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Bolus下空腔对放疗浅表剂量和最大剂量点深度的影响

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辐射研究与辐射工艺学报 2021年第5期39卷 69-74页

作者：庞亚廖常菊张翠翠温晓平陈晓梅王东自贡市第一人民医院护理部自贡643000 自贡市第一人民医院肿瘤科自贡643000

探讨浅表肿瘤放疗时Bolus下空腔对浅表剂量和最大剂量点深度的影响。在Eclipse计划系统里创建30 cm×30 cm×30 cm的体模及体模表面创建10 mm厚的Bolus,设置Bolus和体模材料均为水。在Bolus和体模之间设置0 mm、2 mm、5 mm、10 mm、20 m... 详细信息

探讨浅表肿瘤放疗时Bolus下空腔对浅表剂量和最大剂量点深度的影响。在Eclipse计划系统里创建30 cm×30 cm×30 cm的体模及体模表面创建10 mm厚的Bolus,设置Bolus和体模材料均为水。在Bolus和体模之间设置0 mm、2 mm、5 mm、10 mm、20 mm、30 mm厚度的Air空腔,将源皮距设置为100 cm,射野面积大小分别取5 cm×5 cm、10 cm×10 cm、15 cm×15 cm、20 cm×20 cm、25 cm×25 cm。剂量大小为100 cGy,获取不同空腔厚度不同射野大小下,体模浅表1 mm深度的剂量(D s)和体模内最大剂量点的深度值(d_(max)),同时用德国PTW公司水箱在加速器上做同样条件的实验,用EBT 3胶片测量浅表剂量D s,电离室获取d_(max)。将计划系统得到的结果和实验测量的结果进行差异对比,结果表明:无Bolus时,计划系统D s为0,而实验测量D s有剂量,计划系统和测量结果均显示射野面积大小为5 cm×5 cm时,D s随空腔厚度增加减小最快。当射野面积大小在15 cm×15 cm及以上时,D s随空腔厚度变化较为平稳。计划系统和实验测量结果均显示无Bolus时d_(max)最大,计划系统里随着空腔厚度增加d_(max)变化较为平稳;实验结果为射野面积为10 cm×10 cm及以下时,d_(max)随空腔厚度增加变化显著,而射野面积在15 cm×15 cm及以上时d_(max)随空腔厚度变化较为平稳,且计划系统和实验测量的结果都为射野面积越小,d_(max)越大。除在无Bolus时计划系统与实验测量D s差异很大,其他不同射野面积大小、不同空腔厚度的D s差异均接近于0;计划系统与实验测量d_(max)总体差异较大,在不同空腔厚度下,小射野面积差异比大射野面积差异大,且在空腔厚度为0 mm时,所有射野面积的d_(max)差异最接近0。计划系统会低估浅表剂量计算精度,为减小误差,浅表肿瘤需加Bolus,且Bolus下空腔厚度为0 mm最佳。

关键词： Bolus 空腔放射治疗浅表剂量最大剂量点深度

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补偿膜下空腔间隙对浅表组织剂量影响

中华放射肿瘤学杂志 2018年第11期27卷 1009-1013页

作者：孔栋惠琳魏贤顶孔燕丁阳孔旭东钱丹琪金建荣杨波江南大学附属医院(无锡市第四人民医院)肿瘤放疗科无锡214062

目的研究补偿膜下空腔厚度、面积及相邻间隔对浅表组织剂量的影响。方法应用Geant4构建加速器模型,将计算数据与测量数据对比验证模型正确性。构建上表面位于加速器等中心的30 cm×30 cm×30 cm水模体及30 cm×30 cm×1 cm水膜,分别... 详细信息

