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。     

ArcCheck探测螺旋断层放疗误差的敏感性

目的:针对螺旋断层放疗（HT）系统,分析ArcCheck验证患者计划通过率对治疗床运动速度误差、机架旋转周期误差、机架起始角度误差、多叶准直器叶片开启时间误差的敏感性。方法:选取9例行HT的鼻咽癌患者计划,由自编程序生成与原计划相对应的误差计划。应用点剂量及Gamma分析,计算得出上述误差的临床可检测误差值。结果:所有患者的原计划采用3%/2 mm、2%/1 mm标准时的平均Gamma通过率分别为97.49%±1.08%、73.38%±4.31%。应用3%/2 mm通过率标准时,可检测的最小误差分别为治疗床运动速度:-1.58%、1.38%（上下限阈值）,机器旋转周期:-1.68%、1.31%（上下限阈值）,机架起始角度误差:2.50°,多叶准直器叶片开启时间:1.62%。而应用2%/1 mm标准时,检测精度得到提升,可检测的最小误差分别为治疗床运动速度:-0.69%、1.27%,机器旋转周期:-0.69%、0.69%,机架起始角度误差:2.06°,多叶准直器叶片开启时间:0.52%。结论:ArcCheck与电离室测量点剂量联用与单独使用ArcCheck Gamma通过率相比并未表现出明显优势,ArcCheck可以检测出临床相关的照射误差,更为严格的Gamma通过率标准可以明显提高误差计划的检测精度。     

机械旋转误差对多发脑转移瘤VMAT计划剂量分布的影响

目的:探讨直线加速器的机械旋转误差对单中心多发转移瘤VMAT计划剂量分布的影响。方法:随机选取21例多发脑转移瘤患者,假定患者均采用非共面VMAT放疗计划,分别将治疗床、准直器的角度旋转偏移[±]0.5°、[±]1.0°、[±]1.5°、[±]2.0°,并通过Eclipse 13.6治疗计划系统模拟机械旋转偏移误差在多发脑转移瘤VMAT计划中对剂量分布的影响。记录并分析不同治疗床、准直器角度旋转偏移下靶区的适形度指数（CI）、剂量梯度跌落指数（GI）、剂量均匀性指数（HI）以及危及器官的最大剂量。结果:当治疗床及准直器角度旋转偏移大于0.5°时,靶区的CI、GI（治疗床除外）及HI指数差异具有统计学意义（P<0.05）;危及器官的最大剂量差异无统计学意义（P>0.05）。结论:在设计多发脑转移VMAT计划时应考虑等中心与靶区之间的距离,六维床旋转误差校正阈值为0.5°更为合理。     

调强验证中MapCheck对加速器机架与准直器角度敏感性研究

目的研究MapCheck静态调强放射治疗中加速器机架与准直器角度的改变对不同阈值下验证通过率的影响,并分析其对角度变化的敏感性。方法选择2018年12月于福建省肿瘤医院行静态调强放射治疗的10例恶性肿瘤患者,其中男性7例,女性3例;年龄30~74岁,中位年龄52岁。使用MapCheck2作为验证工具。设定机架角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°和准直器角度为0°、2°、3°、4°、5°、10°时,进行调强计划验证,分别记录在1%/1 mm和10%、2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%阈值下等剂量距离偏差(DTA)和γ通过率,并使用配对t检验分析数据。结果机架角度组:在1%/1 mm标准下,角度变化为0°~10°,验证通过率出现上下波动,波动范围为80.68%±4.42%;角度变化为10°~30°,角度平均每增加5°,平均验证通过率降幅为11.24%±1.30%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,当角度变化为0°~15°,验证通过率降幅分别为1.98%±0.31%、1.23%±0.39%;当角度变化为15°~30°,角度平均每增加5°,验证通过率降幅分别为12.66%±0.27%、9.25%±0.33%。准直器角度组:在1%/1 mm标准下,准直器角度变化为0°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅为4.83%±0.47%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,角度变化为0°~2°,验证通过率降幅分别为2.85%±0.29%、0.60%±0.19%;当角度变化为2°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅分别为4.21%±0.17%、2.86%±0.13%。结论当阈值设置为2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%时,MapCheck弱化了可能存在的机架与准直器角度误差和计划自身的缺陷对通过率所造成的影响,因此建议在调强验证中将阈值设置为1%/1 mm和10%并确保机架尤其是准直器到位精度,以保证调强验证的精确性。     

