RapidArc容积旋转调强
锐速刀(RapidArc)放射治疗系统优势介绍
锐速刀（RapidArc）放射治疗系统优势介绍锐速刀（RapidArc）是瓦里安公司生产的一种采用容积旋转调强治疗技术即VMAT 技术（Volumetric ModulatedArc Therapy，VMAT)的放疗设备, 又可称为旋转调强。
它是在传统调强放疗(IMRT)及图像引导放射治疗(IGRT)基础上,机架360度范围内单弧或者多弧旋转，通过改变机架角度、机架旋转速度、MLC、剂量率、准直器等，优化束流，从而达到满足临床需求的新技术，理论上可实现最优的治疗实施效率和计划质量。
该技术基于IMRT、IGRT,且有更多的可调节参数，因此能够提供适形度更高、剂量分布更为真实准确的治疗计划,减少正常组织的受量，降低放射反应。
BEAM ON时同时调整机架的旋转、MLC的形状及输出剂量率，一般患者的治疗时间能够控制在2分钟以内,患者舒适度更好，由体位变化引起的治疗误差更小。
该设备还在确保达到优化剂量分布的前提下,使机器MU最小,相比传统的IMRT能大幅降低MU,节约了设备,提高了效率，同时由于低MU辐照使诱发肿瘤的可能性降低。
锐速刀的一体化解决方案锐速刀（RapidArc）技术应用于临床和治疗以来，国外许多研究表明计划质量优于三维适形放疗，效果优于传统调强照射。
对于危及器官的保护较好，且因其旋转特性，在射野方向上具有较大的自由度，使得剂量分布趋向更紧密，降低了与靶区相邻危及器官的高剂量受照体积，靶区的适形度更好。
锐速刀（RapidArc）作为一种容积调强放疗，在旋转过程中辐照范围是整体靶区，所以不存在螺旋断层调强放疗射野间剂量衔接的问题，其实施效率也远高于螺旋断层放疗。
由于锐速刀（RapidArc）可以制定并实施非共面IMAT计划，使得其优势更明显。
锐速刀的突出优势锐速刀（RapidArc）系统不仅具有速度快、效果好的特点，打击起肿瘤来具有“稳、准、狠”的特点，还扩大了放射治疗的范围，特别是对以往有肿瘤发生多处转移的患者，采用传统放射治疗效果均不甚理想，而根据临床显示，运用该系统进行治疗将达到良好的效果。
VMAT和IMRT技术在乳腺癌根治术后放疗中的剂量学比较3f
[收稿日期]㊀2014-06-16㊀[修回日期]㊀2014-09-30[基金项目]㊀∗四川省科技支撑计划项目,项目编号2014SZ0001㊂[作者简介]㊀陈亚正(1983-),男,博士,助理研究员㊂主要研究方向:医学物理㊂[通讯作者]㊀ә王㊀培,副研究员㊂VMAT 和IMRT 技术在乳腺癌根治术后放疗中的剂量学比较∗陈亚正,黎㊀杰,廖雄飞,李厨荣,孙春堂,康盛伟,王㊀培ә(四川省肿瘤医院放疗中心,成都610041)[摘要]㊀目的:比较容积旋转调强治疗(VMAT)和固定野调强治疗(IMRT)两种技术在乳腺癌根治术后放疗中剂量学的差异㊂方法:选择10例右侧根治术后乳腺癌放疗的病人,使用Oncentra4．3计划系统,快速容积旋转调强(VMAT)起始角度为55ʎ,结束角度为215ʎ,双弧;固定野调强技术(IMRT)采用六野照射,同一病人两种计划的中心点和优化目标条件均一样㊂靶区处方为50Gy /25次㊂评估两种计划靶区的适形度指数和均匀性指数,以及正常器官如患侧肺,正常肺,对侧乳腺,心脏等器官的剂量;机器跳数,治疗时间㊂结果:VMAT 组的靶区均匀性指数(HI)好于IMRT(低29．9%),分别为0．129ʃ0．021,0．184ʃ0．04,P =0．000㊂适形度指数CI 差别不大,差异没有统计学意义㊂VMAT 组的患侧肺,正常肺的V5,V20,以及平均剂量均低于IMRT 组㊂且前者靶区内外的剂量曲线更为接近,低剂量区域的受照面积较IMRT 更少,出射总跳数减少了28．5%(P =0．000),治疗时间缩短了80%(P =0．000)㊂结论:VMAT 技术在术后乳腺癌的治疗应用上,相比IMRT 技术而言,能够明显降低患侧肺及其他危及器官的受量㊂同时照射时间,跳数总数也明显低于IMRT,缩短了病人的治疗时间,减小了因时间过长病人移动带来的误差,降低了加速器的损耗率,提高了机器工作效率㊂[关键词]㊀乳腺癌;容积快速旋转调强;固定野调强;剂量[中图分类号]R730．55;R737．9㊀[文献标志码]A㊀doi:10．3969/j．issn．1674-0904．2014．05．003Dosimetric Comparison between VMAT andIMRT for Postoperative Radiotherapy of Breast Carcinoma ∗Chen Yazheng,Li Jie,Liao Xiongfei,et al(Department of Radiation Oncology ,Sichuan Cancer Hospital ,Chengdu 610041,Sichuan ,China )[Abstract ]㊀Objective :To compare the dosimetry difference between VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy)and IMRT(Intensity Modulated Radiotherapy)for postoperative radiotherapy of breast cancer.Methods :Ten breast cancer patients who accepted modified radical mastectomy on the right side were selected and planned using Oncentra 4.3treat-ment planning system.The beginning and ending angles of the VMAT was 55ʎand 215ʎ,respectively with double arcs.Six fields with