肺癌患者SBRT计划剂量验证需求。

ArcCheck系统在TrueBeam加速器非均整模式下剂量验证中的应用

目的:研究Arc Check验证系统在非均整模式(flattening filter free,FFF)下立体定向放射治疗(stereotactic radiotherapy,SRT)剂量验证中的应用。方法:将76例SRT治疗计划导入Arc Check模体重新计算,阈值标准分别选择(3%,3 mm,10%)和(2%,2 mm,10%)时,分别采用等值间距法(distance to agree,DTA)和Gamma分析法比较Arc Check模体中计算的剂量与Arc Check模体实测的剂量差异。结果:标准为(3%,3 mm,10%)时,SRT计划的两种分析法的相对通过率和绝对通过率的均值均大于95%;标准为(2%,2 mm,10%)时,SRT计划的两种分析法的相对通过率和绝对通过率的均值均约90%。Gamma分析法的剂量通过率高于DTA分析法剂量通过率(P<0.001)。结论:Arc Check验证系统是一种快捷准确的SRT剂量验证方法,采用不同的分析方法其验证结果有一定差异。

基于ArcCHECK模体的VMAT计划验证及摆位误差对剂量验证的影响

目的:探究ArcCHECK模体在旋转容积调强技术(VMAT)计划验证中的应用,并利用软件模拟摆位误差对剂量验证的影响。方法:随机收集45例VMAT计划,分别选取胸部肿瘤、乳腺癌和宫颈癌各15例,将ArcCHECK模体实测的剂量分布与计划系统计算的结果进行对比分析,分别探究在阈值10%下,3%/3 mm和2%/2 mm时,Gamma分析与DTA分析下相对剂量(RD)与绝对剂量(AD)的通过率。利用SUNnuclear公司Sunpatient软件将计划系统计算的剂量分布与实际测量的剂量分布进行对比,并利用软件模拟旋转误差,分别旋转±0.5°、±1°、±1.5°、±2°,将旋转后的剂量分布与计划系统计算剂量分布对比,得到旋转误差下的计划验证通过率;同样利用软件模拟平移误差,分别向X、Y方向平移±1、±2、±3、±5 mm后进行剂量分布对比,得到平移误差下的计划验证通过率。结果:当阈值选择10%、3%/3 mm时,Gamma分析时,RD与AD下各部位的通过率基本达到95%及以上,DTA分析时,RD和AD下各部位的通过率基本达到90%及以上。当阈值选择10%、2%/2 mm时,各部位肿瘤VMAT计划的验证通过率无论在Gamma还是DTA分析时,RD和AD的平均通过率只有80%左右。存在误差时,旋转误差大于等于1°时,各部位肿瘤VMAT计划验证在两种分析方法下通过率的单因素方差分析结果显示P<0.05;X方向和Y方向平移误差大于等于3 mm时,单因素方差分析结果显示P<0.05。结论:ArcCHECK模体能很好地应用于VMAT计划的验证,阈值选择10%、3%/3 mm时,胸部肿瘤、乳腺癌和宫颈癌验证通过率均能达到95%及以上;阈值选择10%、2%/2 mm时通过率均有大幅度下降,仅有80%左右。旋转误差大于等于1°时对计划验证通过率有显著影响,差异具有统计学意义,同样X方向或Y方向平移误差大于等于3 mm时,两种分析方法下的计划验证通过率均有显著差异。

基于ArcCHECK-3DVH系统的鼻咽癌容积旋转调强放疗三维剂量验证研究

目的:探讨ArcCHECK-3DVH系统在鼻咽癌容积旋转调强放疗(VMAT)三维剂量验证中的应用。方法:选取基于Monaco治疗计划系统(TPS)制定的20例鼻咽癌患者VMAT计划,利用ArcCHECK-3DVH系统进行患者计划的验证。比较TPS计算剂量与ArcCHECK-3DVH系统基于测量重建剂量的三维γ通过率(3%/3 mm,TH=10%),以及靶区剂量参数D98%、D2%和Dmean与危及器官剂量参数Dmax和Dmean等。结果:患者计划验证的三维γ通过率为98.20%(97.75%,99.20%),TPS计算靶区内剂量和ArcCHECK-3DVH重建的剂量在D98%、D2%和Dmean参数上的差异值大部分小于3%,极个别情况的最大差异值在5%以内,绝大部分患者除PGTVnd外的各个靶区γ通过率为90%以上;各个危及器官对应的Dmax和Dmean剂量参数差异值均小于6%,γ通过率均在93%以上。结论:ArcCHECK-3DVH系统重建的剂量结果与TPS计算结果符合较好,为鼻咽癌VMAT计划剂量验证提供了丰富的剂量参数信息,有助于患者治疗计划的质量验证。

ArcCHECK用于全脑全脊髓容积旋转调强验证的研究

目的本研究尝试利用ArcCHECK对容积旋转调强(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)全脑全脊髓长靶区及多个射野衔接处进行剂量验证,探索其可行性。方法选取2015年至2017年6例行VMAT全脑全脊髓治疗的成人患者,将计划移植到ArcCHECK模体上。ArcCHECK的Merge功能可以将验证范围扩展到36 cm,所以将全脑全脊髓VMAT计划拆分成头颈、胸及腹盆三段进行分开验证,并将射野衔接处确保在验证范围内。采用γ分析3 mm/3%标准,同时对计划的绝对剂量也做了验证。结果 6个计划的头颈、胸、腹盆的验证通过率均在96.4%以上,头颈(99.1±0.8)%、胸(97.5±1.1)%、腹盆(98.8±0.6)%,并且射野衔接处通过率都非常好。绝对剂量差异在-1.7%～1.5%之间,符合误差允许范围。结论 ArcCHECK的Merge功能能将射野验证范围扩大至36 cm,并能观察到衔接处的剂量分布,验证结果有较高的γ通过率,所以ArcCHECK可以用于全脑全脊髓容积旋转调强的验证。

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。