容积旋转调强放疗高能直线加速器

Monaco计划系统Inc参数对全脑同步局部加量容积旋转调强放射治疗计划的影响

学术论著

ZHONGGUOYIXUEZHUANGBEI

15中国医学装备2023年7月第20卷第7期 China Medical Equipment 2023 July Vol.20 No.7

①重庆大学附属三峡医院肿瘤科重庆 404100*通信作者：*******************作者简介：徐珊，女，(1992- )，硕士，工程师，从事医院临床放射物理学工作。[文章编号] 1672-8270(2023)07-0015-07 [中图分类号] R816.1 [文献标识码] A

The effect of Inc parameter in Monaco planning system for VMAT plan with local addition of whole brain synchronization/XU Shan, FANG Zhi-xiang, LIU Li-li, et al//China Medical Equipment,2023,20(7):15-21.

[Abstract] Objective: To study the effect of the parameter of different increment of gantry angle (Inc) in Monaco planning system on volumetric modulated arc therapy (VMAT) plan for multiple brain metastasis. Methods: A total of 19 patients with multiple brain metastases who admitted to hospital were selected, and 4 groups of VMAT plans with different gantry angle (10°, 20°, 30°, 40°) were formulated to each patient based on Monaco 5.11 plan system. The 4 groups were named as group Inc10, group Inc20, group Inc30 and group Inc40, respectively. The planned target doses, the doses of organ at risk (OAR), the monitor units (MU), the number of control point, the execution times of plan and the γ pass rates of plans were compared among different groups. Results: In the planning gross tumor volume (PGTV), planning tumor volume (PTV) and the remaining part of the PTV minus PGTV expansion by 2 cm (PWP), there was no significant difference in the parameters between group Inc20 and group Inc30, while the differences of D2, D50, HI and CI between group Inc40 and group Inc30 were significant (tPGTV=-3.873, t=-3.046, t=-2.417, t=4.304, tPTV=-3.564, t=-4.789, t=2.324, t=4.002, tPWP=-4.779, t=-4.639, t=2.138, t=-4.272, P<0.05), respectively. The means of brain stem, spinal cord, optic nerve and optic chiasm of group Inc20 were the lowest, which were respectively 44.71 Gy, 41.11Gy, 41.25 Gy and 41.36 Gy. There was significant difference in the dose of optic chiasm between group Inc40 and group Inc30 (t=-4.136, P<0.05), and the differences of the dose of eye lens among group 10Inc, group 40Inc and group 30Inc were significantly (t=2.853, t=-2.143, P<0.05). The means of MU, control point and the execution time decreased with the increasing of Inc values. The results of plan verification showed that there were significant differences in PGTV under the standards of 2%/2mm and 3%/2mm, and PTV under the standard of 3%/2mm and 3%/3mm between group Inc30 and group Inc10 (t=-2.177, t=-2.914, t=2.969, t=5.226, P<0.05), respectively. The comparison of analysis results of PGTV and PTV indicated that the highestγ pass rate respectively occurred in group Inc40 and group Inc10. Conclusion: For patients with multiple brain metastases, the VMAT radiotherapy plan with local addition of whole brain synchronization can comprehensively consider the clinical requirement, the execution efficiency of plan and the analytic result of plan validation, and the default value 30° is recommended as the Inc value of optimal parameter.[Key words] Multiple brain metastases; Volumetric modulated arc therapy (VMAT); Increment of gantry angle (Inc)[First-author’s address] Department of Oncology, Chongqing University Three Gorges Hospital, Chongqing 404100, China.[摘要] 目的：研究Monaco计划系统中不同机架角度增量(Inc)参数对多发脑转移容积旋转调强治疗(VMAT)计划的影响。方法：选取医院收治的19例多发脑转移患者，基于Monaco 5.11计划系统为每例患者制定有不同机架角度(10°、20°、30°和40°)的4组VMAT放射治疗计划，分别设为Inc10组、Inc20组、Inc30组和Inc40组。比较各组计划靶区剂量、危机器官(OAR)剂量、机器跳数、控制点数、计划执行时间以及计划验证γ通过率。结果：在计划大体肿瘤体积(PGTV)、计划靶区体积(PTV)和计划靶区PTV减去PGTV外扩2 cm后的剩余部分(PWP)中，Inc20组与Inc30组参数差异均无统计学意义，而Inc40组与Inc30组2%、50%靶区体积的受照剂量(D2、D50)、均匀性指数(HI)和适形指数(CI)参数相比较，差异均有统计学意义(tPGTV=-3.873，t=-3.046，t=-2.417，t=4.304；tPTV=-3.564，t=-4.789，t=2.324，t=4.002；tPWP=-4.779，t=-4.639，t=2.138，t=-4.272；P＜0.05)。脑干、脊髓、视神经、视交叉的均值均在Inc20组最低，分别为44.71 Gy、

