IMRT计划剂量验证通过率对机架角度误差灵敏度分析要点

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鼻咽癌IMRT与VMAT治疗计划的比较

鼻咽癌IMRT与VMAT治疗计划的比较

鼻咽癌IMRT与VMAT治疗计划的比较陈舒婷;杨帅;姜仁伟;郭栓栓【期刊名称】《临床检验杂志(电子版)》【年(卷),期】2018(007)004【摘要】目的研究IMRT与VMAT技术在鼻咽癌治疗计划设计与执行,靶区与各危及器官剂量的区别.方法对10例鼻咽癌患者,用Monaco计划系统分别设计了9野IMRT计划与VMAT计划,记录计划设计与实施的难易程度及耗时长短,同时比较各靶区和危及器官的受照剂量及相关受照剂量体积.结果两者从计划设计到执行的方法和难易程度基本相同;VMAT计划的靶区覆盖率、相对剂量通过率、危及器官的保护均优于IMRT计划,治疗时间、MU平均值IMRT计划要比VMAT计划长,出束时间VMAT计划要比IMRT计划短.结论鼻咽癌VMAT计划优于IMRT计划.【总页数】2页(P723-724)【作者】陈舒婷;杨帅;姜仁伟;郭栓栓【作者单位】中山大学附属第五医院肿瘤放疗科,广东珠江 519000;中山大学附属第五医院肿瘤放疗科,广东珠江 519000;中山大学附属第五医院肿瘤放疗科,广东珠江 519000;中山大学附属第五医院肿瘤放疗科,广东珠江 519000【正文语种】中文【相关文献】1.鼻咽癌CDR-VMAT与ss-IMRT剂量学比较评估 [J], 商海焦;陈利;王学涛;王佳舟;胡伟刚2.鼻咽癌IMRT与VMAT治疗的计划与剂量验证比较研究 [J], 易金玲;金献测;周永强;阎华伟;韩策;吴志勤;黄珂靖;谢聪颖3.不同系统摆位误差对鼻咽癌双弧VMAT及动态IMRT计划中剂量分布影响的比较 [J], 戴鹏;张平;赖名耀;罗龙辉;吴伟;蔡林波4.MLC叶片系统误差对鼻咽癌VMAT和IMRT计划剂量影响的比较 [J], 叶淑敏; 滕建建; 石锦平; 张利文; 刘致滨5.鼻咽癌IMRT与VMAT治疗计划的比较 [J], 陈舒婷; 杨帅; 姜仁伟; 郭栓栓因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

IMRT和VMAT在全脑放射治疗中靶区及重要危及器官剂量差异研究

IMRT和VMAT在全脑放射治疗中靶区及重要危及器官剂量差异研究

IMRT和VMAT在全脑放射治疗中靶区及重要危及器官剂量差异研究【摘要】目的:对比IMRT和VMAT在全脑放射治疗中靶区及重要危及器官剂量差异。

方法:选取我院收治的80例性全脑放射治疗者进行研究,根据放疗技术的不同将患者分为两组,对照组40例,采用IMRT技术治疗,观察组40例,采用VMAT技术治疗,对两组的治疗情况进行对比。

结果:两组患者均匀性指数(HI)、适度性指数(CI)、靶区体积对比均存在明显差异(p<0.05);两组患者重要危及器官[眼球、视路神经、晶体、晶体外放3mm(Prv)]剂量差异均无统计学意义(p>0.05)。

结论:在全脑放射治疗中VMAT放疗技术的应用效果更理想,可推广使用。

【关键词】全脑放射治疗;IMRT;VMAT全脑放射治疗是临床上治疗多种危重疾病的常用手段,其中调强放射治疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)和容积调强弧形放疗(Volumetric modulaed arc therapy,VMAT)则是目前临床上常用的两种放疗手段[1]。

但目前临床上对于两种放疗技术在剂量分布方面的比较较少,为此本研究就以收治的80例全脑放射治疗患者为依据,对IMRT与IMRT技术的剂量分布情况进行比较,现报告如下:1资料与方法1.1临床资料选取我院自2020年1月到2022年6月期间收治的80例行全脑放射治疗患者为研究对象;纳入标准:(1)患者均同意研究,签署知情同意书;(2)患者均经病理检查确诊为颅内肿瘤;(3)患者基本资料完整;排除标准:(1)排除合并严重肝肾功障碍者;(2)排除有其他部位肿瘤者;(3)排除有放疗禁忌症者。

根据放疗技术的不同将患者分为两组,对照组40例,其中男23例,女17例,年龄16-49岁,平均(25.98±2.11)岁;观察组40例,其中男24例,女16例,年龄15-48岁,平均(26.11±2.14)岁;两组一般资料保持同质性(p>0.05),可比较。

