加速器X射线放疗剂量计算系统的建立

为根据治疗条件,快速,准确地计算出达到某靶点治疗剂量所需要的处方剂量,利用卫生部工卫所的ＲＴ－１００放疗剂量仪测量西门子公司ＭＥＶＡＴＲＯＮＫＤ－２型电子直线加速器Ｘ线在水模中特定点的剂量分布,拟合剂量分布函数Ｐ’（ｆ,ｄ）。     

调强逆向治疗计划中使用简化剂量计算模型的影响及其改善方法

制定逆向放疗计划时往往使用计算效率较高的简化剂量计算模型来得到射束元剂量矩阵,但使用简化的剂量计算模型可能会对最终调强计划的质量产生一定的影响.我们研究了在制定调强计划时使用简化剂量计算模型得到射束元剂量分布对最终沉积剂量的影响及其改善方法.采用两个模拟实例,使用两种剂量计算模型:原射线剂量计算模型(不考虑散射线的影响)和微分卷积积分剂量计算模型(考虑散射线的影响).结果表明用原射线剂量计算模型得到射束元剂量矩阵作调强最优化,可能导致靶区边缘剂量欠缺的情况,采用给靶区加扩展区的方法和平移叠野法可以改善靶区边缘的剂量分布情况.     

利用等减弱线原理测量单野等剂量曲线

在肿瘤患者进行放射治疗时,需要了解射线剂量在人体内分布的情况,临床上通常是利用单野等剂量曲线图来进行计算的。因此,单野等剂量曲线图是十分重要的基本剂量资料,而等剂量曲线的形状和位置是与许多因素有关的。例如:射线的能量、放射源的大小,射线     

热释光剂量测量在放射外科的应用

本文通过对仿真人体模Ｘ－刀照射剂量的测试，探讨热释光剂量测量在放射外科剂量设计中的应用价值。结果表明，热释光剂量测量法以高灵敏度的材料、小体积的测量元件、较多测点的设置，可得出比较精确的剂量分布结果，准确反映Ｘ－刀的剂量分布特征，对临床治疗有指导意义，是放射外科方便实用的剂量监测方法。本文尚就有关技术进行了讨论。     

光子射野剂量计算参数研究

目的：介绍医用加速器常规光子射线的机器数据测量方法及剂量计算模型中基本参数的计算过程。以百分深度剂量与散射因子为基础数据,根据原散射线模型通过测量数据推导出原射线组织最大剂量比、散射最大剂量比、原射线在水中线性衰减系数、能量注量等,为进一步还原射野在水模体中的剂量分布提供方法与理论。方法：用Blue Phantom三维水箱在医科达Synergy加速器上测量6MV光子线的百分深度剂量、离轴比剂量、总散射因子、准直器散射因子,先从测量的百分深度剂量曲线中按照原散射模型剥离出原射线百分深度剂量,然后在Matlab软件中拟合处理测量的散射因子数据,外推出零野的模体散射因子,从而按照给定公式计算出组织最大剂量比、散射最大剂量比。按照离轴比剂量,利用平方反比规律推出最大开野在模体表面的能量注量。结果：计算出准直器散射因子、总散射因子的拟合公式,外推零野模体散射因子（s。）、根据原射线的百分深度剂量曲线计算出原射线在水中线性衰减系数,组织最大剂量比（TMR）、散射最大剂量比（SMR）、以及射野能量注量分布（Fluence Matrix）。结论：这些基本参数是剂量计算建模的关键,也是进一步研究各种剂量计算模型的基础。     

旋转照射与X刀照射剂量分布的理论分析

本文利用理想线束的概念分析旋转治疗及Ｘ刀剂量分布的规律。分析了受照射的时间对剂量分布的影响。这时任何线束的剂量分布关系相对于照射野的宽度基本相同。多平面旋转治疗的剂量分布随平面数增加剂量更集中于靶区，但是，在轴区的剂量分布不变。重叠区大小随平面数增加而迅速变大，不重叠区剂量随平面数增加而减少。     

放射治疗中剂量梯度概念及其在临床中的应用

射线剂量场的剂量梯度可用哈密顿算子求出，剂量梯度可矢量运算方法求和，文中给出射线束的射束轴上各点剂量梯度的计算公式：当各射线束束轴相交于一点时，可由矢量和求出该点的合成剂量梯度。由此可估算出靶区剂量不均匀情况。文中提出中心零梯度假设：如果靶区中心剂量梯度为零，则靶区剂量分布均匀。文中学例证实了这一点。     

放射深度的快速算法

在一般情况下,我们使用的深度剂量数据及其它数据都是在假定受照目标的组织密度是均匀的情况下得到的,然而实际上,射线束照射患者时,射线可能是经过脂肪,骨头,肌肉,肺组织及空气等层次,这些组织的密度是不一样的,是不均匀的,从而使这些组织对剂量的分布产生了影响,故必须进行了人体不均匀组织对剂量影响的校正,而在校正方法中,放射深度的计算是一个十分重要的环节,本文对方向深度的算法进行了研究,并提出了一种快速算     

