放疗靶区呼吸运动对CT模拟定位图像重建的几何体积精度的体模实验研究

目的:研究放射治疗病人的不同呼吸运动状态对CT模拟定位扫描的图像重建精度的影响以及对放射治疗计划设计和评估的影响。方法:使用动态体模模拟放疗患者肺部靶区的呼吸运动,测试和计算不同运动周期和幅度下用于治疗计划设计的CT扫描的图像重建几何体积的变化。体模运动单元包含1cm和2cm的两个统一密度的球体和边长3cm的正方体,分别设定在沿CT定位床轴向以±1cm和±2cm的幅度作运动周期为3s,4s,5s,6s和10s的匀速振动。CT扫描条件为螺距1.5,层厚5mm,扫描速度1Slice/s。在CT模拟定位工作站上对扫描的原始数据进行三维图像重建,以自动阈值勾画方式计算模拟靶区体积大小,并与体模的实际几何体积比较确定误差。结果:(1)在体模运动方向有明显的几何体积误差,且可能形成明显的成像间隙。(2)重建的模拟运动靶区体积变化与其物理体积大小和运动状态相关。在选定的CT扫描参数和靶区体积的运动状态下,CT扫描图像重建的体积误差最大达66.7%,在振幅为2cm时相隔2cm的模体图像甚至可能发生部分重迭。(3)靶区图像的几何中心可能发生偏差,从而造成治疗计划设计的射野中心偏差。结论:在呼吸运动幅度和周期分别大于2cm和4s时有必要对定位患者采取呼吸限制方式进行CT模拟定位扫描或根据实际测量结果评估靶区体积误差可能带来的计划误差。     

利用矩阵电离室对加速器和放疗计划系统进行剂量学研究

目的:探讨利用矩阵电离室对医用直线加速器及放射治疗计划系统进行快速剂量学的检测方法和项目。方法:在矩阵电离室上方放置5cm的固体等效水模,下方放置5cm的反射水模,对标准方野和矩形野测试,测试条件SSD=95cm,SAD=100cm,射野大小分别为2cm、5cm、10cm、15cm、20cm和2cm×10cm、5cm×20cm、20cm×5cm,MU为100cGy;对治疗计划系统的中央挡铅、MLC形成的中央挡铅、不对称射野、MLC末端形状(叶片末端效应)和相对叶片之间的间隙和MLC侧面效应、叶片凹凸槽效应、以及简单模拟调强模型等相关参数进行检测。结果:方野和矩形野的平坦度为100.07%～102.66%,对称性为0.10%～1.49%;光野、射野一致性检测:X方向为-1.5%～0.7%,Y方向为-1.4%～1.0%,平均为-0.47%;对放疗计划系统的检验,主要验证计算值与实际测量值的结果比较,以Gamma值和绝对剂量偏差值(4%)来判断两者的符合性。对于方形野和矩形野Gamma值在92.02%～96.35%,而对于多野光栅的相关检测,在计划系统设置的两个半野(X1=5cm,X2=0cm,Y=10cm和X1=0cm,X2=5cm,Y=10cm)合成实验中,合成区域间隔处有5%的剂量偏差,5个2cm×10cm合成10cm×10cm实验中,在射野连接处误差值最大可达10%;在两个2cm×2cm的方野,间距6cm实验中,第一个射野Gamma值可达96.6%,第二个Gamma值为93.2%。结论:利用矩阵电离室可对医用直线加速器和放疗计划系统实现快速的剂量学检测,对加强两者日常的QA和QC具有重要的意义。     

Varian多叶准直器(MLC)常规测量方法及质量保证

目的:通过建立一套多叶准直器(MLC)常规测量方法,探讨用MLC进行三维适形放射治疗(3-Dimension confor-mal radiation therapy,3D CRT)质量保证(QA)的内容.方法:物理师采用胶片法对Varian 23EX加速器,120叶MLC、Cadplan治疗计划系统进行治疗前、每日、每月、三个月的质量保证项目检测.结果:MLC形成的照射野与灯光野的重合性、叶片位移的精确度、数字化仪的精度、叶片运动的倾斜度、下垂度、照射野中心均在允许范围内,符合临床要求.结论:Varian 120叶MLC性能稳定、可靠.     

影像引导放疗中常用CT设备影像质量的比较分析

目的:分析影像引导放疗中常用的模拟定位螺旋CT(MSCT)、加速器机载锥形束CT(CBCT)和螺旋断层治疗机MV螺旋CT(MVCT)的影像质量。方法:CatPhan600模体测量三种成像设备的CT值均匀性和线性、空间分辨率、低对比度分辨率、3D影像的几何准确性和金属伪影大小。结果:MSCT、CBCT和MVCT的CT值与物质密度均呈线性关系;均匀模体中的CT均匀性分别为1.07%,1.40%,39.81%;空间分辨率分别为8 lp/cm,7 lp/cm,4 lp/cm;MSCT可显示低对比度为1%的3 mm圆孔,CBCT只能略微分辨圆孔,而MVCT则无法显示圆孔,几何准确性均良好;MVCT的金属伪影较小。结论:CBCT和MVCT的成像质量均不如MSCT,但能满足患者治疗体位验证和监测的需要。     