equal interval was applied in the fixed field IMRT.The two plans had the same isocenter and optimization condi-tion for the same patient.Targets prescription was set to 50Gy /25f.Planning evaluation included the conformity index(CI)and homogeneity index(HI)of PTV,dosimetric parameters of organs at risk,monitor units and treatment time.Results :The HI of VMAT was better than that of IMRT(decreased by 29.9%)which were 0.129ʃ0.021,0.184ʃ0.04respec-tively (P =0.000).No significant difference was observed of CI between these two methods.The V5,V20,and mean dose of VMAT group were lower than that of IMRT.In addition,the isodose curve was more compact,smooth,uniform and reg-ular in the VMAT group with less low dose area comparing with that of IMRT.Meantime,the monitor units and treatment time were decreased by 28.5%and 80%of VMAT in comparison with that of IMRT.Conclusion :Compared to IMRT,VMAT technology can significantly reduce the dose of ipsilateral lung and other organs ar risk in the treatment forpostoperative breast cancer patients.At the same time,the VMAT technology can not only decrease the monitor units andtreatment time,thus reduce the errors brought by the patient moving,but also can reduce the arrtition rate of accelerator and improve the work efficiency of the machine.[Key words]㊀Breast Cancer;Volumetric Intensity Modulated Arc Therapy(VMAT);Intensity modulated Radiation Therapy(IMRT);Dose㊀㊀乳腺癌放疗技术主要包括常规切线楔形野(FWF)㊁野中野(FIF)㊁切线野逆向调强(T-IMRT)㊁多野调强(M-IMRT)㊁非常规表面补偿(ISC),以及容积旋转调强(VMAT,RapidArc)㊂其中常规切线野(FWF,T-IMRT)计划形成的剂量分布不均匀,对于保乳术后乳腺的上㊁下部,内㊁外侧区域及乳头下方都存在高剂量[1],直接影响保乳术后的美容效果㊂对于根治术后的计划,靶区剂量过高,可达到处方剂量的115%~120%,贴近靶区的肺易出现热点,可导致放射性肺炎㊂因此,切线野放疗计划,其靶区适形度和均匀性指数较差,热点溢出,正常组织的剂量无法得到有效控制[2]㊂近几年,固定野调强放疗技术和容积旋转调强技术的应用将放疗范围进一步扩大㊂本文针对根治术后乳腺癌的治疗,采用固定野调强和旋转调强放疗两种技术,对两组病人的治疗计划进行剂量方面的比较和分析㊂1㊀资料与方法1．1㊀一般资料选择10例右侧根治术后乳腺癌病人,术后病理证实为浸润性导管癌,其中位年龄48岁,肿瘤分期: T11例,T25例,T34例㊂以上患者均采用体部热塑模固定,双手上举抱头,扫描CT后由同一医生勾画靶区和正常组织㊂使用Nucletron Oncentra4．3计划系统,治疗加速器为Elekta的Axess㊂靶区PTV 处方为50Gy/25天㊂将此10例病人做20个计划,即每个病人均使用固定野调强和旋转调强各做一次进行比较㊂1．2㊀方法使用固定野调强和旋转调强两种方法进行计划设计,固定野计划的子野个数为60,最小子野面积为4cm2,最小子野跳数为4Mu;计划系统的算法为Collapsed cone(CC)㊂其他条件与VMAT设置的参数相同(射野等中心点,优化目标条件);固定野的角度为55ʎ,15ʎ,335ʎ,295ʎ,255ʎ,215ʎ;旋转调强计划的射野起始角度为55ʎ,弧长:200ʎ㊂1．3㊀计划评估观察两组计划的靶区同一层横断面,冠状面和矢状面的剂量分布,危及器官和正常组织的剂量分布,以及剂量体积直方图;对靶区的D98,D95, D02,适形度(Conformity index,CI),均匀性指数(homogeneity index,HI),正常器官相关的体积剂量等参数进行分析和统计㊂其中D98㊁D95㊁D02分别表示98%㊁95%㊁2%的靶区体积受到的照射剂量㊂按照ICRU83号报告的要求[3],适形度指数的定义为:CI=V50Gy/PTV,V50Gy指的是50Gy在靶区内涵盖的体积,PTV指的是放了动度的靶区体积㊂CI= 1．