使用X线投影的活动叶片感兴区衰减器

感兴趣区域（ＲＯＩ）成像已经成为减少Ｘ线投影辐射剂量的有效手段。以前的ＲＯＩ衰减器由整块金属板构成，不仅改变射线特性，而且会导致图像复原过程中的不确定性。本文介绍了活动叶片ＲＯＩ衰减器（ＭＳ—ＲＯＩ）样机的设计思想及其结构，这种衰减器可以保持整个视场的射线特性。衰减器由带中心孔的３６片铅合金叶片组成，并在Ｘ射线管和患者之间迅速旋转，使Ｘ射线强度在感兴趣的圆形区域内保持不变，而在其他部位则减半。用图像处理技术实现ＲＯＩ边界的自动检测，并在整个图像范围内进行图像平滑，恢复的图像视觉效果较好。ＲＯＩ内…     

QLX-2002前列腺增生光子治疗机的剂量分布研究

目的：研究QLX-2002前列腺增生光子治疗机在体内的剂量分布，特别是在前列腺位置垂直射线方向的剂量分布，方法：用不同厚度的有机玻璃代替组织的相对厚度，用电离室和胶片法测量：PDD、OAR和等剂量分布曲线。结论：治疗头的开口窗尺寸应缩小。     

脑室肿瘤放射治疗的剂量分布测量

放射治疗的根本目标在于给肿瘤区域足够的精确治疗剂量，而使周围正常组织和器官受照射量最小。提高肿瘤的局部控制率，减少正常组织的放射并发症，而实现这个目标的关键是取决于治疗剂量的精确实施和脑剂量分布的优劣。本工作根据临床常用的三种治疗方案，用ＴＬＤ剂量元件和剂量胶片，利用人体等效非均匀头模，检验治疗计划系统剂量分布理论计算结果     

应用Matrixx验证活动挡铅形成的电子束照射野

目的：验证活动挡铅形成的电子束照射野的剂量分布,讨论其所形成的照射野对临床照射的影响。方法：一体式挡铅组成的电子束照射野由一块规则的、对称的10cmx8cm空心挡铅形成,照射野大小：10cmx8cm;活动式挡铅组成的电子束照射野由一块长方形的14cmx4cm实心挡铅和一块规则、对称、一体式10cm~10cm空心挡铅组成,形成的照射野大小：10cmx8cm。使用IBA的I’mRTMatrixx分别测量一体式挡铅的电子束照射野和活动式挡铅形成的形状、面积一样的电子束照射野。用OmniProI’mRT软件得出两种方法形成的照射野在x轴方向上的剂量分布曲线。结果：活动挡铅形成的照射野与一体式挡铅照射野的面积大小一样。但是,一体式挡铅照射野的对称轴与x轴方向上的剂量分布曲线的对称轴相一致,即剂量分布曲线以照射野x=0处的y轴对称分布。活动挡铅照射野的对称轴是x=0处的l,轴,与x轴方向上的剂量分布曲线的对称轴x=-1处的纵轴不一致,即剂量曲线不以照射野的对称轴对称分布,剂量分布不均。结论：技师在使用高能电子束对患者进行照射治疗时,要严格按照计划和医嘱,使用与计划相匹配的一体式挡铅。     

Smoothing Monte Carlo calculated dose distributions by iterative reduction of noise

A smoothing algorithm based on an optimization procedure is presented and evaluated for single electron and photon beams and a full intensity modulated radiation therapy (IMRT) delivery. The algorithm iteratively reduces the statistical noise of Monte Carlo (MC) calculated dose distributions. It is called IRON (iterative reduction of noise). By varying the dose in each voxel, the algorithm minimizes the second partial derivatives of dose with respect to X, Y and Z. An additional restoration term ensures that too large dose changes are prevented. IRON requires a MC calculated one-dimensional or three-dimensional dose distribution with or without known statistical uncertainties as input. The algorithm is tested using three different treatment plan examples, a photon beam dose distribution in water, an IMRT plan of a real patient and an electron beam dose distribution in a water phantom with inhomogeneities. It is shown that smoothing can lead to an additional reduction of MC calculation time by factors of 2 to 10. This is especially useful if MC dose calculation is part of an inverse treatment planning system. In addition to this, it is shown that smoothing a noisy dose distribution may introduce some bias into the final dose values by converting the statistical uncertainty of the dose distribution into a systematic deviation of the dose value.     