Octavius验证系统用于旋转调强三维剂量验证的研究

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。

蒙卡三维独立剂量验证系统技术要求

蒙卡三维独立剂量验证系统技术要求
-可手动编辑病人相关信息
-支持按照关键字如加速器、验证结果是否通过等进行筛选
-将患者验证数据进行分类,并将结果导出到Excel
同一患者多治疗计划合并
-支持同一患者不同治疗计划的独立分析
-支持同一患者不同治疗计划的合并分析
-当同一患者多个治疗计划存在时,可以删除冗余计划
批准与取消批准
-支持对整个计划进行批准
调整剂量网格大小
-支持使用TPS网格
-支持根据床结构自动外扩网格
自定义三个方向网格体素大小
-对于核磁加速器支持在剂量网格中自动生成上下线圈
多剖面结果显示
-支持任意位置的剂量剖线值
-支持水平剖线图显示剂量剖线值
-支持竖直剖线图显示剂量剖线值
5
分次剂量验证
分次治疗评价结果图表展示
-支持图表显示已治疗分次伽马值
支持对计划检查、QA检查和分次检查进
行独立批准
4
治疗计划独立计算剂量验证
剂量体积直方图(DVH)对比分析
支持对感兴趣体积的DVH按绝对值或者相对值进行显示或者隐藏
临床目标模板及自动分析
-支持按照计划类型设定临床目标集合
-支持自动使用匹配成功的临床目标集合对当前计划进行检查分析
靶区覆盖率对比分析
支持通过设定平均剂量差异阈值进行评估
-支持以机器、日期、病人名称和ID等方式对DlCOM文件进行分组存放,方便查找
自动将计划和剂量加载到对应的QA模体上进行舱证
通过计划文件自动判断是否为基于验证模体的QA计划并自动将计划和剂量加载到正确的QA模体上,自动完成验证
3
数据管理
病人管理功能
病人管理区域,提供了病人列表显示、刷新、搜索、删除等功能
6

陈立新——精确放射治疗的剂量验证与剂量监测

陈立新——精确放射治疗的剂量验证与剂量监测

3%,3mm
85.0% 87.3% 96.1% 86.6% 84.7% 88.5% 79.8% 92.0% 93.3% 88.0% 89.3% 84.3% 85.3%
5%,3mm
91.5% 93.6% 98.8% 93.5% 98.0% 93.6% 91.6% 97.5% 98.2% 92.2% 93.4% 91.2% 95.1%
精确放射治疗的剂量验证与剂量监测技术
陈立新 中山大学肿瘤防治中心 放疗科
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
精确放射治疗下的剂量验证与剂量监测技术
一、治疗前剂量验证 二、治疗中剂量监测 三、实践与经验
2
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
20
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
1、在线(在体)剂量监测方式
体表或者腔内的探测器监测 加速器机头出射线的监测 患者出射线的剂量监测 基于加速器日志文件的监测
21
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
通过率
从跳数验算发展到三维剂量的验算
6
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
3)加速器的质量保证
输出量(晨检) MLC(叶片位置,运动速度等等) 辐射野(平坦度,对称性,射野大小等)
7
中山大学肿瘤防治中心 SUN YAT-SEN UNIVERSITY CANCER CENTER
3)加速器的质量保证

新型“环形”机架加速器临床调试流程探讨

新型“环形”机架加速器临床调试流程探讨

学术论著113*基金项目:“十三五”国家重点研发计划(2016YFC0105206,2016YFC0105207)“多模式引导立体定向与旋转调强一体化放射治疗系统研发-临床治疗与质量控制流程研究”“临床验证方法研究及临床验证”①中国医学科学院北京协和医学院北京协和医院放疗科 北京 100730②瓦里安医疗设备(中国)有限公司 北京 100176 作者简介:杨波,男,(1976- ),本科学历,主管技师,从事放疗物理师工作。