0是理想值㊂均匀性指数的定义为HI=(D2%-D98%)/D50%,其中D2%,D98%,D50%分别为靶区体积的2%,98%,50%所对应的剂量,越接近于零,说明靶区内剂量分布越均匀,HI=0是理想值㊂左肺和右肺的评估指标有V5,V20,Dmean,即5Gy和20Gy对应的体积,平均剂量;心脏的V10,V20, V30,Dmean;对侧乳腺,食管,脊髓,肝的平均剂量和最大剂量㊂1．4㊀统计学方法采用SPSS19．0软件对数据进行统计学分析,数据资料以均数ʃ标准差表示,两组计划剂量学的比较采用配对t检验进行统计学分析,P<0．05为差异有统计学意义㊂2㊀VMAT和IMRT两组计划的结果2．1㊀靶区的剂量曲线分布VMAT计划组,IMRT计划组在同一位置的横断面㊁冠状面和矢状面的剂量分布如下图,其中黑色为500cGy的剂量分布范围,VMAT计划组500cGy的剂量总面积远少于IMRT,心脏受量范围明显偏少,高剂量曲线(3000cGy以上)剂量曲线分布圆滑规则,热点(5500cGy,红色)出现很少; IMRT计划的高剂量曲线疏密不均,且热点范围较大(见图1)㊂2．2㊀VMAT和IMRT两组计划靶区及危及器官的DVH图比较从剂量体积直方图中可以看到,VMAT(虚线)计划组的靶区均匀性更好,正常器官如患侧肺,对侧肺,心脏的相关参数指标也低于IMRT(见图2)㊂2．3㊀靶区的剂量比较两组计划均满足了靶区处方要求,为了便于比较,统一将两组计划靶区95%的剂量归一到5000cGy,结果表明98%,50%,2%的剂量VMAT 均优于IMRT,P=0．026,P=0．016,P=0．000,明显差异具有统计学意义㊂VMAT组靶区的均匀性指数低于IMRT29．9%(P=0．000)㊂适形度指数区别很小,没有统计学意义(P=0．611)㊂见表1㊂图1㊀VMAT 和IMRT 两组计划在横断面,冠状面和矢状面上的剂量分布Figure 1㊀The dose distribution in transverse section ,coronal section and sagittal section for the VMAT and IMRT treatmentplanning图2㊀两组计划靶区以及危及器官的DVH 图比较Figure 2㊀DVH comparison for the targets and OARs be-tween two groups of treatment planning表1㊀VMAT 和IMRT 两种技术关于靶区的剂量比较Table 1㊀Dose comparsion of targets between VMAT and IMRTPTV VMAT(cGy)IMRT(cGy)tPD984802．9ʃ51．44723．6ʃ1142．6610．026D954989．9ʃ22．54969．5ʃ61．50．8930．395D505291．2ʃ61．15421．5ʃ144-2．9660．016D025488．5ʃ835729．5ʃ164-6．2840．000HI ∗0．129ʃ0．0210．184ʃ0．046．7750．000CI ∗0．946ʃ0．0070．947ʃ0．0030．5270．611㊀㊀注:∗代表无单位2．4㊀危及器官受量体积的比较危及器官从低剂量到高剂量受量体积的比较㊂旋转调强组计划的右肺(患侧肺)V5,V20,V30,V40分别低于固定野调强计划组14．9%,12．8%,6．8%,11%,同时,平均剂量降低了9．7%㊂除了V40的差异没有统计学意义(P =0．36),其他参数差异均具有统计学意义(P <0．05)㊂左肺V5和所受剂量平均值分别降低了39．6%,16．1%,心脏的V10,V20,V30,剂量平均值均有不同程度的降低,食管,脊髓的平均值,最大值,肝的平均值,VMAT 计划组均低于IMRT㊂但是,正常乳腺的最大值,肝的最大值,VMAT 组稍高于IMRT 组(见表2)㊂表2㊀两种技术关于危及器官的剂量比较Table 2㊀Dose comparison of OAR (Organ at risk )between two techniquesVMAT IMRT t P 右肺Right LungV5(%)50．1ʃ4．358．9ʃ4．686．4740V20(%)19．8ʃ3．7322．7ʃ4．015．9990V30(%)12．89ʃ2．1613．84ʃ2．562．4770．035V40(%)6．66ʃ2．477．485ʃ1．320．9650．36Dmean(cGy)1161ʃ1271287ʃ1173．3860左肺Left LungV5(%)16．12ʃ12．626．7ʃ19．893．6240．006V20(%)0．017ʃ0．050．013ʃ0．041．0000．343Dmean(cGy)339ʃ19．4404．1ʃ985．56心脏HeartV10(%)16．18ʃ15．7526．3ʃ13．194．4870．002V20(%)1．73ʃ2．753．02ʃ4．51．4090．192V30(%)0．16ʃ0．360．47ʃ1．071．3340．215Dmean(cGy)646ʃ230845ʃ2025．0340．001对侧乳腺Contralateral breastDmean(cGy)329ʃ54．97287ʃ37．462．2590．05Dmax(cGy)682．4ʃ205877．9ʃ324．83．5490．006食管EsophagusDmean(cGy)904．5ʃ310．11020ʃ309．82．4340．038Dmax(cGy)4137．1ʃ12744157．5ʃ1239．60．1380．894脊髓Spinal CordDmean(cGy)638．4ʃ163．1667．3ʃ177．50．9190．382Dmax(cGy)2537．7ʃ347．62591．1ʃ555．30．5680．584肝脏LiverDmean(cGy)783ʃ386908ʃ465．82．190．056Dmax(cGy)5509．6ʃ341．15154．6ʃ575．72．0330．0732．