侧向电子失衡对肺部肿瘤放射治疗计划设计的影响

目的 :分析高能X射线通过低密度的肺组织时 ,侧向电子失衡对肺部肿瘤放射治疗计划的影响。方法 :用 6MV和 18MVX射线对一例肺癌进行三维适形治疗 (3D CRT)计划设计 ,并用Helax TMS计划系统提供的笔形束算法和筒串算法对两种能量下的布野方案相同的 3D CRT计划进行剂量计算 ,比较靶区及危及器官的剂量分布、DVH等指标。结果 :采用笔形束算法 6MV与 18MV计划的等剂量线和DVH相近 ,18MV计划的靶区剂量均匀性略优于 6MV计划 ;而当采用能进行电子侧向散射修正的筒串算法时 ,靶区的高剂量覆盖程度明显变差 ,18MV计划靶区剂量亏损更为显著 ,6MV计划高剂量覆盖靶区的程度优于 18MV计划 ;不同能量、算法下肺和脊髓的受量基本相同。结论 :对于肺部肿瘤 ,剂量计算应采用能够准确修正不均匀组织影响的算法 ,非调强放射治疗时最好使用 6MVX射线。     

Dose measurements and calculations of small radiation fields for 9-MV x rays

Measurements of dose distribution for square fields with sizes ranging from 1 X 1 to 30 X 30 cm for a 9-MV x-ray beam from a Neptune 10 linear accelerator, manufactured by CGR, are reported. Special attention was paid to field sizes smaller than 4 X 4 cm, used in radiosurgery techniques. To express the dose-monitor units relationship, total, collimator, and phantom scatter correction factors were obtained by experimental measurements. A strong dependence of these factors on the smallest field sizes (less than 4 X 4 cm) was shown. Measurements of the maximum depth dose dmax, plotted as a function of field size, showed a maximum at about 5 X 5 cm, in good agreement with previous results. dmax was also measured for the smallest fields, demonstrating that the contaminating electron component of the x-ray beam was not responsible for the dmax shift. Analysis of the penumbra width of cross dose distributions, as a function of field sizes, allowed us to postulate that the dmax shift could be due to the phantom scattered photons, which in turn were generated by the collimator scattered photons. Newly derived tissue-maximum ratio and scatter-maximum ratio data were used for dose profile calculations of 2 X 2, 4 X 4, and 10 X 10 cm field sizes. The agreement between experimental and calculated data was found to be +/- 2% within the geometrical edges of the fields and +/- 6% outside of them. A dose profile from the isocenter of a 2 X 2 cm square field moving through a 360 degree rotation arc was obtained and compared with that from the center of a 125I shielded source, as measured by Ling. Advantages and problems relating to the use of x-ray beams from linear accelerators in radiosurgery are discussed.     

Buildup/surface dose and exit dose measurements for a 6-MV linear accelerator

The central axis dose distribution in the buildup region for the Varian Clinac 6/100 6-MV x-ray beam was measured in a polystyrene phantom using a fixed volume (0.5 cm3) parallel-plate ionization chamber (2.4-mm plate separation). Results for the surface dose measurements ranged from approximately 8% of the maximum dose for a 5 X 5 cm field, up to 36% for a 40 X 40 cm field, 100-cm source-skin distance. The effect of a 0.6-cm-thick polycarbonate blocking tray and metal filters on the surface and buildup dose is also reported. In addition, ionization measurements were made to document the dose perturbations caused by the absence of backscattering material at the exit surface of a polystyrene phantom. Exit dose measurements showed a 15% reduction in dose with essentially no scattering material beyond the measurement point. Near full scatter condition could be restored by placing 5-10 mm (depending on field size) of unit density material directly behind the ion chamber's distal surface.     

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。     

应用提高分辨率的MatriXX检测等中心偏移的方法简介

目的:以检测等中心在X方向的偏移示例,介绍使用提高分辨率之后的MatriXX检测等中心偏移的方法。方法:在确保MLC的leaf bank关于collimator中心轴旋转对称,且MatriXX中心与等中心的偏差已知的基础上,将gantry和collimator的角度都设为0°,治疗床向X正方向每移动1 mm测量1次5 cm×5 cm照射野100 MU的剂量分布曲线,共7次移动治疗床,测量8组数据,然后将这8组数据叠加为一组复合数据,得到gantry和collimator角度为0°、5 cm×5 cm照射野100 MU时MatriXX在X方向分辨率为1 mm的剂量分布曲线。同样的方法测量得到将gantry角度设为180°时相对应的剂量分布曲线,然后使用OmniPro I’mRT软件对比分析这两个profile,得出等中心在X方向的偏移值。结果:等中心的偏移值为1.8 mm。结论:提高分辨率之后的MatriXX能够检测出等中心的偏移值;等中心的偏移会导致病人接受剂量出现偏差,而这种偏差可以通过调整Elekta Synergy MLC的leaf bank关于gantry旋转中心轴对称和计划设计中设置collimator与couch角度为0°来克服;等中心的偏差使得gantry角度在90°和270°附近照射野的平面剂量偏差非常大。因此,不建议计划设计中设置gantry角度在90°和270°附近的照射野,也不建议选用MatriXX或者其他平面探测器做照射野gantry角度集中在90°和270°附近的病人计划验证。     

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。