基于TrueBeam加速器的Mobius3D与ArcherQA放射治疗计划验证的临床应用与评估

目的:评估基于解析算法的Mobius3D和基于蒙特卡罗算法的ArcherQA两款独立的剂量验证软件在TrueBeam加速器上的临床应用。方法:收集医院在TrueBeam加速器上进行放射治疗的30例肿瘤患者,其中患者头颈部、胸部和腹部的放射治疗计划各10例,所有放射治疗计划均通过了临床剂量验证;分别采用Mobius3D和ArcherQA对患者进行独立的剂量计算,并将计算得到的剂量分布与治疗计划系统(TPS)进行对比,采用γ通过率(3%/3 mm)进行分析,并对比靶区和危及器官(OAR)的γ通过率和剂量参数D_(mean)。结果:Mobius3D和ArcherQA的头颈部、胸部及腹部3个部位γ通过率分别为(98.79±0.76)%和(99.15±0.60)%、(96.63±1.78)%和(96.72±1.69)%以及(98.08±0.88)%和(99.10±1.08)%,且两者差异均无统计学意义(t=-1.117,t=-1.191,t=-1.887;P>0.05),两款软件的靶区和OAR的平均剂量差异均在3%的标准范围内。结论:Mobius3D和ArcherQA的剂量计算结果与TPS均有很好的一致性,可作为独立于TPS的第三方计划验证工具。

ArcherQA系统在磁共振引导在线自适应放疗计划独立验算中的应用研究

目的探究将ArcherQA系统用于Elekta Unity 1.5T磁共振加速器上开展的磁共振引导自适应放疗计划独立验算的可行性。方法利用均匀水模体验证了ArcherQA在磁场下的剂量计算精度,然后利用抽签法随机选取32例在Unity上接受磁共振引导在线自适应放疗的患者,包含脑、纵隔、肝、肾、椎体等5个治疗部位、32个离线计划,177个在线计划。分别比较ArcherQA独立验算结果与ArcCheck测量结果、Monaco计划系统计算结果的γ通过率(3 mm/3%、2 mm/2%,阈值10%),定量评估ArcherQA系统对Unity在线计划独立验算的准确性和效率。结果ArcherQA系统可以较为准确地计算出磁场下光子线的剂量分布,在3 mm/3%标准下,水模体中方野验证结果γ通过率均高于99%。在更严格的2 mm/2%标准下,除20 cm×20 cm射野外,其他方野的γ通过率也都超过95%。对于治疗计划验证,ArcherQA计算的结果与ArcCheck测量数据,以及Monaco计划系统的计算数据都表现出较好的一致性,在3 mm/3%标准下平均γ通过率可达到99%以上,2 mm/2%标准下平均γ通过率也超过97%。ArcherQA的在线计划独立验算效率较高,177个在线计划独立验算所需的时长范围为50~150 s,平均时长约为108 s。结论ArcherQA可以准确并高效地计算出磁场下光子线的剂量分布,能够用于磁共振引导自适应放疗中离线和在线治疗计划的独立验算,是一种有效的补充验证手段,为患者治疗计划安全提供保障。

ArcherQA三维剂量验证系统在鼻咽癌调强放疗计划中的应用

目的探讨ArcherQA三维剂量独立验证系统在鼻咽癌调强放疗计划验证中的可行性。方法回顾性选取Eclipse治疗计划系统(TPS)制定的105例鼻咽癌患者调强放疗计划,分别利用ArcherQA与Portal dosimetry(PD)验证系统进行剂量验证。比较ArcherQA与PD的γ通过率(3 mm/3%,TH=10%),以及ArcherQA与TPS在靶区剂量(D_(mean))、D_(90%))与危及器官剂量(D_(mean))上的差异,并分析ArcherQA结果中各危及器官的三维γ通过率情况。结果ArcherQA计算得到的平均三维γ通过率为(99.04±1.01)%,PD测量结果的平均二维γ通过率为(99.49±0.78)%,二者差异具有统计学意义(t=-3.35,P<0.05)。ArcherQA与TPS在靶区的剂量学差异为:GTV:D_(mean)(0.57±0.48)%,D_(90%)(0.65±0.56)%;平均γ通过率:GTV(97.67±3.43)%,GTVnd-L(97.80±4.35)%,GTVnd-R(97.82±4.07)%,CTV1(97.88±2.44)%,CTV2(96.64±4.32)%;各靶区平均剂量差异为CTV1(0.57±0.46)%,GTVnd-L(0.85±0.55)%,GTVnd-R(0.73±0.55)%,CTV2(0.88±0.52)%;ArcherQA结果中各危及器官的平均γ通过率为脑干(99.93±0.22)%,视交叉(99.17±2.82)%,眼晶状体(100±0)%,脊髓(99.56±1.05)%,甲状腺(99.00±2.06)%,气管(87.86±10.42)%。各危及器官平均剂量,除左侧视神经、右侧海马、右侧腮腺外,差异均具有统计学意义(t=-14.62~4.82,P<0.05)。结论ArcherQA基于高性能图形处理器平台,采用高精度蒙特卡罗算法,可根据患者CT图像快速并准确地计算出体内的三维剂量分布和γ通过率,并给出各感兴趣区域的剂量-体积直方图(DVH)指标参数比较,可用于鼻咽癌调强放疗计划验证,不占用加速器机时,有利于提高工作效率。