5㊀VMAT和IMRT在患者全身所受剂量的对比500cGy~5000cGy的剂量在患者全身的分布,除了VMAT组的V40大于IMRT,V5,V10,V20, V50,均低于IMRT组㊂前者(VMAT)的靶区剂量既要达到处方要求(5000cGY),又要使得5000cGy的剂量均匀分布在靶区里面,就需要有一定的剂量过渡到5000cGy,因此前者(VMAT)的4000cGy包括的体积范围大于后者(IMRT)㊂这里需要说明的是,V40,V50的差异均没有统计学意义,分别为P= 0．219,P=0．669(见表3)㊂表3㊀VMAT和IMRT在患者全身所受剂量的对比Table3㊀The dose distribution of the whole body between the VMATand IMRTV5V10V20V30V40V50 VMAT(%)30．99ʃ6．5718．88ʃ3．8611．96ʃ2．138．74ʃ1．636．45ʃ1．443．68ʃ0．98 IMRT(%)34．48ʃ6．8820．89ʃ3．3712．48ʃ2．212．48ʃ2．25．96ʃ1．493．74ʃ1．07 t5．397．583．930．6811．3230．442 P0．0000．0000．0000．0030．2190．6692．6㊀VMAT和IMR两组计划的治疗时间和机器跳数VMAT组计划治疗根治术后乳腺癌的时间是2．65ʃ0．625mins,而IMRT组计划治疗同一个病人使用的时间为15ʃ1．24mins㊂VMAT执行一个照射计划的平均总跳数为15112ʃ1795,IMRT的总跳数为21147ʃ3044,节省了28%(P=0．000),缩小了病人的治疗时间,减小了因时间过长引起的病人身体移动摆位误差,也提高了机器的执行效率,降低了加速器的损耗率㊂表4㊀两种技术关于执行时间和射野总跳数的比较Table4㊀The comparison of execution time and field MU be-tween two techniquesVMAT IMRT t P时间(min)2．65ʃ0．62515ʃ1．24-24．1560．000跳数(Mu)15112ʃ179521147ʃ3044-7．5550．0003㊀讨㊀论在乳腺癌放疗的研究中,有文献[2-8]报道了VMAT与其他几种技术(IMRT,3DCRT等)关于乳腺癌放疗(根治术后,保乳术后)的剂量学差异㊂张富利[4]比较了术后乳腺癌常规放疗,三维适形放疗,2步调强放疗,直接机器参数优化调强4种计划的剂量特点,结果是靶区的均匀性指数(HI)没有特别明显的差异,但是适形度指数(CI)有明显差异(P<0．05),对于正常器官,IMRT和3DCRT的高剂量体积远远少于常规放疗,但是低剂量区如对侧乳腺,对侧肺,心脏受到的剂量要明显多于IMRT和3DCRT㊂Petra[5]运用容积旋转调强,固定野调强放疗,三维适形放疗三种技术对乳腺癌做了剂量比较,对于患侧肺20Gy接受的体积分别为19．3% (VMAT),26．1%(IMRT),32．4%(3DCRT),心脏15%的体积受量分别为9．7Gy,15Gy,46Gy,认为VMAT技术最适合做漏斗形根治术后乳腺癌,与本文研究结论一致㊂Popescu[6]对旋转调强和传统放疗(三维适形)进行过左乳根治术后放疗的计划比较,认为旋转调强放疗提高了剂量分布,缩短了治疗时间㊂本研究结果表明:在两种计划均能满足临床处方的要求前提下,VMAT计划与IMRT计划在根治术后乳腺癌靶区的剂量覆盖以及正常器官受量方面有着明显的差异㊂其中,靶区D98,D50,D02与IMRT 计划分别有1．6%(P=0．026),2．4%(P=0．016), 4．2%(P=0．000)的差别,均匀性指数HI低于IM-RT29．9%(P=0．000),即VMAT靶区的剂量均匀性优于IMRT,差异具有统计学意义(P=0．000)㊂但是适形度指数差别不大,差异没有统计学意义(P =0．611)㊂患侧肺的V5,V20以及剂量平均值都远远低于IMRT组(P<0．05),如果靶区的弯度越大,胸壁越薄,IMRT计划做出的V5㊁V20越高,分别高达80%(或以上)㊁35%,而如果使用旋转调强来做相同的病例,则V5可以降到55%以下,V20降到25%以下,此种情况下更能突出VMAT的优势㊂从剂量曲线分布来看,VMAT做出来的不同数值的剂量曲线之间紧凑,圆滑,几乎没有热点,整体弧度贴近靶区的方向,形状与靶区形状适形㊂由于IMRT 只有固定和有限的出束方向,为了达到靶区处方要求和保护患侧肺,很容易在靶区内外产生热点,且剂量曲线分布不均匀,剂量曲线之间距离大小不等,有较多热点落在Bolus(组织等效填充物)上,每个靶区最大值很容易超过处方的110%,这是为了保护患侧肺而造成的㊂VMAT计划均没有这些弊端㊂从其他危及器官来看,除了对侧乳腺的平均值,肝的最大值VMAT组要稍微大于IMRT组,其他指标均低于IMRT㊂从低剂量区域来看(图a,表格4),VMAT 组的V5,V10,V20,V30均小于IMRT组㊂从统计数据来看,IMRT组的靶区PTV的D02超过了处方的110%(5500cGy),这是因为在优化过程中为了尽最大限度地保护患侧肺,剂量分布受优化条件的限制从而出现较大程度的不规则的挤压,导致靶区出现热点㊂因此尽管每个病例所画靶区长度,宽度,弯度,以及胸壁厚度都有所不同,但是针对于同一个病例,VMAT计划所呈现的剂量分布从靶区和大部分器官来看,都有很大优势[9-10]㊂应当指出,完成一个旋转调强计划的计算时间需要120mins(或者更长),而固定野调强计划只需20~30mins,前者是后者的6倍左右㊂这是因为VMAT(RapidArc)技术在治疗根治术后乳腺癌的过程中,射线出束的自由度远远多于IMRT技术,多叶光栅(MLC)在整个旋转过程中不停地运动,空间参数远远多于IMRT,为了达到优化目标所设定的条件,计划系统计算过程中就需要耗费更长的时间,这是使用者应当注意的㊂总之,VMAT技术在满足靶区处方的情况下,尽可能降低了危及器官和正常组织的受量,同时缩短了患者的治疗时间,减小了加速器的损耗率,提高了放射工作人员的工作效率,具有实际的临床意义和应用价值㊂[参考文献][1]㊀侯海玲,赵陆军.