快速容积旋转调强治疗系统的验收测试

目的:检验新型快速容积旋转调强(VMAT)治疗系统的计划剂量计算和执行精度,为系统投入临床应用提供质量保证。方法:根据美国医学物理师协会第142号工作组报告中的要求,检测加速器机械和剂量学精度,并基于仿真人体不均质模型设置8个包括标准方野、楔形野、多叶准直器菱形野、不规则野、组合野等射野,以及斜入射、切线照射、共面和非共面照射等照射条件对测试例进行多点剂量验证。针对VMAT的特点特别设置固定方野、适形射野、静态和动态调强射野的旋转照射测试计划,对系统进行端到端的验证测试,最后采用实际VMAT治疗计划检验系统的执行精度。结果:加速器的机架、准直器和床旋转等中心误差≤1.5 mm,所有旋转运动的角度刻度误差≤0.5°,多叶准直器到位误差≤1.0mm,光野射野重合度误差≤1.0 mm。8个测试例中多点剂量验证的误差为-2.57%~2.30%,各旋转照射验证测试的剂量误差为-1.83%~1.19%。实际VMAT治疗计划验证的γ(3.00%,3 mm)通过率优于95.00%。结论:所设置的验收测试能保证快速VMAT治疗系统机械和剂量学精度达到临床要求,可作为同类系统临床前质量保证的验证方法。     

准直器角度对鼻咽癌容积旋转调强计划及剂量验证的影响

目的:通过旋转准直器,研究准直器的旋转对鼻咽癌容积旋转调强（VMAT）计划与剂量验证的影响。方法:选择10名T3期鼻咽癌患者,每位患者分别设计10个VMAT计划,10个VMAT计划准直器角度分别为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°,比较分析不同计划中靶区剂量、危及器官和正常组织的受照剂量以及机器跳数,并对每个计划进行剂量验证。结果:准直器角度为10°的VMAT计划,PGTVnx、PTV1以及PTV2的HI均值最小,CI均值最大（P<0.05）。PGTVnd的HI均值在所有计划中变化不大（P>0.05）,CI均值在5°~30°最大（P<0.05）。脑干、脊髓以及眼球Dmax在5°~20°时较小（P<0.05）,视交叉和下颌骨Dmax在15°~25°时较小,腮腺V30在35°时最小。靶区外正常组织,在低剂量区V5~V20时,0°和5°受照体积最低,在高剂量区V25~V50,10°最低。在不同的准直器角度,机器跳数平均值最小的是准直器为0°的计划,最大的是30°（P<0.05）。所有计划的γ通过率均在98%以上,其中准直器在20°时通过率最高。结论:在进行鼻咽癌VMAT计划设计时,可以将准直器角度设置在10°~20°来获取更好的靶区剂量分布,减少危及器官以及正常组织的受照剂量,同时不会降低剂量验证的通过率。 【关键词】鼻咽癌;容积旋转调强;准直器角度;剂量验证     

基于EPID宫颈癌IMRT验证的不同Gamma通过率参数影响分析

目的:使用Varian 非晶硅电子射野影像系统（EPID）对80例宫颈癌术后患者的放疗计划进行Gamma通过率验证,分析不同机架角度、两台同型号加速器间Gamma通过率的差异;探讨3种参数设置对Gamma通过率的影响,为计划验证提供理论依据。方法:对每一患者制定7野均分治疗计划并创建验证计划,在两台相同型号的Varian Unique（1、2）加速器上进行验证并获取验证图像;通过Portal Dosimetry（PD）软件获得不同参数设置（标准剂量差异与距离符合度）下的Gamma通过率,对其进行统计学分析。结果:参数设置分别为PD_Global/PD_Local 1%/1 mm、2%/2 mm、3%/3 mm,剂量阈值10%。（1）当参数为PD_Global（2%/2 mm、1%/1 mm）时,Gan=0°的Gamma通过率优于其他角度;Gan=104°、256°的Gamma通过率低于其他角度（P<0.05）。参数为PD_Local（3%/3 mm、2%/2 mm、1%/1 mm）时,Gan=0°的Gamma通过率低于其他角度（P<0.05）。（2）参数为PD_Global 1%/1 mm、PD_Local 1%/1 mm时,Unique-2的Gamma通过率高于Unique-1（P<0.05）。结论:严格的参数设置能够体现机架角度、加速器性能等对Gamma通过率的影响;针对不同部位的肿瘤需要加入相关的分析条件。为提高放疗的精确性,物理师需要增加对射野影像装置、机架角位移、多叶准直器到位精度等设备参数的检测频率,并通过大量数据的累积与临床相结合,制定更严格的Gamma通过率参数与限值。     