目的研究补偿膜下空腔厚度、面积及相邻间隔对浅表组织剂量的影响。方法应用Geant4构建加速器模型,将计算数据与测量数据对比验证模型正确性。构建上表面位于加速器等中心的30 cm×30 cm×30 cm水模体及30 cm×30 cm×1 cm水膜,分别设计水膜与水模体紧密贴合和有不同空腔的模型,计算6 MV X线10 cm × 10 cm射野下不同模型水模体中心轴深度剂量分布和0.1 cm深度侧向剂量profile （profile1）,对比各空腔模型与紧密贴合模型所计算数据。结果厚度≤0.5 cm时,空腔对最大剂量深度（Dmax）和浅表剂量影响较小,随厚度增加,Dmax增加,0.1 cm深度处PDD （PDD1）迅速减小,profile1自空腔中心至边缘逐渐增加;随面积增加,Dmax先增大后减小,PDD1先减小后增大,面积较小时,自空腔中心至边缘profile1逐渐增加,面积较大时profile1则先减小后增加;空腔间隔≥0.2 cm时基本满足临床要求,≥1.0 cm时影响消失;远离空腔处profile1基本不受影响。结论摆位时尽量减少补偿膜下空腔,使空腔足够薄、面积尽量小、相距间隔不宜太近。

关键词：蒙特卡罗补偿膜空腔间隙浅表剂量 profile

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放射治疗中病人浅表皮肤剂量影响因素的探究

放射治疗中病人浅表皮肤剂量影响因素的探究

作者：张帆南华大学

学位级别：硕士

在病人放射治疗过程中,皮肤辐射损伤是一种最为常见的并发症,主要由于在治疗过程中皮肤轮廓内缩,由此导致皮肤实际受到剂量与计划系统计算出的剂量存在差异。由于在实际过程中难以明确影响皮肤浅表剂量的因素,因此本文采用蒙特卡罗模拟... 详细信息

在病人放射治疗过程中,皮肤辐射损伤是一种最为常见的并发症,主要由于在治疗过程中皮肤轮廓内缩,由此导致皮肤实际受到剂量与计划系统计算出的剂量存在差异。由于在实际过程中难以明确影响皮肤浅表剂量的因素,因此本文采用蒙特卡罗模拟以及计划系统计算两种方法来分析浅表剂量值,研究两种方法中的不同参数对浅表皮肤剂量的影响。1.蒙特卡罗模拟通过蒙特卡罗方法模拟瓦里安IX加速器6 MV能量档、10cm×10 cm射野下的剂量分布,研究电子线参数对剂量分布影响,并寻找确定最优电子线参数的简化方法。使用此方法得到的最优电子线参数模拟离轴距离分别为1.5 cm、2.5 cm、3.5 cm和4.5 cm,水下深度1.5 cm以上部分的剂量分布,结果表明:(1)电子线能量在一定范围内改变时,对离轴剂量几乎不存在影响,但不同能量值得到的百分深度剂量与测量值存在一定的误差,为得到更为准确的百分深度剂量,需要确定最优电子线能量。(2)径向强度分布在0.1 cm-0.4 cm范围内改变时,对百分深度剂量没有影响,但当径向强度分布值大于0.2 cm时,得到的离轴剂量与测量值存在很大差异。径向强度分布值在0.0 cm-0.2cm范围内变化时,离轴剂量主剂量区模拟值与测量值误差较小,但在半影区,二者误差较大,通过半影区剂量匹配得到的径向强度分布,计算出的离轴剂量更为准确;平均角展宽对各深度处模拟离轴剂量有影响,当该值大于或小于0.3°时,得到的各深度处剂量要小于或大于测量值。2.计划系统计算选取16例鼻咽癌病人,将在不同次数治疗前获得的CBCT图像与定位CT图像融合,得到在不同治疗次数时A、B、C3个CT层面的外轮廓缩小值,并通过放射治疗计划系统获得与外轮廓缩小值对应的浅表皮肤剂量变化值,结果表明:(1)通过计划系统计算出的每位病人在治疗过程中各层面颈部外轮廓缩小值的大小关系为A>B>C,颈部浅表剂量值大小关系为A浅表剂量随外轮廓缩小值的经验曲线分别为:A,y=1078x+1768;B,y=3199x+2703;C,y=3877x+3479,浅表剂量值近似随着外轮廓缩小值的增加而增大。(2)各层面的浅表皮肤剂量变化值均随着治疗次数的增加而逐渐增大,治疗次数不同时,皮肤的浅表剂量值也不相同。B、C层面在治疗20次之后浅表皮肤剂量变化值小于A层面;3个层面的皮肤外轮廓变化均在放疗20次后保持稳定,为减少皮肤受照剂量,有必要重新制定计划。