[文章编号] 1672-8270(2020)12-0113-07 [中图分类号] R197.39 [文献标识码] ADiscussion on the clinical debugging process of new type of ring rack accelerator/YANG Bo, YU Lang, WANG Zhi-qun, et al//China Medical Equipment,2020,17(12):113-119.[Abstract] Objective: T o research the establishment of an appropriate clinical debugging process for pre-installed representative beam data (RBD) Halcyon 1.0 linear accelerator so as to ensure that the debugging results could meet the clinical treatment requirements. Methods: According to the characteristics of the Halcyon accelerator and the acceptance practices of previous accelerator and treatment planning system(TPS), and combining with the relevant reports of American Association of Physicists in Medicine & International Atomic Energy Agency (AAPM & IAEA) and other relevant domestic and foreign documents, the quality control tools with pertinence were selected to implement test from 4 contents included the clinical debugging of Halcyon linear accelerator, the debugging of Eclipse TPS, the quality assurance (QA) & QC of Halcyon linear accelerator and the QA & QC of Eclipse TPS, and to establish the corresponding standard operation procedures. Results: The three dimensional (3D) error radius of the integrated rotating isocenter of the Halcyon linear accelerator rack and the collimator was 0.64mm, and the consistency between virtual isocenter and therapeutic center was favorable, and the positional deviation of the maximum precision in place was 0.7mm. The percentage of depth dose (PDD) at 10cm was 63.3%, which was within the range of the tolerance of 1%. The test results of model predictive control (MPC) were within the threshold range, and the isocenter size was 0.67mm. The consistency of built-in model data and measured data was favorable. During the rotation process, the controlled accuracy of the rack speed, the motion speed of multi leaf collimator (MLC) and dose rate were better, and all controlled deviation were less than 2%. The CT values of Surface and Interior of treatment couch with carbon fiber were –750HU and –950HU respectively. The measurements of all basic fields in medical physics practice guideline (MPPG) 5.a could meet the requirements. The results of TG-119 intensity modulated test indicated that the point dose deviations within target region of two kinds of techniques included intensity modulated radiation therapy (IMRT) and Rapidarc were -0.003±0.011 and -0.012±0.006, and the confidence limits of the two techniques were 0.025 and 0.024, respectively. Conclusion: There are better consistency between the measured data of Halcyon linear accelerator and the pre-installed data of Eclipse planning system. The debugging results both IMRT and Rapidarc are within the recommended range of AAPM and related literature, which can meet the requirement of clinical treatment. The pre-installed data and some of parameter verification can provide a reference basis for accelerator debugging.[Key words] Halcyon linear accelerator; Debugging; Pre-installed data; Machine performance testing; Rotary intensity; Quality assurance and quality control (QA and QC)[First-author’s address] Department of Radiotherapy, Peking Union Medical College Hospital, Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100730, China.[摘要] 目的:研究针对预装光束流数据(RBD)Halcyon1.0直线加速器建立合适的临床调试流程,确保调试结果满足临床治疗要求。

容积旋转调强放疗和常规调强放疗技术在乳腺癌保乳术后同步推量中的剂量学比较

容积旋转调强放疗和常规调强放疗技术在乳腺癌保乳术后同步推量中的剂量学比较

容积旋转调强放疗和常规调强放疗技术在乳腺癌保乳术后同步推量中的剂量学比较任晔;徐锋超;单改仙;戴卓捷;崔迪;苏晓明;王宗烨【摘要】目的比较容积旋转调强放疗(VMAT)和常规调强放疗(IMRT)两种技术在乳腺癌保乳术后同步推量放疗中剂量学差异.方法随机选择10例左侧乳腺癌保乳术后患者,使用MONAC0 5.1计划系统,分别设计VMAT和IMRT计划,处方剂量均为PTV50Gy/25 f、PGTVtb60 Gy/25 f,评估两种计划靶区剂量适形指数(CI)、均匀性指数(HI),以及正常器官受照剂量(Gy)、机器跳数(MU)及治疗时间.结果 VMAT 计划中靶区剂量的适形度明显优于IMRT(P <0.05),而患侧肺V5、V10、V20及健侧肺V5稍高于IMRT组(P<0.05).结论对于乳腺癌保乳术后同步推量放疗,VMAT和IMRT计划都可以满足临床剂量学的要求,VMAT在适形度方面对于IMRT计划有优势,并缩短了治疗时间.%Objective To analyze the difference in dosimetric characteristics and protection of organs at risk (OAR)between volumetric modulated arc therapy(VMAT) and intensity modulated radiation therapy(IMRT) for breast cancer patients after breast-conserving therapy.Methods Ten patients with breast cancer (in the left breast) were planned in different ways.The prescribed dose for PTV was 50Gy/25f,while the dose for PGTVtb was boosted to 60 Gy/25 f.The dosimetric parameters of the two different plans,including the dose conformity index (CI)and homogeneity index (HI) of PTV,dose volume histogram (DVH)of normal tissue coverage,MU and delivery time were also analyzed.Results The dose distribution CI of the VMAT plan were better than that of IMRT(P <0.05).Compared with IMRT,VMAT increased the volume of the ipsilaterallung at 5,10,20Gy and the volume of the contrlateral lung at 5 Gy (P <0.05).Conclusion The two treatment modalities can satisfy clinical requirements.The dose distribution CI of the VMAT plan is better than that of IMRT.Also,the VMAT technology can shorten the duration of treatment.【期刊名称】《武警医学》【年(卷),期】2017(028)004【总页数】4页(P352-354,357)【关键词】容积旋转调强放疗;适形调强放疗;剂量学;乳腺癌【作者】任晔;徐锋超;单改仙;戴卓捷;崔迪;苏晓明;王宗烨【作者单位】100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科;100101北京,解放军306医院放疗科【正文语种】中文【中图分类】R730.55乳腺癌是女性最常见的癌症,在全球范围内,中国占据新诊断乳腺癌病例的12.2%,占据乳腺癌死亡的9.6%[1]。