肝癌的放射治疗技术IMRT和VMAT的比较

肝癌是一种严重威胁人们生命健康的疾病，对于这种恶性肿瘤的治疗常常需要多种综合手段。放射治疗是肝癌治疗的重要方式之一，其中IMRT（调强放射治疗）和VMAT（容积调强弧形放疗）是目前常用的两种放射治疗技术。本文将比较这两种技术的优缺点，为医生和患者提供选择参考。

一、IMRT和VMAT技术的基本原理

1. IMRT技术

IMRT技术是通过计算机控制的束束调强，通过给予肝癌患者精确的辐射剂量分布，以减少对正常组织的损伤，并提高肿瘤的控制率。IMRT的基本原理是将治疗所需的放射剂量分解为多个射束，每个射束的辐射强度由计算机根据患者的三维CT图像和射束入射方向进行优化计划。这种技术可实现对肝癌的精确辐射治疗，是一种精准度高的放疗技术。

2. VMAT技术

VMAT技术是一种利用旋转加速器的射束调强放疗技术，通过以弧线运动的方式给予患者精确的剂量分布。VMAT技术具有射束旋转速度快、治疗时间短的特点，有效降低了患者的不适感和运动模糊，提高了治疗的精确性和安全性。VMAT技术在肝癌治疗中应用广泛，尤其适用于那些肿瘤位置不规则或者紧邻食管等重要器官的治疗。二、IMRT和VMAT技术的优缺点对比

1. IMRT技术的优点

（1）精确度高：IMRT技术可以更加准确地适应肝癌的形态变化，减少对正常组织的损伤，可以更好地保护周围器官的功能。

（2）放疗效果好：IMRT技术具有较高的生物等效剂量，可以提高肝癌的治疗效果，提高患者生存率。

（3）计划复杂度可控：IMRT治疗计划复杂度可根据患者的具体情况进行调整，更加灵活和个性化。

2. IMRT技术的缺点

（1）治疗时间较长：IMRT技术中需要调整多个射束以适应肿瘤的变化，治疗时间较长，因此对于需要多次治疗的患者来说，需要经受较长时间的辐射。

（2）远距离辐射：IMRT技术中的某些射束可能需要穿越大量正常组织才能达到肿瘤，会增加对正常组织的照射量。

医用电子直线加速器硬件系统的研究进展和临床应用

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医用电子直线加速器硬件系统的研究进展和临床应用

作者：肖振华王振宇文碧秀

来源：《中国现代医生》2013年第27期

[摘要] 医用电子直线加速器（LINAC）是肿瘤放射治疗中应用最广泛的设备。近年来关于提高肿瘤治疗精度的多叶准直器、图像引导、六维床技术以及加快治疗速度的容积旋转调强放疗和无均整技术的研究取得一系列的突破和发展。本文主要介绍上述技术发展的特点和临床应用情况，并展望LINAC未来发展趋势。

[关键词] 医用电子直线加速器；多叶准直器；图像引导技术；六维床技术；容积旋转调强放疗；无均整技术

[中图分类号] R197.39 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2013）27-0019-03