关键词：蒙特卡罗方法电子线参数剂量分布浅表剂量轮廓缩小值

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乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的浅表剂量研究

乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的浅表剂量研究

作者：曹瑛南华大学

学位级别：硕士

在调强放射治疗(Intensity Modulated Radiotherapy,IMRT)中,浅表剂量一直备受关注,尤其是对于靶区靠近皮肤的乳腺和头颈部放疗。浅表剂量过高易使皮肤发红发溃,影响放疗进程,剂量过低易引起局部复发。对乳腺癌的胸壁调强放射治疗而言,... 详细信息

在调强放射治疗(Intensity Modulated Radiotherapy,IMRT)中,浅表剂量一直备受关注,尤其是对于靶区靠近皮肤的乳腺和头颈部放疗。浅表剂量过高易使皮肤发红发溃,影响放疗进程,剂量过低易引起局部复发。对乳腺癌的胸壁调强放射治疗而言,病人治疗的实际浅表剂量与治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)计算结果存在差异,这可能与TPS算法误差和呼吸引起的胸壁运动有关。本文利用胶片叠加外推法、蒙特卡罗模拟以及HexaMotion六维运动平台对患者胸壁呼吸运动的模拟,分析了四种常用的商业TPS浅表剂量算法误差以及呼吸运动对乳腺癌根治术后胸壁调强放疗的浅表剂量影响。1.定量分析四种常用算法的浅表剂量计算精度采用BEAMnrc和DOSXYZnrc模拟治疗用加速器机头,并在不同角度(0°,30°和60°)入射、10 cm×10 cm开野照射、SSD为100 cm的条件下计算30 cm×30 cm×30 cm水模体中心轴的剂量分布,结合胶片叠加外推法(5层免洗胶片叠加,有效测量深度为0.189,0.567,0.945,1.323和1.701 mm)实际测量该尺寸模体的浅表剂量(0-2mm),来评估四种常用商业算法(AXB,CCC,AAA,PBC)在浅表区域剂量计算的准确性。结果表明,在浅表区域,胶片叠加外推法测量结果与MC模拟结果符合很好:对于0°,30°,60°照射,两者平均剂量差异分别为1%,2%和5%,相对皮肤剂量差异0.84%,1.88%和3.90%;axb,ccc,aaa和pbc四种算法与mc模拟值在0°,30°和60°照射时浅表区域的平均剂量差异分别为(2.41±1.55%,3.11±2.40%,1.53±1.05%),(3.09±3.00%,3.10±3.01%,3.77±3.59%),(3.16±1.50%,8.70±2.84%,18.20±4.10%)和(14.45±4.66%,10.74±4.54%,3.34±3.26%)。综上可得,axb算法在浅表区域计算精度最高,其次是ccc算法,而类笔形束的aaa和pbc算法呈现了较大的角度依赖性和计算差异,因此在使用这两类算法评估浅表剂量时应注意。2.定量分析胸壁呼吸运动对浅表剂量的影响采用meta分析获得乳腺癌患者因呼吸运动造成的三维方向的平均、最小和最大振幅。利用瓦里安rpm门控系统测得我院放疗中心8例乳腺癌根治术患者的平均呼吸周期。基于获得的振幅和周期参数,利用quirk研究团队提供的呼吸曲线生成器产生不同振幅的三维呼吸曲线,来驱动hexamotion平台模拟患者胸部的三维运动模式。将上述8例患者的实际治疗计划(逆向全调强计划)移植到运动模体,用胶片叠加外推法分别测量模体左侧0°、30°和60°位置处,在不同运动振幅和静止情况下的浅表剂量,分析三维呼吸运动对浅表区域(0-1.5mm)剂量的影响。结果表明,采用平均振幅的呼吸曲线时,1.5mm深度内的平均相对剂量比静止状态高0.15-7.97%,p值小于0.05,差异有统计学意义;且呼吸状态下的外推皮肤(70μm)剂量比静止外推剂量高,在0°和60°处,p值小于0.05,差异有统计学意义。最小的呼吸振幅产生了最大相对剂量差异,在0°、30°和60°处分别为4.9±2.6%、8.0±7.2%和5.4±2.5%,在0°和30°位置时,随着振幅增加,相对剂量差异没有明显变化趋势,而在60°位置处,最小振幅、平均振幅和最大振幅驱动下对应的平均相对剂量差异分别是5.4±2.5%,1.9±1.3%,1.8±1.6%,随着振幅增大,相对剂量差异减小。综上可得,呼吸运动能提高乳腺癌胸壁调强放疗的浅表剂量,但较小的呼吸幅度改变对浅表剂量影响无明显趋势。