肿瘤放射物理学-物理师资料-103 IMRT工作流程

肿瘤放射物理学-物理师资料-103 IMRT工作流程

适合调强适形放疗的治疗计划系统必须克服上述三大缺点,还 必须具有下述几大特征: (1)不仅要采用较为精确的(正向)剂量算法(特别是对散射 线的处理),还必须有逆向算法。 (2)必须具有三维数字图像重建(DDR)功能。
(3)不仅冠状、矢状、横断及任意斜切面图像及剂量分布显示 功能,还必须有射野方向观视(BEV)和医生方向观视(REV) 的功能。 (4)安排和设计射野时,必须具有模拟类似常规模拟定位机的 射野选择功能,包括准直器种类(对称式、独立式、多叶准直 器)和大小、放置射野挡块和楔形板等。
以前的二维系统,加上三维图像处理和显示软件后称其为两维半 系统,其主要缺点是: (1)由于CT/MRI信息为两维的,加上两维图像的简单坐标叠加, 不能给出准确的三维影像,造成病变(靶区)定位的失真和畸变。 (2)对体内不均匀组织密度对剂量分布影响的处理较为简单,剂 量计算的精度不高。 (3)由于没有采用逆向算法,优化设计很困难,甚至变得不可能。
• DVH (体积剂量直方图)
计划评价工具
• TCP/NTCP (肿瘤控制率/
并发症发生率)
IMRT计划验证
• IMRT治疗计划必须进行验证: 剂量分布 可执行性验证
• 验证必须对实际治疗计划进行: 计划条件完整移植到体模上验证测量
• 验证测量应至少包括点与面的剂量分布: 靶区中心、重要器官、高剂量梯度区域 点剂量测量:电离室;面分布测量:剂量胶片
治疗计划设计是放射治疗过程中极其重要的一环,在治MRI输出的图像(通过网络、中间介质等),病变(靶区)及 重要器官和组织轮廓的勾画及重建,制订一个优化的治疗方案, 输出治疗方案的细节以及实施该治疗方案所需的治疗辅助工具 (如挡块、组织补偿等)制作细节。
三维适形放疗对设备的要求
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㊃物理㊃生物㊃技术㊃IMRT计划剂量验证通过率对机架角度误差灵敏度分析王宁王彬陈阿龙黄晓延528400中山市中医院医学影像科(王宁);510060广州,华南肿瘤学国家重点实验室中山大学肿瘤防治中心放射治疗科(王彬㊁陈阿龙㊁黄晓延)通信作者:黄晓延,Email:huangxiaoy@sysucc.org.cnDOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2016.12.012ʌ摘要ɔ目的分析患者IMRT计划剂量验证通过率对机架角度误差的灵敏度㊂方法选取9例IMRT计划,引入机架角度误差(ʃ2.0ʎ㊁ʃ1.0ʎ㊁ʃ0.5ʎ)㊂每个病例有7个计划,1个原计划和6个带有误差的新计划㊂利用螺旋形半导体探测阵列(ArcCHECK)进行验证测量,得到每个病例原计划和新计划的剂量分布㊂分别采用绝对剂量DTA和Gamma的计算方法,3%/3mm和2%/2mm为评价指标,以原计划计算剂量分布为参考,分别得到每个计划的通过率㊂通过率行非参数Wilcoxon秩和检验㊂结果当评价指标取3%/3mm时,9例原计划的平均通过率分别为DTA方法95.2%和Gamma方法96.5%;采用Gamma方法-2.0ʎ㊁2.0ʎ㊁1.0ʎ㊁-0.5ʎ㊁0.5ʎ机架角度误差的计划平均通过率降低了12.2%㊁23.5%㊁6.3%㊁0.9%㊁2.9%(P=0.008㊁0.008㊁0.008㊁0.036㊁0.012);采用DTA方法-2.0ʎ㊁2.0ʎ㊁-1.0ʎ㊁1.0ʎ㊁0.5ʎ机架角度误差的计划平均通过率降低了16.2%㊁23.8%㊁1.7%㊁6.8%㊁3%(P均=0.008)㊂DTA方法较Gamma方法,以及2%/2mm评价指标较3%/3mm对机架角度误差更敏感㊂结论机架角度误差越大,平均通过率下降越大㊂0.5ʎ机架角度误差,IMRT计划的剂量验证也对其敏感㊂为保证IMRT计划执行的准确性,需要对机架角度做更加严格的质量控制和质量保证㊂ʌ关键词ɔ剂量验证; 机架; 角度误差; 通过率Sensitivityofpassingratesofintensity⁃modulatedradiotherapyplansindoseverificationagainstgantryangleerrorsWangNing,WangBin,ChenAlong,HuangXiaoyanDepartmentofMedicalImaging,ZhongshanTraditionalChineseMedicineHospital,Zhongshan528400,China(WangN);StateKeyLaboratoryofOncologyinSouthChina,DepartmentofRadiationOncology,CancerCenter,SunYat⁃senUniversity,Guangzhou510060,China(WangB,ChenAL,HuangXY)Correspondingauthor:HuangXiaoyan,Email:huangxiaoy@sysucc.org.cnʌAbstractɔObjectiveToanalyzethesensitivityofpassingratesofintensitymodulatedradiationtherapy(IMRT)plansindoseverificationagainstgantryangleerrors.MethodsGantryangleerrors(ʃ2.0ʎ,ʃ1.0ʎ,andʃ0.5ʎ)wereintroducedintotheclinicalIMRTplansof9patients.Therewere7IMRTplansforeachpatient,containing1originalIMRTplanand6IMRTplanswithgantryangleerrors.ThedosedistributionoftheoriginalandmodifiedplansforeachpatientwasmeasuredbyArcCHECKarray.Basedonthedosedistributionoftheoriginalplan,thepassingrateofeachplanwascalculatedusingabsolutedistancetoagreement(DTA)analysisandGammaanalysiswiththecriteriaof3%/3mmand2%/2mm.Theobtainedpassingrateswereanalyzedbynon⁃parametricWilcoxonranktest.ResultsUnderthecriteriaof3%/3mm,themeanpassingratein9originalIMRTplanswas95.2%usingDTAanalysisand96.5%usingGammaanalysis.AccordingtoGammaanalysis,theplanswithgantryangleerrorsof-2.0ʎ,2.0ʎ,1.0ʎ,-0.5ʎ,and0.5ʎhadthemeanpassingratesdecreasedby12.2%,23.5%,6.3%,0.9%,and2.9%,respectively(P=0.008,0.008,0.008,0.036,0.012).AccordingtoDTAanalysis,theaboveplanshadthemeanpassingratesdecreasedby16.2%,23.8%,1.7%,6.8%,and3%,respectively(allP=0.008).ThepassingratescalculatedbyDTAmethodweremoresensitivetothegantryangleerrorsthanthosebyGammamethod,whilethepassingratesunderthecriterionof2%/2mmweremoresensitivethanthoseunderthecriterionof3%/3mm.ConclusionsThegreaterthegantryangleerrors,thelargerthedecreaseinthemeanpassingrate.IMRTdoseverificationisevensensitiveenoughtodetectthegantryangle万方数据errorswithin0.5ʎ.EnhancedqualitycontrolandassuranceofgantryangleisneededtoguaranteetheaccuracyofIMRTdelivery.ʌKeywordsɔ Doseverification; Gantry; Angleerrors; Passingrate近年来,随着放疗技术的不断发展,IMRT在临床肿瘤治疗中应用广泛,其安全性和可靠性也越来越受到重视,需要更高要求的质量保证和质量控制,每个患者IMRT计划执行前的剂量验证是确保治疗准确的关键步骤[1⁃2]㊂Delta4㊁ArcCHECK等探测器阵列能提供三维剂量分布验证[3⁃5],可模拟IMRT计划的实际执行过程,提供更准确的验证信息㊂在不同机架角度下,MLC受重力㊁摩擦力㊁惯性等因素影响,导致MLC叶片实际到位误差㊁物理半影㊁漏射线等与计划系统的不同,IMRT时实际剂量分布所受到的影响也不尽相同[6⁃8]㊂而ArcCHECK半导体探头具有方向依赖性,射线束从不同角度入射时,探头所受的响应不同[3⁃4]㊂本研究针对IMRT技术,利用ArcCHECK三维半导体探测器研究患者治疗计划剂量验证通过率对机架角度误差的灵敏度㊂材料与方法1.材料:美国瓦里安Triology直线加速器,MLC共有60对叶片,中心40对叶片宽度为每片5mm,两端各10对叶片宽度为1cm,叶片最大运动速度为2.5cm/s,计划剂量率设置为600MU/min㊂TPS为瓦里安Eclipse10.1,计划采用6MVX线,剂量算法为各向异性解析算法(AAA),计算网格为2.5mm㊂验证工具为螺旋形半导体探测矩阵ArcCHECK及其配套的SNCPatientV6.1.1剂量分析软件㊂ArcCHECK由1386个半导体探头组成,半导体探头截面为0.64mm2,灵敏体积为0.019mm3,呈柱形放射状螺旋分布在离中心10.4cm的矩阵直径21cm长度21cm的圆柱面上,探头间距为1cm,可测量入射和出射剂量㊂2.