早期乳腺癌保乳术后调强放疗[J].国际肿瘤学杂志,2013,40(4):287-289.[2]㊀Jagsi R,Moran J,Marsh R,et al.Evaluation of four techniquesusing intensity-modulated radiation therapy for comprehensive lo-coregional irradiation of breast cancer[J].Int J Radiat Oncol BiolPhys,2010,78(2):1594-1603.[3]㊀Journal of the ICRU.International Commission on Radiation Unitsand Measurements[R].UK:Oxford University Press,2010.[4]㊀Zhang FL,Zhang YQ.Dosimetric evaluation of CR,3DCRT,andtwo types of IMRT for breast 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[5]㊀Petra M,Pohl F.Treatment of left sided breast cancer for a patientwith funnel chest:volumetric modulated arc therapy vs.3D-CRT with intensity-modulated radiotherapy[J].Medical Dosimetry, 2013,38(1):1-4.[6]㊀Popescu CC,Olivotto IA,Beckham WA,et al.Volumetric modu-lated arc therapy improves dosimetry and reduces treatment time compared to conventional intensity modulated radiotherapy for lo-coregional radiotherapy of left-sided breast cancer and internal mammary nodes[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2013,76(1): 287-295.[7]㊀Qiu JJ,Chang Z,Wu QJ,et al.Impact of volumetric modulated arctherapy technique on treatment with partial breast irradiation[J].Int J Radiat Oncol Biol Phys,2013,78(1):288-296. 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容积旋转调强放疗设备的日常质控
89.93 96.9 92.81 0.38
87.44 94.52 92.51
0.05 <±3%
Average of absolute deviations (Diffabs)
0.5 <1.5%
Diff (x) Rcorr(x) 100 100 R corr
Diffabs diff (x)
其中
Rcorr ( x)
0.5mm的宽度误差 0.5mm的位置误差
执行Test 2软件包，形 成7个剂量相等、宽1.8cm的 条形野，每个条形野的剂量 率、机架角度、机架旋转速 度均不相同，测试剂量率和 机架速度变化控制的准确 性，各个条形野间的剂量偏 差应小于规定值。
5mm×100mm
Dose Rate - Gantry Speed Test
-4.5cm
-1.5cm
1.5cm
RLS ROpen Rcorr Diff(x)
72.058 95.223 75.67 -1.21
73.513 96.821 75.93 -0.88
75.401 97.094 77.66
1.39
Average of absolute deviations (Diffabs)
照 射 野 X=4cm ， Y=10cm ， MLC 以 0.5cm 的窄缝在加速器出束的同 时从左至右连续运动，分 别在0°、90°、180°和 270°四个不同机架角度上 实施测量，以验证重力对 MLC叶片位置及加速器剂 量系统的影响。
0°
90°
180°
270°
0°
270°
120
100
80
容积旋转调强放疗设备 的日常质控
硕士研究生：徐佳
Octavius验证系统用于旋转调强三维剂量验证的研究
容积旋转调强放疗（VMAT ）和快速旋转调强放疗（RapidArc ）技术通过变动剂量率、多叶光栅（MLC ）叶片的运动、机架速度甚至极小狭长野来优化束流强度以更高效满足临床靶区及危及器官的要求，同时有效缩短了整个治疗时间［1，2］。
此技术的实现要求更复杂的治疗计划系统（TPS ）算法，其计划的准确实施要求机架旋转与剂量率和MLC 位置的变化精确同步。
因此，为确保治疗中处方剂量传输的精确保证治疗安全，在计划用于病人治疗前需进行3D 剂量验证［3，4］。
目前常用的三维验证系统，如Delta4、Arc Check 和COMPASS 利用Plan dose perturbation （PDP ）法得到修正的3D 剂量分布［5-7］，通过用测量值校准计算值来得到模体内的3D 剂量分布，而Octavius 验证系统用于三维剂量重建无需TPS 的数据且消除了角度依赖。
本研究采用此系统对我院88例RapidArc 计划进行验证，通过在不同标准下对测量与计算剂量分布进行比较探讨影响3D 剂量重建精度和通过率的因素，为RapidArc 患者的精准治疗提供基础数据。