关键词：浅表剂量胶片蒙特卡罗模拟算法呼吸

HexaMotion系统模拟三维呼吸运动对乳腺癌根治术患者胸壁浅表剂量分布的影响

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中国医学物理学杂志 2018年第10期35卷 1134-1138页

作者：丁小格邱小平杨振曹瑛南华大学核科学与技术学院湖南衡阳421001 中南大学湘雅医院放射治疗中心湖南长沙421000

目的:用HexaMotion系统模拟乳腺癌根治术患者三维呼吸运动,并结合金属氧化物导体场效应晶体管,研究呼吸运动对乳腺肿瘤放射治疗时胸壁浅表剂量分布的影响。方法:调研57例乳腺癌患者胸壁在X、Y和Z方向的平均运动幅度,结合RPM系统测量9例... 详细信息

目的:用HexaMotion系统模拟乳腺癌根治术患者三维呼吸运动,并结合金属氧化物导体场效应晶体管,研究呼吸运动对乳腺肿瘤放射治疗时胸壁浅表剂量分布的影响。方法:调研57例乳腺癌患者胸壁在X、Y和Z方向的平均运动幅度,结合RPM系统测量9例乳腺癌患者的平均呼吸振幅,利用呼吸运动产生器合成三维运动曲线,再将呼吸曲线文件输入ScandiDoseHexaMotion软件,驱动Delta4模体模拟病人的呼吸运动。为模拟左(右)乳腺癌患者胸壁内侧、中间、外侧测量位置,在Delta4处于机架角为0°、30°(330°)和60°(300°)下十字铅丝投影下的位置固定MOSFET剂量仪,执行计划,测量模体在静止与运动状态下的剂量,评估呼吸运动对乳腺胸壁浅表剂量分布的影响。结果:模体在静止和平均运动振幅状态下的相对剂量差异基本在±3%左右,整体在±5%以内,且在0°、30°(330°)和60°(300°)静止与运动状态下测量值的差异无显著意义(P值分别为0.73、0.28和0.52);胸壁运动振幅在一定范围内,混合调强计划对胸壁浅表剂量分布影响不大,但随着振幅增加,当运动振幅增加到cm数量级,胸壁浅表剂量分布明显增加。结论:呼吸曲线振幅轻微的改变并不会造成胸壁浅表剂量明显的变化,但随着呼吸运动振幅的显著增加,胸壁浅表剂量分布也随之增加。

关键词： HexaMotion系统 MOSFET探测器呼吸运动乳腺癌浅表剂量

用HexaMotion系统模拟三维呼吸运动对乳腺癌根治术患者胸壁浅表剂量的影响

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用HexaMotion系统模拟三维呼吸运动对乳腺癌根治术患者胸壁浅表剂...

