EBT3胶片数字化的横向响应伪影消除方法

目的:消除EBT3胶片数字化过程中的横向响应伪影,优化EBT3胶片的治疗计划验证结果。方法:覆盖双面镀膜的减反射玻璃进行胶片数字化,通过净光密度与扫描仪不同位置间的抛物线拟合关系来消除横向响应伪影后,借助剂量刻度曲线将胶片净光密度转换为剂量。使用辐照面积较大的治疗计划进行验证,对胶片与计划剂量分布进行γ分析。结果:在3%/3 mm标准下对不小于0.1 Gy的剂量点进行γ分析,消除横向响应伪影后胶片与计划剂量分布的γ通过率为95%,相比未消除横向响应伪影的剂量分布提升了3%的通过率。结论:利用该方法可以有效消除横向响应伪影,提高EBT3胶片治疗计划验证的γ通过率。

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。

EBT3胶片剂量校准新方法在调强放射治疗剂量验证中的应用

目的:分析EBT3胶片对X射线的响应特性,研究一种应用EBT3胶片的剂量校准新方法,并探讨使用剂量校准新方法完成调强放射治疗剂量验证的方法及过程。方法:胶片剂量校准时,引入净光密度,将胶片扫描后的像素值转化为净光密度,再由净光密度转换为剂量值的校准。运用该方法验证了1例用于测试治疗计划系统计算精度的调强放射治疗计划。结果:EBT3胶片对MV级X射线的剂量响应呈非线性关系。通过引入净光密度这一新的剂量校准方法可以很好地去除由胶片和扫描过程引入的误差。使用这一新的胶片剂量校准方法进行剂量验证,结果显示在3mm/3%条件下,Gamma通过率大于98%。结论:使用EBT3胶片剂量校准新方法能更精确地得到胶片测量的剂量分布,使胶片测量更为方便,该方法可以在临床推广使用。

基于EBT3胶片的不同病种及治疗方式的螺旋断层治疗计划剂量验证

为了明确 EBT3 胶片在螺旋断层治疗计划剂量验证中的应用,初步探讨不同病种及治疗方式的治疗计划剂量验证通过率的标准。首先对基于 EBT3 胶片的治疗计划剂量验证的原理和方法进行阐述,再从近三年的患者治疗计划中分类遴选出头颈(鼻咽癌) 197 例、胸部(肺癌) 45 例、盆腔(宫颈癌) 100 例和 SBRT48 例,统计并分析绝对剂量偏差及γ( 3 mm/3%)通过率。结果表明头颈(鼻咽癌)绝对剂量偏差平均值为(-0. 74 ±1. 44)%,γ通过率偏差平均值为( 94. 9 ±2. 4)%;胸部(肺癌)绝对剂量偏差平均值为(-0. 17 ±1. 46)%,γ通过率偏差平均值为( 96. 4 ± 2. 24)%;盆腔(宫颈癌)绝对剂量偏差平均值为(-0. 9 ±1. 37)%,γ通过率偏差平均值为( 90 ±3. 3)%;SBRT 绝对剂量偏差平均值为(-0. 71 ±1. 32)%,γ通过率偏差平均值为( 98. 1 ±1. 1)%。四组绝对剂量偏差及γ分析通过率相比较,绝对剂量偏差差异性不具有统计学意义( P =0. 056),γ分析通过率差异性具有统计学意义( P =0)。可见有必要根据不同病种及治疗方式确定相应的治疗计划剂量验证通过率的标准,以进一步提升精准放疗的技术水平。