随着人类寿命的延长、生活水平的改善，肿瘤的发病率呈现上升趋势，WHO预计到2020年癌症的发病率和死亡率将会是现在的两倍[1]。作为肿瘤治疗的三大主要手段之一，放射治疗在现代肿瘤临床治疗的地位举足轻重，约70%的肿瘤患者需要接受放疗来治愈或改善病情，并且这一比例将随着放射治疗技术的提高而增加。近年来，放射治疗主要设备医用电子直线加速器（Linear Accelerator，LINAC）在多叶准直器（Multi-leaf Collimator，MLC）精度、治疗床位置精度特别是6维床技术、图像引导放疗（Image Guided Radiotherapy，IGRT）等技术方面有了进一步发展，容积旋转调强放疗和无均整器（Flattening Filter Free，FFF）技术令治疗速度明显加快。本文对其研究进展和临床应用做一综述。

1医用电子直线加速器的发展历程

在居里夫人发现天然放射物质镭后，人们就开始探讨放射线在医学特别是肿瘤治疗中的应用。深部X线治疗机最早应用于临床，因其能量不足，一直处于放射治疗的次要地位。60Co治疗机因放射性同位素60Co在衰变过程中释放平均能量为1.25MeV的γ射线[2]，基本达到了肿瘤治疗要求。放射物理学研究显示，能量越高的光子线其皮肤表面剂量显著降低，百分深度剂量明显增加，适用于深部肿瘤的治疗；而且60Co源更换、保管以及报废处理时容易出现意外照射事故，60Co治疗机已逐渐被LINAC所取代。

直线加速器技术规格要求.docx

直线加速器技术规格要求

序号技术规格要求

１主机基本要求

*1。1 所投设备必须为厂家最新型IGＲT数字化直线加速器。

1.2 加速管:行波或驻波.

1。３微波功率源：磁控管或速调管

1.4 微波输出的峰值功率≥５MW

1。５电子与加速管可分离,拆卸方便,便于维修和更换。

1。6 束流偏转与输出系统：滑雪式或２7０度磁偏转系统．线束均匀度在一定范围内可调节，输出量稳定。

1.7 加速器内部的计算机控制体系应为全数字系统，具有临床应用模式,特殊治疗应用模式，拍片模式,物理模式和维修模式。

１．8 电离室结构类型:式或密闭式

1．９远程维护模块：保修期间可以为用户提供远程登陆、诊断和维修服务

１.１０安全连锁：具有独有的防碰撞连锁系统

1。１1 要求的配套设备及器材清单如下：

-稳压电源1台

-水冷机1台

-绿色激光定位系统1套

—患者身份及治疗条码验证系统１套

—监视与对讲系统１套

-维修工具１套

2 Ｘ射线束特性

2。1 Ｘ射线能量:6MＶ、１０MV

２。2 射野尺寸：0.5×0.5cｍ至４0×4０ｃm连续可调（ＳＳD=100cm）

2.３常规X射线最大剂量率≥600MU／mｉn

＊2.４ 6X高剂量率模式 X射线最大剂量率≥1400MU/min

*２．５ 10Ｘ高剂量率模式Ｘ射线最大剂量率≥200０MＵ/ｍiｎ

2。6 剂量率连续自由跳跃改变，稳定性≤±3．０%

２.7 光野与射野的一致性:≤１ｍm

2．8 准直器射线透射率:≤０.5％

2。9 X射线百分深度剂量（水下１0cm，SＳD＝１００ｃm，10×10ｃm射野)：6MV ＦFF：67．5％±1.0%；

2。10 Ｘ射线百分深度剂量（水下１0cm,ＳＳD=1００cm，10×1０cm射野）:10MＶ FFF：73。0%±1.０%

2.11 Ｘ射线平坦度≤±3.0％（水面下1０ｃｍ）

2．12 X射线对称性≤2。0％(水面下10cm) ２.13 X射线半影区:≤9mm

螺旋断层放疗的直线加速器区别

1 螺旋断层放疗的直线加速器区别

——螺旋断层放疗VS直线加速器的辩论赛

辩论主题：

TOMO放射治疗系统终将证明是最好的实现调强治疗的方法

双方代表：

正方：Tewfik Bichay博士

Bichay博士在蒙特利尔（加拿大）McGill大学获得生理学学士学位，在Concordia大学获得放射生物学硕士学位，然后在加拿大的伦敦Western Ontario大学获得生物医学物理博士学位。他目前是在Grand Rapids, St. Mary’s Health Care 系统，任Lacks 癌症中心医学物理部主管。他开始的职业是作为一位放射生物学家，然后转到Ottawa Regional Cancer Center从事医学物理。他是获得ABMP认证的物理师，目前的研究兴趣主要在断层放疗的临床应用和使用IGRT改善放射治疗的精确度。

反方：Cao Daliang博士

Cao博士于1997年从中国科技大学获得物理本科学位，2002年在加州大学Santa

Cruz分校获得物理博士学位，后又在Los Alamos国家实验室做了两年博士后。Cao博士是在巴尔的摩的马里兰大学开始进入医学物理领域的。作为一名物理师，他目前在西雅图的Swedish癌症研究所工作，研究兴趣包括算法优化、旋转调强治疗、影像引导放疗，4D计划以及自适应放疗。

辩论背景：

恐怕很少有什么能像TOMO放射治疗系统这样，是由医学物理学家构思、发展、引入临床并带来如此兴奋和影响的事物。非常多的物理师和放疗医生都深信不疑：TOMO放射治疗系统（螺旋断层自适应放疗设备）是最具有调强特征和能力的放疗系统。

然而，传统直线加速器生产厂家并没有善罢甘休，他们当中大都在发展以各自加速器为平台的锥形束CT和旋转调强治疗技术，并声称将会提供带有多功能、可验证的旋转调强放疗能力，并可与TOMO相比拟。

正方综述：

IMRT技术在临床的应用已经明显地提高了这样的能力，即对复杂靶区给予高度适形的剂量分布，而同时极大降低对周边正常组织的损坏。影像引导放疗IGRT通过每天对靶区和体位的验证与校正，又将这一能力进一步提升。

容积调强放疗vmat原理

容积调强放疗（Volume Modulated Arc Therapy，简称VMAT）是一种先进的放射治疗技术，通过采用旋转方式进行连续弧线放射，实现对肿瘤的精确照射。VMAT技术在放射治疗领域发展迅速，广泛应用于肿瘤治疗中。

VMAT技术的原理是利用具有调强功能的线性加速器，通过旋转的方式进行治疗。在治疗过程中，线性加速器会从不同的角度释放射线，形成一条弧线，这条弧线将穿过肿瘤组织，将高剂量的射线准确地传递到肿瘤区域，同时最大限度地保护周围正常组织。

与传统的放疗技术相比，VMAT技术具有多个优势。首先，它能够减少治疗时间。传统的放疗需要几分钟或更长时间来完成，而VMAT技术只需几秒钟就可以完成一次治疗。这不仅可以提高患者的舒适度，还可以减少放射治疗设备的使用时间，提高临床效率。

VMAT技术可以提供更高的剂量准确性。由于旋转弧线的方式，VMAT技术可以更好地适应肿瘤的形状和位置变化，从而减少对周围正常组织的损伤。这对于那些移动性较大的肿瘤特别重要，如肺癌、肝癌等。

VMAT技术还可以提供更好的剂量分布。通过调整射线强度和角度，VMAT技术可以更好地控制剂量在肿瘤组织中的分布，从而提高治疗效果。与传统的放疗技术相比，VMAT技术可以更好地保证肿瘤区域的剂量覆盖率，并减少剂量不均匀性。

总的来说，容积调强放疗（VMAT）技术通过旋转方式进行连续弧线放射，实现对肿瘤的精确照射。它具有快速、准确和剂量分布均匀等优势，被广泛应用于肿瘤治疗中。VMAT技术的发展为肿瘤患者提供了更好的治疗选择，帮助他们更好地战胜疾病，重返健康的生活。

容积弧形调强放射治疗技术

容积弧形调强放射治疗技术(VMAT)