病例选择:选取中山大学肿瘤防治中心进行放疗的9例患者IMRT计划,中心型肺癌㊁右侧乳腺癌和左侧颞叶部位脑胶质瘤各3例㊂所有IMRT计划均采用5个野照射,肺癌射野角度为0ʎ㊁60ʎ㊁150ʎ㊁210ʎ和300ʎ,乳腺癌射野角度为30ʎ㊁100ʎ㊁130ʎ㊁300ʎ和330ʎ,脑胶质瘤射野角度为0ʎ㊁40ʎ㊁240ʎ㊁280ʎ和320ʎ㊂所有PTV为101.7 490.3cm3,其中脑瘤PTV平均值为108.8cm3,乳腺癌PTV平均值为323.6cm3,肺癌PTV平均值为435.3cm3㊂3.IMRT计划执行过程中机架角度误差模拟设置:本研究在每个病例的IMRT计划中引入的机架角度到位误差分别为ʃ2.0ʎ㊁ʃ1.0ʎ和ʃ0.5ʎ,正的误差代表顺时针方向的误差,使机架角度变大;负的误差代表逆时针方向的误差,使机架角度变小㊂例如,+2ʎ代表每个计划的5个射野角度都有偏大2ʎ的误差;-2ʎ代表每个计划的2个射野角度偏小2ʎ的误差㊂通过直线加速器4DTC上的override功能人为引入机架角度误差并执行,每个病例都有1个原计划和6个引入误差的新计划㊂为了去除ArcCHECK摆位误差带来的影响,所有病例及其7个计划都在相同的摆位条件下进行剂量验证㊂4.评价指标:利用SNCPatientV6.1.1剂量分析软件对每个计划的测量剂量分布和计算剂量分布进行分析处理,取最大剂量点为剂量归一点,剂量阈值设置为10%㊂分别采用绝对剂量结合等DTA方法和Gamma方法得到每个计划的剂量验证通过率,其中误差限定条件为2%(剂量误差)/2mm(位置误差)和3%/3mm㊂5.统计方法:采用SPSS20.0软件对两种分析方法下原计划通过率和引入误差后的通过率行非参数Wilcoxon秩和检验,P<0.05为差异具有统计学意义㊂结果1.原计划通过率:当评价指标取3%/3mm时,所有病例的计划通过率>90%,平均通过率分别为Gamma方法96.5%和DTA方法95.2%;当评价指标取2%/2mm时,所有病例的计划通过率都>75%,平均通过率分别为Gamma方法84.6%和DTA方法84.4%(表1和表2中的0ʎ时的值)㊂表19例病例引入误差后剂量验证的Gamma方法平均通过率和标准差(%,xʃs)误差3%/3mmP值2%/2mmP值-2.0ʎ84.3ʃ5.30.00865.8ʃ8.80.008-1.0ʎ95.2ʃ2.70.13881.4ʃ5.80.011-0.5ʎ95.6ʃ2.20.03683.5ʃ7.00.1920ʎ96.50ʃ1.884.6ʃ5.70.5ʎ93.6ʃ3.10.01277.7ʃ7.80.0081.0ʎ90.2ʃ4.40.00871.3ʃ8.10.0082.0ʎ73.0ʃ11.20.00852.6ʃ10.80.0082.引入误差后计划的通过率:当评价指标取3%/3mm时,采用Gamma方法与原计划相比平均通过率下降了12.2%㊁23.5%㊁6.3%㊁0.9%㊁2.9%;采用DTA方法与原计划相比平均通过率下降了万方数据16.2%㊁23.8%㊁1.7%㊁6.8%㊁3.0%;当评价指标取2%/2mm时,采用Gamma方法与原计划相比平均通过率下降了18.9%㊁32%㊁3.2%㊁13.4%㊁6.9%;采用DTA方法与原计划相比平均通过率下降了21.9%㊁31.3%㊁4.2%㊁13.9%㊁1.8%和7.1%;详见表1和表2㊂相同的旋转方向上,机架角度误差越大,平均通过率下降越大;相同的角度误差绝对值下,顺时针方向误差较逆时针方向误差的通过率下降更大;相同的角度误差下,DTA方法较Gamma方法通过率下降更大㊂图1同时显示了应用3%/3mm和2%/2mm为评价指标时每种误差引起的通过率的变化,从中可以发现2%/2mm评价指标较3%/3mm通过率变化更大,对机架角度误差更敏感㊂机架角度顺时针方向误差时,Gamma方法和DTA方法平均通过率变化较为接近,逆时针方向误差时,DTA方法较Gamma方法,平均通过率变化更大,对机架角度误差更敏感㊂表2 9例病例引入误差后剂量验证的DTA方法平均通过率和标准差(%,xʃs)误差3%/3mmP值2%/2mmP值-2.0ʎ79.1ʃ7.80.00862.5ʃ6.90.008-1.0ʎ93.5ʃ2.90.00880.1ʃ4.10.011-0.5ʎ94.5ʃ2.10.25882.6ʃ5.40.0380ʎ95.2ʃ1.684.4ʃ4.70.5ʎ92.2ʃ2.90.00877.3ʃ6.30.0081.0ʎ88.4ʃ4.00.00870.5ʃ6.20.0082.0ʎ71.4ʃ8.40.00853.1ʃ8.30.008图1 不同评价指标时9例病例引入每种误差前后平均通过率变化讨 