Gafchromic EBT3胶片在螺旋断层放射治疗计划验证中的应用

目的:评估基于Gafchromic EBT3胶片的剂量测量系统用于螺旋断层放射治疗计划验证的可靠性,确定该系统的正确使用方法。方法:使用Gafchromic EBT3胶片和Vidar Dosimetry Pro Advantage Red扫描仪组成的剂量测量系统,测试并确定系统的一些重要特性对测量结果的影响。此外,使用该系统验证螺旋断层放射治疗计划,借助Gamma指数分析对胶片测量的剂量分布与计划系统计算结果之间进行比较。结果:胶片辐照后一开始透光度随时间变化比较明显,直到约4 h以后胶片着色渐趋饱和,4 h内扫描值变化最高达11.6%。扫描仪扫描重复性相对标准差小于0.5%。胶片正反方向放置扫描结果之间差别小于0.6%、横向和纵向放置扫描结果之间差别最高达7.0%。Gamma参数设置为3%/3 mm时,横向和纵向放置扫描验证平均通过率分别为96.5%±2.9%和95.7%±3.6%,方差分析显示两种扫描方式的验证通过率在a=0.05水平上没有统计学差异。结论:使用文中的胶片剂量测量系统时,应居中放置扫描,并使验证胶片和刻度胶片保持相同的扫描方向。通过直接建立扫描值与胶片吸收剂量之间的一一对应关系,将验证胶片的扫描值转换成吸收剂量的方法简便易行。

辐射自显影胶片EBT2在单次曝光与多次曝光条件下的剂量学研究

目的:研究辐射自显影胶片EBT2在全身放射治疗的剂量测量中单次辐照与多次累积辐照后的剂量学稳定性,从而判断是否可用单张胶片记录多分次治疗中的累积剂量。方法:对3张胶片分别给予200 cGy、400 cGy、800 cGy的辐照,分别在照射后10 h^96 h内进行多次测量,观察黑化时间对胶片剂量的影响;对3张胶片分别给予100 cGy、150 cGy、200 cGy的辐照,每天重复扫描5次共扫描4 d,并与第1次扫描结果相比较,分析重复扫描对胶片剂量的影响;将EBT2胶片分为2组,一组每日分别给予100 cGy、150 cGy、200 cGy的剂量照射,累计重复4 d;另一组分别一次性给予200 cGy、300 cGy、400 cGy、450 cGy、600 cGy、800 cGy,比较接受相同剂量不同照射方式下的胶片剂量。结果:辐照4 d后的胶片剂量相比于辐照24 h后的剂量要高2%~3%;累积照射4 d后的胶片剂量相比于单次接受同等剂量要低1.5%~2.5%。同时也发现扫描仪的灯光对胶片剂量并不产生明显影响。结论:辐射自显影胶片EBT2可以用于多次照射后累积剂量的测量。

EBT3胶片照射剂量对新型头部伽马刀辐射场质量控制的影响研究

目的:研究EBT3胶片的刻度剂量和焦点照射剂量对Leksell Gamma Knife誖Perfexion TM头部伽马刀辐射场质量控制的影响,为改进检测方法提供参考。方法:对EBT3胶片进行0～4.8 Gy和0～8 Gy的2组剂量刻度,比较胶片焦点照射剂量在3.5和5 Gy条件下,应用医科达公司MATLAB分析软件、IBA OmniPro-I'mRT分析软件和国家疾控中心分析软件测量伽马刀的照射野尺寸和照射野半影宽度。结果:3种胶片分析软件对伽马刀辐射场质量控制没有明显影响,胶片焦点照射剂量对4和8 mm小准直器结果没有明显影响,但对16 mm大准直器结果有明显影响,且5 Gy条件优于3.5 Gy条件,能满足标准要求。结论:为了满足新型伽马刀辐射场质量控制需要,EBT3胶片刻度剂量应提升到8 Gy,胶片焦点照射剂量应提升到5 Gy。