时间：2012-03-19 00:06:37 来源：作者：ghgong

放射治疗简称放疗，它是利用高能电磁辐射线作用于生命体，使生物分子结构改变，达到破坏癌细胞目的的一种治疗方法。放射能够治疗癌症是因为癌细胞对放射线敏感。目前临床上应用的放射线有X线治疗和r线治疗两种。

放射治疗是肿瘤治疗的三大手段之一, 具有创伤小、保留器官功能、适应症广、对年龄、内科疾病限制少等优势。放射治疗不但可以解除晚期恶性肿瘤患者痛苦、改善症状及延长生命,对早期病例实施放射治疗也可达到根治目的。

容积弧形调强放射治疗技术(VMAT)是在图像引导放射治疗技术(IGRT)基础上成功研发,集新型高精尖加速器与逆向优化治疗计划设计软件、精密三维和两维的剂量验证设备于一身。该项技术可满足全身各部位肿瘤治疗的需要,更适合早期癌症的治疗。

作为目前国际最先进的放射治疗技术,VMAT具有"快、准、优"的特点。在时间方面,传统放射治疗过程需15-30分钟,而该技术将整个治疗过程缩短至2-6分钟,有效提高肿瘤控制率;在准确程度上,该技术可在360度多弧设定的任何角度范围内旋转照射,比传统治疗方式照射范围更大。同时,该技术还能调整控制放射线在肿瘤上的强度,每次治疗时可立即取得三维电脑断层扫瞄影像并做精准治疗定位;此外,VMAT治疗技术不仅让放射线随着肿瘤厚度调弱、增强,还能考虑肿瘤体积各部位的厚薄不同,来给予最适合的放射线强度,同时闪开在肿瘤中间或凹陷处的如眼球、脊髓等重要人体器官,增加肿瘤控制率,降低正常组织并发症的机率,减少治疗后的副作用。

VMAT治疗技术在放射治疗前、放射治疗中能实时对肿瘤及肿瘤周围正常器官进行CT扫描监控,根据肿瘤及器官位置的变化、肿瘤的厚度、体积等调整治疗条件,使放射线紧紧跟踪肿瘤进行精准治疗。此外,该项技术还能随时对肿瘤放射剂量的精度进行调整,克服呼吸运动、器官蠕动及日常摆位误差,人体重要器官和组织能得到更好的保护。

SYNERGY VMAT直线加速器

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影像引导医用直线加速器

医科达有限公司

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1． Elekta公司简介

2．放射治疗整体解决方案

1) Synergy影像引导医用直线加速器

2) MOSAIQ 肿瘤信息管理系统

3) Monaco三维适形、调强放疗计划系统

3．国内部分用户名单

4．医科达的陪训及维修技术服务

5．推荐配置

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- 2 -  医科达有限公司简介

医科达有限公司成立于1948年,总部设

在瑞典。其医用直线加速器工厂位于英国的

Crawly，是世界著名的医用直线加速器生产厂

家之一。目前，在高端产品方面具有绝对的领

导地位，随着新技术的发展和应用，医科达有

限公司走在了其它竞争厂家的前面。

近几年，在中国的高能直线加速器市场

上占有超过50%的份额，而在IGRT图像引导

放射治疗直线加速器市场上占有超过70%的

份额。

其加速器设备的发展历程如下：

1948年, 研制出3.5MeV直线加速器

1949年, 引入Leksell立体定向系统

1952年, 研制出15MeV研究用直线加速器

1953年, SL48医用加速器治疗首例病人

1954年, 生产出第一台双模式直线加速器(15MeV光子和电子线)