Octavius 1600SRS三维剂量验证系统临床可行性测试

目的:通过模体实验对PTW Octavius 1600SRS三维剂量验证系统进行临床应用前性能测试,评估其对立体定向放射治疗（SBRT）计划进行剂量验证的可行性。方法:选用PTW Octavius 1600SRS体模的CT图像,模拟勾画7个球形靶区,中心靶区（PTV0）直径大小为3 cm,其余各靶区直径大小分别为1.0 cm（2个）、1.5 cm（2个）和2.0 cm（2个）,各靶区中心点距PTV0中心点距离为3~6 cm。设置PTV0的中心点为计划中心,在治疗计划系统中制定SBRT计划（Plan0）,处方剂量为8 Gy×3 F。实验分别对Plan0引入临床常见偏差,包括叶片MLC位置偏差（1、2、3 mm）、计划中心点（ISO）位置偏差（1、2、3 mm）和机架位置偏差（0.5°、1.0°、2.0°）,并生成相应的偏差计划。使用1600SRS验证系统分别对原计划和偏差计划进行测量,比较两者γ通过率和靶区覆盖率的差别,以评估系统对放疗剂量偏差的敏感性。另外,对6例临床SBRT计划进行治疗前剂量验证,并与EPID验证结果进行比较,以评估其临床计划验证性能。结果:1600SRS验证系统对MLC偏差检测非常敏感,当MLC出现1 mm偏差时,其γ通过率与各靶区覆盖率均出现显著下降,且随着MLC偏差变大,其下降越明显。当MLC出现3 mm偏差时,（3 mm/3%）和（2 mm/3%）的γ通过率分别从99.6%和98.0%下降至92.8%和81.7%,7个靶区体积的覆盖率（V98%）平均下降（58.8±6.8）%。1600SRS对机架旋转偏差和ISO平移误差检测亦敏感,在机架旋转出现2°偏差或ISO出现3 mm偏差时,其（2 mm/2%）的γ通过率分别从95.1%下降至89.5%或86.2%。另外,6例临床SBRT放疗计划的（2 mm/3%）γ通过率平均为（95.5±1.5）%。结论:Octavius 1600SRS能敏感地检测出SBRT计划中MLC到位偏差、机架旋转角度偏差与ISO偏差,能较好地应用于SBRT计划的治疗前剂量验证。     

Octavius 4D系统稳定性验证分析

目的:探讨Octavius 4D系统用于容积旋转调强放射治疗(VMAT)三维剂量验证的稳定性。方法:比较分析semiflex电离室和Octavius 729探测器阵列在6 MV、10 MV射束下对射野大小、剂量线性、剂量率线性和射野输出因子的响应。测量观察Octavius 4D系统旋转过程中角度仪示值与机架角的角度偏差。用3%/3 mm标准分析(10×10)cm~2旋转照射计划和VMAT计划机架归零与旋转照射的二维剂量分布;用3%/3 mm gamma分析标准评估VMAT计划。结果:预热剂量大于6 Gy是探测器稳定的必要条件。探测器阵列剂量响应是线性的,不同标称剂量率下剂量测量是稳定的。旋转照射过程中加速器机架角和Octavius 4D模体旋转角度误差在0.4°以内。6 MV和10 MV射束VMAT计划在分析标准为3%/3 mm时,三维剂量分布的平均通过率分别为96.03%和95.56%,满足临床计划剂量验证的标准。结论:Octavius4D模体联合Octavius 729探测器阵列是一套稳定性装置,用于治疗前验证VMAT计划是可靠的。     

Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗剂量验证的对比研究

目的探讨Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)中基于Arc CHECK模体进行剂量验证,并据此分析不同的参数下的剂量对比研究。方法选择40例行根治性放射治疗的鼻咽癌患者,病理学分期为Ⅰa~Ⅱb期(UICC/AJCC2002分期)。依Monaco计划系统和Pinnacle计划系统各20例。设计计划用ArcCHECK模体进行验证。采用Gamma分析法在对比标准2%/3 mm、3%/3 mm、3%/5 mm条件下,比较两种计划系统验证通过率;采用DTA分析法,在对比标准3%/3 mm,比较两种计划系统绝对剂量和相对剂量的通过率并进行非参数检验分析。结果 Monaco计划系统的通过率高于Pinnacle计划系统;在Gamma分析法、标准2%/3 mm和3%/3 mm时,两种计划系统通过率差异有统计学意义(P0.05);而在对比标准3%/5 mm时,通过率差异无统计学意义(P0.05)。采用DTA距离符合度分析法下,两种计划系统的相对剂量和绝对剂量均有统计学意义(P0.05)。结论 Monaco计划系统和Pinnacle计划系统均能验证完成鼻咽癌VMAT的计划,Monaco计划系统较Pinnacle有着更高的验证通过率。     