Compass系统与EBT3胶片的验证计划通过率

目的比较Compass系统与EBT3胶片的验证计划在同一层面的Gamma通过率。方法选择2020年4月至2021年2月于复旦大学附属中山医院厦门医院接受放射治疗的8例不同肿瘤类型患者在治疗计划系统(TPS)中的放射治疗计划,并以7 cm厚度的固体水作为模体,制定相应的验证计划,导出验证计划的中心点层面,保存并将其命名为TPS_2D;将Compass系统探测器(Dolphin)和EBT3胶片分别在Elekta直线加速器上执行放射治疗计划,再将Dolphin测量数据回传到Compass系统,最终通过软件重建,计算得到验证计划在CT图像上的三维剂量分布,将中心点冠状层面的验证计划文件导出并命名为Compass_2D,经直线加速器照射后的EBT3胶片经过扫描仪处理后,亦能获得与Compass_2D相同层面的验证计划文件,导出并将其命名为EBT3_2D;在RIT113软件中对TPS_2D、Compass_2D和EBT3_2D进行两两比较,在标准3%/3 mm、阈值10%的条件下,得到Compass_2D VS TPS_2D、EBT3_2D VS TPS_2D和Compass_2D VS EBT3_2D的Gamma通过率。结果8例患者Compass_2D VS TPS_2D、EBT3_2D VS TPS_2D、Compass_2D VS EBT3_2D的Gamma通过率均>90%;在Compass_2D VS TPS_2D的验证结果中,仅鼻咽癌的Gamma通过率均<95%;在EBT3_2D VS TPS_2D的验证结果中,小细胞肺癌和乳腺癌的Gamma通过率均<95%;在Compass_2D VS EBT3_2D的验证结果中,小细胞肺癌、乳腺癌和鼻咽癌的Gamma通过率均<95%。结论Compass系统在中心点冠状位层面的验证结果可以真实地反映TPS计划设计与执行的一致性,为Compass系统三维验证结果增加了可信度。

基于辐射自显影胶片的多叶准直器校准

研究一种辐射自显影胶片(GAFCH-ROMIC EBT胶片)用于医用电子直线加速器多叶准直器(MLC)校准的方案设计、实施、数据处理及性能评估。分别使用KODAK X-OmatV胶片和GAFCHROMIC EBT胶片,调用ELEKTA电子直线加速器"MLC Leaf Bank"校准程序,拍片分析计算出MLC校准所需数据,比较两种胶片所得结果。两种胶片报告的叶片绝对位置信息相差约0.1cm,两者在射野宽度的报告上有近0.2cm的偏差。GAFCHROMIC EBT胶片剂量刻度方便准确,报告的叶片位置信息更接近实际位置。文中使用的基于GAFCHROMIC EBT胶片的测量设备测量MLC叶片位置的不确定度小于0.03cm,能满足校准后MLC叶片到位精度在±1mm之内的要求,可用于多叶准直器的常规校准。

EBT3胶片精确测量200 kV X射线下超薄溶液剂量的可行性研究

目的:提出使用EBT3胶片精确测量200 kV中能X射线辐照下培养皿中超薄细胞溶液吸收剂量的方法,以提升细胞辐照实验的剂量精度。方法:在6 MV X射线下对EBT3胶片进行剂量标定,并测量和计算研究所用小动物精准放疗辐照仪产生的200 kV射线的射线质(半价层)和有效能量,以确定EBT3胶片能量响应修正因子。使用该200 kV射线照射注有超薄液体并置入EBT3胶片的三款常用培养皿,将修正后的EBT3胶片剂量作为液体吸收剂量,并测量分析水中胶片的剂量线性度。此外,基于MCNP5程序对辐照环境建模后,用蒙特卡罗方法对液体吸收剂量作独立计算,将计算结果与胶片测量结果进行比较,以验证测量剂量的精确度。结果:所用200 kV射线半价层为8.77 mmAl,有效能量为57.4 keV,对应的能量响应修正因子为0.889。EBT3胶片测得的大、中、小三款培养皿在200 kV射线指定参数下的液体吸收的平均剂量经修正后分别为(1.434±0.004)Gy、(1.467±0.011)Gy、(1.469±0.027)Gy,与对应蒙特卡罗计算值的百分偏差分别为0.07%、-0.70%、0.47%,二者结果接近。此外,水中EBT3胶片剂量线性度亦良好,决定系数R2=0.9972。结论:采用本研究所提出的EBT3胶片测量超薄细胞溶液剂量的方法可行,在200 kV射线下的剂量测量结果具有较高的精确度。