1957年, 专业设计,制造及生产直线加速器

1964年, 生产出SL75直线加速器

1967年, 制造SL75-10,6MV x射线和10MeV电子线直线加速器

1968年, 生产出第一台Leksell Gamma刀

1973年, 生产出第一台双光子,带电子线的直线加速器

1978年, 产出SL-5,世界第一台最低等中心的直线加速器

1985年, 研制出第一台全数字化加速器

1990年, 生产出第一台集成化MLC

1992年, 3D治疗计划系统的先驱----Render-Plan-3D诞生

容积旋转调强放疗高能直线加速器

第一部份:配置要求

序号产品名称数量技术规格要求

1 容积旋转调强放疗直线加速器 1 详见技术规格要求

2 治疗计划系统 2 详见技术规格要求

3 放疗信息网络系统 1 详见技术规格要求

4 放疗质控及辅助设备 1 详见技术规格要求

5 大孔径4D-CT 模拟定位机 1 详见技术规格要求

第二部份:技术规格要求

第一部分:容积旋转调强放疗直线加速器

（一）容积旋转调强放疗图像引导直线加速器（带内置MLC系统、实时影像动态验证系统、X射线机载定位引导系统、六自由度治疗床，具备立体定向精确放疗功能））

一、直线加速器

1 主系统基本要求

* 所投设备必须具备在线四维CBCT成像功能，所投设备必须为近年CFDA首次注册上市的高端直线加速器

* 所投设备必须为全数字化机型，一体化数字控制系统，医科达需提供Integrity控制系统，瓦里安需提供Maestro控制系统，或更高控制平台。

加速管类型：驻波或行波微波功率源：速调管或磁控管

微波输出的峰值功率≥5MW

束流偏转与输出系统：270度磁偏转系统或滑雪式偏转方式

系统内部的计算机控制体系应具有临床应用模式，特殊治疗应用模式，拍片模式，物理模式和维修模式。

提供如下配套设备：

稳压电源1台

水冷机1台

激光定位系统1套

患者身份和治疗附件条码验证系统1套

无孔挡铅托盘25个

监视与对讲系统1套

维修工具1套

2 束流特性

X线束流特性

常规X射线能量：提供2挡6,10MV , 高剂量率(非均整射束)：X6HI , X10HI

的 X线最大剂量建成深度：

SSD=100cm, 10×10cm射野： ± 或±

的X线最大剂量建成深度：

SSD=100cm, 10×10cm射野： ± 或±

的X线百分深度剂量：

水下10cm，SSD=100cm,10×10cm射野：% ± %或%±% 的X线百分深度剂量：

医用直线加速器参数

一、主要配置要求:

序号名称数量

1 医用加速器十多叶光栅 1台

2 实时影像验证系统EPID 1套

3 锥形束CT系统（CBCT） I套

4 放射治疗计划系统（含物理师工作站2套，医生工作站2套） 1套

5 放射治疗信息管理系统 1套

6 剂量仪（进口） 1套

7 晨检仪（进口） 1套

8 固体水（进口） I套

9 二维和三维剂量验证设备（三维矩阵）（进口） 1套

10 免洗胶片验证系统（进口） 1套

11 等中心校验仪器 1套

12 移动式激光定位系统（用于定位CT-SlM）（国产） 1套

13 环境监测用的X （r）射线报警仪 I台

14 个人剂量报警仪 6个

15 辐射环境巡检仪 1台

16 电子线热丝切割机 1台

17 恒温水箱（热塑膜） 1台

18 头部固定架 2套

19 三框型头肩固定架 2套

20 三框体部固定架 2套

21 头膜 20套

22 头颈肩膜 20套

23 体膜 20套

24 真空垫 20套

二、详细招标参数

1. 核心结构

1. 1. 加速管

1. 1. 1. 加速管类型：驻波或行波

1. 1.2. 加速管真空度：≤ 10 7Torr

1.2. 电子枪

1.2. 1. ★ 电子枪类型：数字化栅控电了枪。

1.2. 2. 电子枪电极数量：23个

1.2. 3. 电子枪的维修更换：可以单独从加速管拆卸下来，便于更换，使机器的停机时间缩短到最小

1.3. 加速管磁偏转系统

1.3. 1. 偏转角度：227（）度磁偏转系统或滑雪式偏转系统

1.4. 微波放大装置 1.4. 1. ★ 微波放大装置类型：速调管

1.4. 2. 微波功率源类型：RF驱动器

1.4. 3. 微波源维修：微波源与微波放大装置可单独更换，便于维修

1.5. 加速器系统

1.5. 1. 加速器工作模式：应具有临床应用模式；特殊治疗应用模式；摄片模式；物理模式和维修模式。