1材料与方法1.1病例选择根据AAPM 119号报告对IMRT 测试基准计划的选取建议［8］，本研究选取88例不同部位RapidArc 计划，其中24例头颈部均为鼻咽癌患者，34例胸部均为肺和食管单靶区，30例盆腔均为多靶区宫颈癌和直肠癌计划。
所选患者KPS ≥70分或ECOG 评分为0~1，拟放疗部位既往未接受过放疗。
1.2加速器和计划系统Varian EDGE 直线加速器，由60对多叶光栅叶片组成，中心40对叶片宽度为2.5mm ，两端各10对叶片宽度为0.5cm 和1cm ，叶片最大运动速度为2.5cm/s ，6MV X 射线，剂量率600MU/min ，所有计划包括两个或多个非零准直器角度的圆弧或段弧，同时采用铅门自动跟随技术以更好地减少叶片间的漏射。
MONACO放疗计划系统VMAT计划照射野Arc数目对治疗计划影响的比较分析
MONACO放疗计划系统VMAT计划照射野Arc数目对治疗计划影响的比较分析薛涛; 何晓阳; 孙云川; 刘光波; 王斌; 刘志坤; 闫慧娟; 周丽霞; 王珮烨【期刊名称】《《中国医疗设备》》【年(卷),期】2019(034)009【总页数】4页(P74-76,84)【关键词】MONACO治疗计划系统; 容积旋转调强; Arc数目; 放射剂量; 宫颈癌【作者】薛涛; 何晓阳; 孙云川; 刘光波; 王斌; 刘志坤; 闫慧娟; 周丽霞; 王珮烨【作者单位】河北省沧州中西医结合医院放射物理治疗科河北沧州061000; 沧州市人民医院医专院区肾内泌尿科河北沧州061000【正文语种】中文【中图分类】R730.5; R815引言容积旋转调强（Volumetric-Modulated Arc Therapy，VMAT）是调强放疗的一种，它是在出束过程中通过机架的旋转、准直器和MLC 的运动，再与剂量率的变化相结合完成放射治疗的一种技术。
VMAT 技术已被证明是在实现靶区覆盖率的情况下，减少实施时间的有效方法[1-3]，并且在多项临床研究中，通过与IMRT 和三维适形技术相比，显著降低了危及器官（Organs at Risk，OARs）的受照剂量[4-5]。
在许多情况下，VMAT 技术比IMRT 有更好的剂量学优势。
已有研究表明，在VMAT 计划中使用多个弧的情况下会使得靶区有着更好的靶区覆盖和剂量均匀性，但代价是出现面积更大的低剂量区域、更多的MU 数以及更长的计划执行时间[6]。
MONACO TPS V5.11.00 版本中的“Arc-per-beam”参数设置中可以对每个照射野进行多个Arc 设定，虽然在实现方式上不同于其他TPS，但是通过TPS 自身的优化参数设置可以保证治疗计划最优化。
该参数能够使在计划优化的过程中，在固定的准直器角度下，机架先以顺时针/逆时针方向旋转的过程中完成第一个Arc 的辐射剂量输出，然后再以反方向完成下一个Arc 剂量输出，期间不停止辐射剂量的输出[7]。
容积旋转调强放射治疗的临床应用_刘丽虹
以综述，为 ＶＭＡＴ 的临床应用提供参考。
１ ＶＭＡＴ 在颅脑头颈部肿瘤中的应用 １． 内 肿 瘤 的 重 要 治 疗 手 段 之 一，但 由于受颅内各主要 结 构 耐 受 量 的 限 制，肿 瘤 的 局 部 控制率难以令人满意。脑胶质瘤是目前最常见的颅 内 原 发 性 的 恶 性 肿 瘤 ，手 术 切 除 是 首 选 治 疗 方 法 ，但 因 其 浸 润 性 生 长 的 特 点 ，手 术 切 除 率 低 ，术 后 复 发 率 高，术后辅 以 放 疗 是 提 高 局 部 控 制 率 的 重 要 手 段。 国内张矛等 分 ［１０－１１］ 析 比 较 １０ 例 脑 胶 质 瘤 患 者 术 后 ＶＭＡＴ 计划与ＩＭＲＴ 计 划 的 技 术 参 数。 显 示 两 组 计 划 的 靶 区 适 形 指 数 （ＣＩ）、均 一 性 指 数 （ＨＩ）相 近 （Ｐ ＞０．０５），但 ＶＭＡＴ 组 的 治 疗 时 间 和 机 器 跳 数 （ＭＵ）均优于ＩＭＲＴ 组（Ｐ＜０．０５）。在 危 及 器 官 受 量方面，两组计划的 脑 干 与 视 交 叉 的 平 均 剂 量 相 近 （Ｐ＞０．０５），而 视 神 经、视 网 膜、晶 体 和 周 围 正 常 脑 组织的平均 剂 量，ＶＭＡＴ 组 明 显 低 于 ＩＭＲＴ 组 （Ｐ ＜０．０５）。说 明 在 保 护 周 围 正 常 器 官 方 面，ＶＭＡＴ 较ＩＭＲＴ 具 有 一 定 的 优 势。 在 治 疗 时 间 和 所 需 治 疗跳数方面，ＶＭＡＴ 要明显优于ＩＭＲＴ。 笔者进一 步运用氢质子磁共 振 波 谱 检 测 ＶＭＡＴ 技 术 与 三 维 适 形 放 射 治 疗 （３ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｒａｄｉｏｔｈｅｒａ－ ｐｙ，３ＤＣＲＴ）技术对脑 胶 质 瘤 术 后 患 者 行 放 射 治 疗 后放射性脑损伤的差别。检查两组放疗前后感兴趣 区（ＲＯＩ）脑组织中 Ｎ－ 乙酰天门冬氨酸（ＮＡＡ）、肌 酸（Ｃｒ）、胆 碱 （Ｃｈｏ）的 代 谢 规 律，计 算 ＮＡＡ／Ｃｒ、 Ｃｈｏ／Ｃｒ、ＮＡＡ／Ｃｈｏ比 值 ，比 较 各 组 数 据 。 结 果 显 示 ＶＭＡＴ 组剂量分布 明 显 优 于 三 维 适 形 放 射 治 疗 （３ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｃｏｎｆｏｒｍａｌ ｒａｄｉｏｔｈｅｒａｐｙ，３ＤＣＲＴ）组 ， 放疗后两组患者 ＮＡＡ／Ｃｒ比值较放疗前有所降低， 两组 治 疗 后 ＮＡＡ／Ｃｒ比 值 比 较 差 异 有 统 计 学 意 义 （Ｐ＜０．０１）；放疗后两组患者 Ｃｈｏ／Ｃｒ、ＮＡＡ／Ｃｈｏ比 值较放疗前有 所 增 高，两 组 治 疗 后 ＮＡＡ／Ｃｈｏ 比 值 差异有统 计 学 意 义 （Ｐ＜０．０１）。 表 明 利 用 ＶＭＡＴ 技 术 对 脑 胶 质 瘤 术 后 患 者 进 行 放 疗 ，较 利 用 ３ＤＣＲＴ 技术放疗在减轻放 射 性 脑 损 伤 方 面 有 一 定 优 势，可