高能光子相对输出因子的测量与分析

目的:研究不同探测器和使用方法对高能光子相对输出因子测量结果的影响。方法:分别使用PTW30006、PTW31006电离室和GAFCHROMIC EBT胶片测量ELEKTA Precise加速器光子相对输出因子。结果:照射野大于等于4cm×4cm时,胶片和PTW30006电离室测量结果相对偏差小于±1.0%。归一到5cm×5cm照射野时,边长为2cm、3cm、4cm、6cm和10cm方野,胶片和PTW31006电离室测量结果相对偏差分别为2.2%、0.6%、0.3%、0.3%和-1.7%。随照射面积增大,PTW31006与PTW30006电离室测量结果偏离程度不断加大,40cm×40cm时偏高约8.2%。结论:合理选择胶片数字化设备和使用方法,GAFCHROMIC EBT胶片可以用于所有照射野相对输出因子的测量或作为电离室法测量结果的有益补充和参考。

应用一维、二维、三维探测器阵列进行螺旋断层调强放疗计划剂量验证

目的:比较Tomotherapy标配Cheese模体联合EBT3免冲洗胶片(一维探测器阵列)、Octavius八角模体配合PTW Seven29二维探测器阵列(二维探测器阵列)、Delta4三维探测器阵列用于螺旋断层放疗系统(Tomo Therapy,TOMO)的调强计划实施剂量验证的差异。方法:分别采用一维、二维、三维探测器对10例患者TOMO的调强计划实施验证。通过TOMO系统MVCT成像和配准消除床面沉降的影响,确保实现体模和探测器阵列的精确摆位。实施治疗质量保证(Delivery Quality Assurance,DQA)计划照射后将测量获得的平面剂量分布与TOMO计划系统模体计划计算获得的平面剂量分布进行比较。采用Gamma分析方法,选择多个不同的剂量标准分析评估验证情况。结果:采用3%/2mm、3%/3 mm、3%/4 mm、3%/5 mm四种不同剂量偏差/吻合距离剂量标准,γ≤1的平均通过率均超过95.2%,测量所得剂量分布与计算结果在相应平面的几何分布均呈现出良好的一致性。结论:胶片空间分辨率高于二维、三维探测器阵列,是调强计划验证的"金标准"。而二维和三维探测器阵列凭借其操作简便、数据处理快捷的特点可作为一维验证方法的有效补充。

基于EPID和EBT3胶片剂量计对动态MLC叶片到位精度检测研究

目的建立一种使用EPID和EBT3胶片剂量计进行动态MLC叶片到位精度的快速准确检测方法。方法美国瓦里安6MV加速器的固定机架角和准直器角度为0°。共设计11个MLC以滑窗方式运行的射野，每个射野由一组相同宽度的窄条野组成，窄条野的宽度为1-10mm，窄条野之间的间距为2cm。使用EPID、EBT3胶片剂量计作为测量工具，刻度设计窄条野宽度（带宽）与测量带宽的半高宽的关系。以同样方式设计一带宽为5mm射野，并在不同位置设计几处MLC叶片偏差，通过EPID、EBT3分析MLC叶片到位精度。结果当设计带宽〉4mm时，可很好地线性拟合设计带宽与实测带宽的半高宽。EPID检测带宽、峰值间距、MLC叶片位置的精度分别为±0．2、±0．1、±0．1mm，EBT3检测的分别为±0．3、±0．2、±0．2mm。结论提供了一种使用EPID或EBT3胶片剂量计快速检测MLC实际到位精度的方法，为MLC的QA提供帮助。