论ArcCHECK进行剂量对比时,剂量差别分为绝对剂量差别和相对剂量差别两种方法,当选用绝对剂量差别为评价指标时,在测量之前需要对ArcCHECK进行绝对剂量的校准㊂当绝对剂量结合等剂量距离差别方法(DTA)时采用Jursinic和Nelms[9]描述的算法计算通过率㊂选用此方法对测量所得剂量分布和计算所得剂量分布相对应点处做剂量对比,以选用3%/3mm指标为例,当满足以下任何一个条件时则认为该点通过:(1)剂量差别在ʃ3%以内;(2)以此点为圆心计算剂量分布上3mm为半径的圆内存在一点和测量所对应的点处剂量相同㊂Low等[10⁃12]在1997年最初提出Gamma指数方法同时考虑到了剂量偏差和位置偏差,计算点通过的标准降低,通过的点更多也是更全面的评判方法,相比于DTA方法通过率更高㊂引入机架角度误差,主要引起测量所得剂量分布和计算所得剂量分布剂量点位置的偏差,导致DTA方法的通过率下降幅度大于Gamma方法,对机架角度误差更敏感㊂IMRT计划的剂量验证通过率受多方面因素影响,当引入机架角度误差后通过率变化也受多方面因素影响㊂第一,ArcCHECK三维探测器阵列为圆柱形,不同机架角度,射线的入射角度不同,入射横截面也不同;第二,ArcCHECK阵列的半导体探头具有方向依赖性,射线不同角度入射,探头剂量响应也有差别[3⁃4];第三,部分射野角度还受到平板床对射线衰减影响,射线角度变化导致平板床对射线衰减也产生变化;第四,不同角度下加速器剂量输出量也有细微差别;第五,加速器不同机架角时MLC叶片重力㊁摩擦力㊁惯性等原因导致MLC叶片到位误差㊁物理半影㊁漏射线不同对IMRT剂量分布确有影响[6⁃8]㊂相同角度误差下,正角度误差(顺时针方向)相比负角度误差(逆时针方向)的通过率下降更大㊂主要考虑两方面因素:首先,圆柱形ArcCHECK模体摆位时,其旋转平衡状态下可带有顺时针方向(0ʎ +0.5ʎ)或逆时针方向(0ʎ -0.5ʎ)的角度误差(参见ArcCHECK的帮助文档);其次,近2年加速器月检数据表明,加速器机架自身存在偏向顺时针一侧0ʎ +0.5ʎ的角度误差[13]㊂2个因素叠加后,剂量验证时机架相对于ArcCHECK模体存在偏向顺时针一侧的原始角度误差;引入顺时针0.5ʎ误差后真实误差>0.5ʎ,引入逆时针0.5ʎ误差后真实误差<0.5ʎ,其他角度误差依次类推㊂因此,造成机架角正角度误差通过率降低更大㊂尽管对于ʃ2ʎ的机架角度误差,本研究仍有部分病例3%/3mm的通过率>90%,单纯依靠IMRT计划通过率能否达到90%来判断计划是否通过,并不能反映出加速器执行过程中可能出现的这些误差㊂可以根据加速器和计划系统验收后一段时间的验证结果建立容许范围,以后验证结果是否在此范围之内来判断治疗计划是否符合要求和反映加速器万方数据状态㊂每个单位容许范围可能有所不同㊂另外一点需要指出的是,机架角度的误差对剂量影响和每个射野角度的剂量权重有关,不同计划系统IMRT计划对机架角度误差敏感度可能有所不同㊂此外,不同计划验证设备对机架角度误差敏感度不同,所得结果也有所不同㊂本研究结果显示评价指标为3%/3mm和2%/2mm时,引入机架角度误差后Gamma和DTA通过率都下降明显,且误差越大下降越大;2%/2mm指标下2ʎ误差降幅都达到30%以上,0.5ʎ机架角度误差IMRT计划的剂量验证也对其敏感㊂为保证IMRT计划执行的准确性,需要三维探测器矩阵的精确摆位,并针对机架角度做更加严格的质量控制和质量保证㊂参考文献[1]戴建荣,胡逸民,张红志,等.,针对患者调强放射治疗计划的剂量学验证[J].中华放射肿瘤学杂志,2004,13(3):229⁃233.DOI:10.3760/j.issn:1004⁃4221.2004.03.020.DaiJR,HuJM,ZhangHZ,etal.Plan⁃specificdosimetricverificationforpatienttreatedwithintensity⁃modulatedradiationtherapy[J].ChinJRadiatOncol,2004,13(3):229⁃233.DOI:10.3760/j.issn:1004⁃4221.2004.03.020.[2]黄晓延,黄劭敏,张黎,等.三维治疗计划系统的剂量学验证[J].中华放射肿瘤学杂志,2006,11(15):496⁃500.DOI:10.3760/j.issn:1004⁃4221.2006.06.015.HuangXY,HuangSM,ZhangL,etal.Dosimetricverificationofacommercialthree⁃dimensiontreatmentplanningsystem[J].ChinJRadiatOncol,2006,11(15):496⁃500.DOI:10.3760/j.issn:1004⁃4221.2006.06.015.[3]LiGJ,ZhangYJ,JiangXQ,etal.EvaluationoftheArcCHECKQAsystemforIMRTandVMATverification[J].PhysMed,2013,29(3):295⁃303.DOI:http://dx.doi.org/10.1016/j.ejmp.2012.04.005.[4]李成强,李光俊,冀传仙,等.ArcCHECK半导体探头特性及在容积调强弧形治疗剂量验证应用研究[J].