鼻咽癌容积调强剂量验证与计划复杂性的相关性

目的:研究鼻咽癌容积调强剂量验证γ通过率与计划复杂性之间的相关性。 方法:选取106例鼻咽癌容积调强计划,采用二维电离室矩阵Matrixx进行剂量验证,比较测量的和计划的剂量分布,评价在不同标准（3%/3 mm、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm）下的通过率。采用调强复杂性指数（MCS）定量评价计划的复杂性,并分析计划验证γ通过率与MCS间的关系。 结果:鼻咽癌容积调强计划在3%/3 m、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm标准下的通过率分别为（98.49±0.95）%、（95.92±1.71）%、（89.74±2.44）%、（90.58±2.87）%。计划的平均MCS值为0.210±0.019,与通过率间（3%/3 m、3%/2 mm、3%/1 mm、2%/2 mm标准）的Pearson相关性系数分别为0.333（P<0.001）、0.303（P=0.002）、0.347（P<0.001）、0.267（P=0.006）。 结论:鼻咽癌容积调强计划验证γ通过率与MCS之间有相关性,但相关性较弱。     

两套商用治疗计划系统中VMAT计划质量及其验证的对比研究

目的:探讨两套商用治疗计划系统（TPS）用于喉癌与直肠癌患者容积旋转调强放疗（VMAT）的剂量学特性与验证结果差异,为其临床应用提供一定的依据。 方法:选取喉癌患者10例、直肠癌患者12例,分别利用Eclipse和Pinnacle商用TPS进行VMAT及其验证计划设计,利用ArcCheck实施剂量数据的采集,分析标准为3%/3 mm和2%/2 mm条件下Gamma通过率。从计划质量、实施效率、验证结果等方面评价两套系统执行VMAT技术的差异性。 结果:计划质量方面:喉癌VMAT计划中,Eclipse在危及器官保护以及计划靶区（PTV）的适形度指数（CI）、均匀性指数（HI）上与 Pinnacle相近（P>0.05）,Eclipse的MU要少于Pinnacle,但无统计学差异（P>0.05）;直肠癌VMAT计划中,Eclipse在MU、PTV的CI和HI以及对膀胱、小肠的保护上与Pinnacle相近,在左右股骨头的V40上,Eclipse略优于Pinnacle,但无统计学差异（P>0.05）。剂量验证方面:无论是喉癌还是直肠癌VMAT计划,在分析评价标准3%/3 mm和2%/2 mm条件下,Eclipse的Gamma通过率均高于Pinnacle,且均具有统计学差异（P<0.05）。 结论:尽管两套TPS的喉癌和直肠癌VMAT计划质量相近,且剂量验证均能满足临床治疗的要求,但两套计划系统在MU以及剂量验证通过率上存在一定的差异性,仍需选择更多的病例进一步探讨以确定其差异的原因。     

3台医科达加速器束流匹配后互换执行容积旋转调强放射治疗计划的剂量准确性分析

目的:探讨放疗科3台加速器束流匹配后互换执行容积旋转调强放射治疗（VMAT）计划的准确性。方法:随机选取18例头颈部、胸腹部和盆腔部患者,采用Synergy1、Synergy2和VersaHD 3台加速器模型分别制作VMAT放疗计划PlanSynergy1,PlanSynergy1和PlanVersaHD。同一VMAT计划（6 MV X射线）分别在3台加速器执行,采用电离室和Delta4分别测量绝对点剂量误差和相对三维剂量γ通过率（3 mm/3%）。互换执行VMAT计划后,点剂量和相对剂量的测量结果与治疗计划系统（TPS）计算的结果比较,评估3台加速器束流匹配后VMAT计划互换执行的可行性。结果:PlanSynergy1计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时,测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为-0.27%±0.87%、-0.88%±1.74%和0.37%±2.18%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为99.84%±0.31%、98.89%±1.32%和99.16%±1.12%;PlanSynergy2计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为0.24%±1.98%、0.15%±1.97%和-0.09%±0.66%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为98.75%±1.38%、99.77%±0.42%和99.41%±1.66%;PlanVersaHD计划分别在Synergy1、Synergy2、VersaHD执行时测得的点剂量与TPS计算的偏差分别为-0.57%±1.07%、-0.42%±2.10%和-1.55%±1.62%,测量的相对剂量与TPS计算相比,γ通过率分别为97.79%±1.61%、98.75%±1.37%和99.78%±0.60%。在3台加速器互换执行VMAT计划中,点剂量偏差均在3%以内,相对剂量偏差的γ通过率均在95%以上,均满足临床要求。结论:3台医科达加速器束流（6 MV X射线）匹配后可互换执行VMAT计划。