基于EPID的容积旋转调强放疗绝对剂量验证探讨
基于EPID的容积旋转调强放疗绝对剂量验证探讨孟慧鹏;董化江;丁红军;孙小喆;郑爱青;梁克明;张艳龙;王鹏【摘要】目的:探讨电子射野影像装置(electronic portal imaging device,EPID)用于容积旋转调强放疗(volumetricmodulated arc therapy,VMAT)绝对剂量验证的可行性与在临床应用中的意义.方法:随机选取100例患者的VMAT治疗计划,用Eclipse软件导出EPID计划和水模体验证计划等中心平面的通量图.在2幅通量图中对应位置处,各随机选取30个待测量绝对剂量点(靶区内6个,靶区外扩5、10、20、30、50 mm的区域内和有效探测范围内各4个点),按照选取位置的不同将这些剂量点分成7组,每个点均测量EPID和指形电离室实测值,用单因素F检验比较2种方法7组数据的计划值与实测值准确率的差异.结果:7组剂量点的绝对剂量验证结果准确率基本均在98％以上,2种方法测量的7组数据的准确率均无统计学差异(F=0.032-3.189,P＞0.05).结论:EHD具有在线实时剂量验证的潜力和明显优势,能够大大提高多点绝对剂量验证的效率,可以用于VMAT治疗绝对剂量的验证.【期刊名称】《医疗卫生装备》【年(卷),期】2016(037)008【总页数】4页(P98-100,108)【关键词】电子射野影像装置;容积调强;剂量验证【作者】孟慧鹏;董化江;丁红军;孙小喆;郑爱青;梁克明;张艳龙;王鹏【作者单位】300162天津,武警后勤学院附属医院放疗中心;300072天津,天津大学精密仪器与光电子工程学院;300072天津,天津大学精密仪器与光电子工程学院;300309天津,武警后勤学院人体解剖与组织胚胎学教研室;300072天津,天津大学精密仪器与光电子工程学院;300162天津,武警后勤学院附属医院放疗中心;300162天津,武警后勤学院附属医院放疗中心;300162天津,武警后勤学院附属医院放疗中心;300072天津,天津大学精密仪器与光电子工程学院;300309天津,武警后勤学院人体解剖与组织胚胎学教研室【正文语种】中文【中图分类】R318;R8151958年，Andrews为实现X线放疗射野验证中的无胶片化，最早设计了第一个用于2 MV X线治疗的射野验证系统，即早期的电子射野影像装置（electronic portal imaging device，EPID），类似的早期研究奠定了放疗中实时验证装置发展的基础。
医用直线加速器技术简述
医用直线加速器技术简述许锋;陈薇薇【摘要】This article describes technical parameters of medical linear accelerator for relevant job reference.%本文对医用直线加速器(LA)的技术参数进行了简介,供相关工作参考.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2011(026)004【总页数】3页(P85-86,32)【关键词】医用直线加速器;放射治疗;工作原理;技术参数【作者】许锋;陈薇薇【作者单位】北京大学第二医院,医学工程处,北京,100191;北京大学第二医院,医学工程处,北京,100191【正文语种】中文【中图分类】R197.39;TL53医用直线加速器MLA自20世纪70年代产生至今已被广泛应用于肿瘤患者的放射治疗，它利用电离辐射来治疗肿瘤，对于鼻咽癌、扁桃体癌、喉癌以及前列腺癌等疗效较好，且对一些晚期肿瘤患者也可以进行姑息性治疗以达到止痛、止血、消炎等目的，从而减轻患者的痛苦，改善患者的生存质量。
目前，按产生射线能量，MLA可分为低能单光子（4～6mV）和高能双光子带电子线两大类。
临床实践证明，约80%的深部肿瘤可以用6mV的X线进行治疗，现在绝大部分的医用电子直线加速器均包含这一能量。
其它在临床上常用的中高能X线为10mV、15mV和18mV，如较深部位（腹部）需X射线16～18mV；对于比较表浅的肿瘤，有时也使用4～22MeV的电子束进行治疗。
由于放射线不可避免地同时存在治疗和损伤作用，该类设备配置的需全面考虑以保证其射线范围、定位、强度和剂量精准，操控智能便捷，维护维修成本低，不仅关系到疾病的治疗效果和效率，而且关系人体正常组织器官健康甚至生命安全。
医用直线加速器的工作原理，如图1、图2。
目前普遍采用的三级栅控电子枪比二级枪增加了一个控制极(栅极)，通过其在阴极上加负电压，截止阴极发射，从而对电子注流进行控制。
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FDA: 2008年1月
"RapidArc represents a major medical advance that will change the way radiation therapy is planned and delivered," says Dow Wilson, president of Varian's Oncology Systems business. "Our primary goal with this product is to improve clinical outcomes. In addition, we discovered that we could simultaneously improve treatment efficiency significantly. RapidArc should make better-quality radiotherapy a more affordable, more accessible treatment option, and enable more cancer patients to receive a higher standard of care."