碳离子束混合LET辐照的EBT3辐射变色胶片剂量修正方法

针对EBT3辐射变色胶片对碳离子束混合LET辐照的剂量欠响应比较了两种剂量修正方法。利用260 MeV/u的碳离子束通过被动降能得到多种剂量平均LET的碳离子束,利用这些碳离子束进行了胶片剂量响应刻度辐照,选择最佳的拟合公式得到了胶片剂量刻度曲线。使用RE(Relative Efficiency)量化了EBT3胶片随LET的剂量欠响应,并使用RE剂量修正法修正了混合LET辐照胶片的剂量。此外,根据剂量刻度曲线公式中拟合参数随不同LET所占剂量比例的变化规律,提出了拟合参数剂量修正法并修正了混合LET辐照胶片的剂量。最后比较了这两种方法的结果,表明拟合参数方法得到的剂量偏差在5%以内,优于RE方法10%以内的剂量偏差。

90Sr-90Y敷贴治疗的EBT3胶片剂量验证方法

目的对90Sr-90Y敷贴治疗进行EBT3胶片剂量的测量, 为临床应用提供一种快捷的剂量验证方法。方法选用能量响应较好的辐射直接显影EBT3胶片, 并与固体水模进行比较, 通过直线加速器建立0~500 cGy的胶片灰度-剂量标准曲线并检测其组织等效性。将20片6 cm×6 cm的EBT3胶片(每张胶片厚0.28 mm)重叠放置, 将90Sr-90Y敷贴器放置在胶片最顶层, 辐照4 min。通过灰度-剂量标准曲线计算出每张胶片中心轴附近的平均吸收剂量, 根据胶片厚度计算距离敷贴器不同深度处的辐射剂量及等剂量线分布。采用非参数独立样本U检验比较不同能量的电子线照射前后所测得的吸收剂量的差异。结果胶片替换等厚度固体水模后测量结果略高于纯固体水模, 但差异无统计学意义(Z=-0.31, P=0.84)。不同深度处胶片对应的中心区域随着灰度值的降低吸收剂量迅速下降, 在0.5 cm深度处, 剂量仅为7.0 cGy。4 min照射后, 距离敷贴器不同深度处的吸收剂量满足拟合曲线y=739.07e-0.56x-44.8, 等剂量线范围随深度的增加呈先增大后减小。结论 EBT3胶片验证能够很好地满足90Sr-90Y敷贴治疗的剂量验证, 具有简单、易行、准确的特点, 适合基层医疗机构应用。

放疗计划系统中空腔边缘剂量计算准确性研究

目的 研究TPS中CCC、AAA算法在空腔边缘剂量计算的准确性。方法 采用EGSnrc软件包的子程序BEAMnrc用对美国瓦里安Trilogy直线加速器进行了蒙特卡罗模拟,并使用IBA蓝水箱三维扫描系统验证了该Monte Carlo算法的准确性,证实蒙特卡罗算法的可靠性。设计一带有不同大小空腔的等效水模体,分别用CCC、AAA算法计算不同大小空腔的等效水体模的中心轴深度剂量分布和侧向剂量profile。深度方向计算结果与蒙特卡罗算法进行比较,侧向剂量profile计算结果与EBT2胶片测量结果进行比较。结果 在空腔边缘CCC、AAA算法都高估了剂量。CCC计算精确性优于AAA,但误差依然存在。这种误差主要与计算网格、射野大小、能量、空腔大小、射野数目有关。结论 TPS中的CCC和AAA剂量计算时还应充分考虑到空腔边缘的电子不平衡。

252Cf中子后装治疗机步进精度测量及其剂量偏差研究

目的 研究252Cf中子后装治疗机步进精度以及步进偏差引起的剂量偏差。方法 利用EBT3胶片测量252Cf中子源的步进，然后通过Image J软件测量光密度值找到每步252Cf中子源的中心，计算出每步之间的间隔；利用双电离室法测量252Cf中子源位置偏差引起的剂量偏差。结果 EBT3胶片测量252Cf中子源步进精度可达0.01 mm；252Cf中子源位置偏差〈3 mm时，剂量偏差〈2.5%。结论 对252Cf中子源步进精度以及位置偏差的研究可为制订252Cf中子后装治疗机质量控制标准提供参考。