调强放射治疗“end to end”质量控制核查中应用针尖电离室测量小野剂量的初步研究

目的:在调强放射治疗“end to end”质量核查中,探讨应用针尖电离室对调强放射治疗小野照射进行绝对剂量测量的研究。方法:选择3省20家医院,将放有热释光剂量计TLD（距模体表面距离约7.5 cm）和胶片的国际原子能机构（IAEA）模体进行CT扫描,图像导入放射治疗计划系统（TPS）中,设计治疗计划,进行7野等中心调强照射,MLC照射野大小>2 cm×2 cm且<4 cm×4 cm。同时针尖电离室（0.015 cc）放在固体水模体距模体表面7.5 cm下进行点剂量绝对剂量验证:（1）将治疗计划中射野角度归零平移到固体水模体中进行剂量验证;（2）治疗计划射野角度不归零时为实际治疗照射方向,平移到固体水模体中进行绝对剂量验证。结果:在调强放射治疗多叶光栅小野照射的固体水模体中,用针尖电离室测量的绝对剂量与TPS计算得到的绝对剂量比较,7野照射方向归为零度时,比较偏差<5%;实际照射方向时,比较偏差<5%。验证后的计划,在IAEA模体上进行实际7野调强治疗,模体中的高剂量靶区胶片（Gafchromic EBT3 film）绝对剂量通过率均≥90%（Gamma分析:3%, 3 mm）,TLD偏差<7%。均符合IAEA提出的标准。结论:在调强放射治疗多叶光栅小野照射时,可以应用针尖电离室作为绝对剂量验证的一个方法。     

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。     

军队CT机应用质量分析

计算机断层扫描装置(CT)是医院临床应用中重要的大型影像诊断设备。定期对CT进行检测是影像诊断质量保证工作中的重要内容,也是保证和提高医疗质量的重要环节。最近几年我国在对CT等大型影像诊断设备的质量保证方面相继采取了一系列措施,军队在这方面的工作也逐步展开。1　检测工具和CT机性能参数要求检测设备:美国ThePhantomLaboratory公司的Cat-phan性能参数体模以及美国Radcal公司生产的CT剂量仪和头部剂量体模。测试结果依据:国家卫生部发〔1996〕第216号文件《大型医用设备CT机质量评审检测项目及照片抽取要求(草案)》;及军队大…     

补偿膜对浅表组织剂量学的GEANT4模拟研究

目的 研究不同补偿膜厚度及不同空气间隙大小对浅表组织剂量学影响.方法 利用蒙特卡罗程序"几何和跟踪"(GEANT4)构建位于加速器等中心的30 cm × 30 cm × 30 cm水模体及30 cm × 30 cm × d cm(d为0.5、1.0、2.0)组织(水)等效补偿膜,通过改变等效补偿膜与水模体空气间隙至0 ...     

气腔存在和小野条件下不同光子剂量算法的计算精度比较

为了评估放射治疗剂量计算最常用的笔形束(PB)算法、卷积叠加(CS)算法处理小野且气腔存在条件下的计算精度,建立一包含气腔的水模体,分别用PB算法、CS算法和蒙特卡罗(MC)模拟计算1cm×1cm～7cm×7cm射野条件下该模体中的深度剂量和离轴比,并以MC模拟为标准比较深度剂量和离轴比曲线的扩展半影(自定义为10%～90%等剂量线之间的宽度)。研究结果显示PB算法和CS算法均高估了深度剂量,相比之下PB算法高估的程度更严重;CS算法计算的离轴比和MC模拟接近,向两侧发散,而PB算法计算的离轴比无明显发散。这表明在小野且气腔存在的情况下,PB算法和CS算法的计算精度都不高,但相对来说CS算法的计算精度高于PB算法。     

两种胶片分析方法比较多叶光栅到位精确度:多中心测量结果的初步研究

【摘 要】 目的:应用两种胶片分析方法分析调强治疗多叶光栅（MLC）到位精确度。 方法:选择4个省共15家医院,其中8家为Varian加速器,MLC型号均为Millenium 120;7家为Elekta加速器,MLC型号为MLCi或MLCi2。胶片放在固体水模体30 cm×30 cm,dmax点处（水下1.5 cm）,SAD=100 cm,6 MV照射,250 MU（监督系数）/栅栏野,应用计划系统,在EBT3胶片上形成5条MLC栅栏野,每条栅栏野射野宽度为6 mm,5条栅栏野射野中心位置相对于中间栅栏野射野中心的位置距离分别为-6、-3、0、3、6 cm。将照射后的胶片用Epson Expression 10000XL扫描,应用Film QATM Pro软件得到栅栏野剂量曲线（profile）,并用两种归一方法即截断部分光密度值区域后归一和归一到局部位置区的光密度值,从射野位置及中心位置偏差、射野宽度及偏差4个方面分析比较MLC到位精确及多中心测量结果。 结果:两种分析方法比较,5条栅栏野实际射野位置相对于计划射野位置偏差,均测得9家医院位置偏差超过国际原子能机构（IAEA）规定偏差限值±0.5 mm;分析每条栅栏野射野中心位置的偏差,分析结果均符合IAEA规定限值±0.5 mm;分析5条栅栏野宽度,并与计划设定宽度6 mm相比较,偏差均符合IAEA规定不超过±1 mm;分析射野宽度最大最小值偏差及标准差,分析结果均符合IAEA规定偏差不超过±0.75 mm,标准差不超过0.30 mm。 结论:两种胶片分析方法测量MLC叶片到位精确度,结果相近,差别较小,在此实验中两种归一方法均可被用。