RapidArc 实例
头颈部肿瘤 仅 662 MU 单弧
RapidArc 实例
Example dose distribution Meningioma Case
RapidArc 实例
RapidArc QA
生成QA计划 把RapidArc计划复制到任何选定的模体中，用 胶片或2D(3D)矩阵剂量仪验证
仅为传统多野治疗方式的一半 更准确的剂量分布 降低漏射线 减少散射 降低机器损耗
E
IGRT 固定野治疗 非共面治疗 电子线治疗 自主呼吸门控治疗 科研和学术研究的平台…
T
RapidArc ：放射治疗领域的革命
速度
提高2-8 倍
精准
聚焦肿瘤
自信
出色的影像引导
能力
无与伦比
传统调强治疗（包括螺旋治疗方式）是一种慢速治疗
传统的多野静态IMRT治疗:
20 - 60 分钟
机械臂方式: … 甚至长达 80 分钟
RapidArc特点：出色的剂量分布
RapidArc 单次弧形治疗
496 MU
传统 7 照射野治疗
1685 MU
RapidArc特点：出色的放疗质量
RapidArc 传统治疗
计算过程中使用新的分布式计算框架结构(DCF)
例：对多个控制点CP并行计算可将计算时间大幅缩短
RapidArc™ 实施：结果审阅
Beams Eye View
RapidArc™ 实施：结果审阅
Beams Eye View
RapidArc™ 实施：结果审阅
控制点CP 剂量率 机架速度
RapidArc™ 特点 – 低治疗时间
** 治疗时间的充分减少带来：
A) B) C) D)
病人耐受力也是有限的 Î 提高病人的舒适度 内部器官持续运动 Î 提高治疗精度和可靠性 提高治疗效率。几乎所有大治疗中心的加速器都不够用。 降低机器损耗和停机率，延长使用寿命？
传统动态调强治疗: 螺旋断层治疗: 5-10分钟 15 - 40 分钟
PTV 2
PTV 1
Mandible Cord
Larynx
Lt Parotid Brainstem Rt SMG Rt Parotid
RapidArc™ 实施：快速完成治疗计划
---- Eclipse治疗计划系统
RapidArc™ 实施：治疗计划步骤
设一个野 设分次/剂量
RapidArc™ 实施：治疗计划步骤
RapidArc™ 特点
快速单弧旋转调强治疗 多弧(非)共面旋转调强治疗 出色的放疗质量
治疗范围内的高适形度 正常组织的有效避让
治疗时间仅需2分钟或更少
快速、高效 显著降低周围剂量
简便易用的治疗计划和投照
RapidArc™ 特点 – 低MU
* 在各治疗部位的总治疗路数均有显著降低
数字化三极电子枪确保束 流的快速反应（毫秒级） 和连续变剂量率治疗 高精度多叶光栅可快速定 位并与治疗计划验证（50 毫秒） 叉指状射野变得非常重要 Eclipse治疗计划系统提供 出色的计划：Dose Dynamic Arc Algorithm
栅极
RapidArc™ ：总结及技术特点 (400+ 订单)
MU RapidArc IMRT
Paed Pelvis 590 1009 42%
Paed Liver 355 681 48%
HN 504 903 44%
Prostate
Anal C 538 1295 58%
Stereo 522 -
694 1174 41%
减少%
低MU Î调强后放射激发肿瘤的可能性大为下降
< 2 分钟完成治疗
大范围治疗
单次弧形治疗 病人的舒适度提高 增加病人流通量
治疗范围：40 x 40 cm2的MLC ( Multislice )
肿瘤体积： <10 cm3到 >1000 cm3
< 600 MU / 2 Gy
全面保证放疗质量
SFDA: 2008年9月
全球2009年1月订单400+
RapidArc, Varian's new technology for delivering volumetric modulated arc therapy, quickly delivers a complete IMRT treatment in a single rotation of the treatment machine around the patient. The two FDA clearances for RapidArc cover the treatment hardware and the RapidArc treatment planning software module in Varian's Eclipse™ treatment planning system. Varian will begin taking orders for RapidArc immediately, and will begin delivering it to customers in the spring of 2008.
放射治疗领域的革命
快速旋转容积调强治疗技术
RapidArc Varian 独有技术
快速旋转容积调强治疗技术
同时照射 整个靶区
快速旋转容积调强治疗技术
图像引导2 分钟 治疗时间 不到2分钟
RapidArc™ : FDA 510(k) 通过
Jan 2, 2008 Varian Medical Systems Receives FDA 510(k) Clearance for RapidArc™ Radiotherapy Technology Groundbreaking technology delivers faster, more precise cancer treatments using a unique form of volumetric arc therapy PALO ALTO, Calif., Jan. 2 /PRNewswire-FirstCall/ -- Varian Medical Systems (NYSE: VAR) has received FDA 510(k) clearances for its RapidArc™ radiotherapy technology, a revolutionary advance that makes it possible to deliver image-guided, intensity-modulated radiation therapy (IMRT) two to eight times faster and more precisely than is possible with conventional IMRT or helical tomotherapy.
RapidArc Eclipse 计划系统小结
方便使用的计划工具 出色的计划结果 低MU计划 支持多处理器并行处理 优化时间: 10-30 minutes 剂量计算时间: 10-30 minutes 新版计划系统(Rel8.2/8.6)
RapidArc™ : 治疗过程中的技术保证
开始 RapidArc 优化
RapidArc™ 实施：弧形动态治疗优化
逐步提高优化精度--直到177个控制点(子弧)
RapidArc™ 实施：弧形动态治疗优化
逐步提高弧形优化精度
RapidArc™ 实施：弧形动态治疗优化
优化完成后自动完成剂量计算
RapidArc™ 实施：弧形动态治疗优化