中华放射肿瘤学杂志,2013,22(3):253⁃257.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2013.03.024.LiCQ,LiGJ,JiCC,etal.ThecharacteristicsandclinicalapplicationoftheArcCHECKdiodearrayforvolumetric⁃modulatedarctherapyverification[J].ChinJRadiatOncol,2013,22(3):253⁃257.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2013.03.024.[5]BedfordJL,LeeYK,WaiP,etal.EvaluationoftheDelta4phantomforIMRTandVMATverification[J].PhysMedBiol,2009,54(9):N167⁃N176.DOI:10.1088/0031⁃9155/54/9/N04.[6]蒋胜鹏,李智华.加速器机架角度对多叶准直器叶片到位精度的影响[J].中华放射肿瘤学杂志,2009,18(4):317⁃320.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2009.04.317.JiangSHP,LiZHH.Theacceleratorgantryanglepositionaccuracyofmultileafcollimator[J].ChinJRadiatOncol,2009,18(4):317⁃320.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2009.04.317.[7]阮长利,徐利明,宋启斌,等.不同机架角时多叶准直器叶片对不同调强放疗剂量影响[J].中华放射肿瘤学杂志,2011,20(4):345⁃347.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2011.04.024.RuanCL,XuLM,SongQB,etal.Impactofacceleratorᶄsmulti⁃leafcollimatorleavesontheintensitymodulatedradiationtherapydoseatdifferentgantryangles[J].ChinJRadiatOncol,2011,20(4):345⁃347.DOI:10.3760/cma.j.issn.1004⁃4221.2011.04.024.[8]Garcia⁃VicenteF,FernandezV,BermúdezR,etal.SensitivityofahelicaldiodearraydevicetodeliveryerrorsinIMRTtreatmentandestablishmentoftolerancelevelforpretreatmentQA[J].JApplClinMedPhys,2012,13(1):3660.DOI:10.1120/jacmp.v13i1.3660.[9]JursinicPA,NelmsBE.A2⁃Ddiodearrayandanalysissoftwareforverificationofintensitymodulatedradiationtherapydelivery[J].MedPhys,2003,30(5):870⁃879.DOI:10.1118/1.1567831.[10]LowDA,HarmsWB,MuticS,etal.Atechniqueforthequantitativeevaluationofdosedistributions[J].MedPhys,1998,25(5):656⁃661.DOI:10.1118/1.598248.[11]LowDA,DempseyJF.Evaluationofthegammadosedistributioncomparisonmethod[J].MedPhys,2003,30(9):2455⁃2464.DOI:10.1118/1.1598711.[12]LowDA,MoranJM,DempseyJF,etal.DosimetrytoolsandtechniquesforIMRT[J].MedPhys,2011,38(3):1313⁃1338.DOI:10.1118/1.3514120.[13]KutcherGJ,CoiaL,GillinM,etal.ComprehensiveQAforradiationoncology:reportofAAPMradiationtherapycommitteetaskgroup40[J].MedPhys,1994,21(4):581⁃618.DOI:10.1118/1.597316.(收稿日期:2015⁃10⁃12)万方数据。

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