作者：丁小格南华大学

学位级别：硕士

在放射治疗中,呼吸运动对于胸腹部肿瘤靶区危及器官的动度影响较大,容易造成放射治疗中实际吸收剂量与计划系统计算的结果间存在差异,并影响病人的治疗效果。根据数据显示,乳房肿瘤切除手术后进行术后放射治疗是女性乳腺癌患者最适合的... 详细信息

在放射治疗中,呼吸运动对于胸腹部肿瘤靶区危及器官的动度影响较大,容易造成放射治疗中实际吸收剂量与计划系统计算的结果间存在差异,并影响病人的治疗效果。根据数据显示,乳房肿瘤切除手术后进行术后放射治疗是女性乳腺癌患者最适合的治疗方法,而在乳腺癌术后放疗中,胸壁剂量的准确性关系到放射治疗的成功与否,而胸壁外侧的浅表区是靶区最为重要的区域,该区域可能存在手术未清除的肿瘤细胞,同时该区域也包括了对射线非常敏感的皮肤,皮肤浅表的剂量过高会导致患者皮肤出现干燥、发红,或破溃而中断放射治疗,而剂量过低则容易造成靶区欠量导致复发。皮肤剂量是临床放射治疗的一个关键问题,目前使用的治疗计划系统(Treatment Planning Systems,TPS)在电子不均匀区域的计算是不准确的,使病人在放疗过程中实际接受的剂量水平留下了模糊性。因此该区域剂量的准确性直接影响乳腺癌放疗的疗效。本研究采用金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)探测器结合Hexa Motion系统模拟乳腺癌根治术患者胸壁在静止与三维呼吸运动情况下,分别分析在调强放疗技术(Intensity Modulated Radiotherapy,IMRT)和螺旋断层放疗技术(Helic Tomotherapy,HT)下乳腺癌胸壁区域因呼吸运动而产生的剂量差异,以及不同呼吸振幅对胸壁剂量的影响。调研57例乳腺癌患者胸壁在X,Y和Z方向的平均运动幅度,结合常规呼吸门控技术(Real-time Position Management,RPM)系统测量本院9例乳腺癌患者的平均呼吸振幅,利用呼吸运动产生器合成三维运动曲线,再将呼吸曲线文件输入Scandi Dose Hexa Motion软件,驱动Delta4模体来模拟病人的呼吸运动。为模拟左(右)乳腺癌患者胸壁内侧,中间、外侧测量位置,在Delta4模体处于机架角为0°,30°(330°)和60°(300°)下十字铅丝投影下的位置固定MOSFET剂量仪,分别在瓦里安23EX加速器和Tometherapy上执行病人的验证计划,测量模体在静止与运动状态下的剂量,评估呼吸运动对乳腺胸壁浅表剂量分布的影响。在IMRT治疗下,模体在静止和平均运动振幅状态下的相对剂量差异基本在±3%左右,整体在±5%以内,且在0°和60°(300°)静止与运动状态下测量值的差异没有显著意义,在30°(330°)处p值小于0.05,差异具有统计学意义(p值分别为0.27,0.01和0.23)。在Tomotherapy治疗下,模体在静止和平均运动振幅状态下的相对剂量差异基本在±1%左右,整体在±2%以内,且在0°、30°(330°)和60°(300°)静止与运动状态下测量值的差异没有显著意义(p值分别为0.13、0.47和0.39)。两种治疗手段在针对乳腺肿瘤治疗时,胸壁运动振幅在一定范围类,对胸壁浅表剂量分布影响都不大,但随着振幅增加,当运动振幅增加到cm的数量级,胸壁浅表剂量分布明显增加。综上可知,呼吸曲线振幅轻微的改变并不会造成胸壁浅表剂量明显的变化,但随着呼吸运动振幅的显著增加胸壁浅表剂量分布也随之增加。

关键词： HexaMotion系统 MOSFET探测器呼吸运动乳腺癌浅表剂量

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组织填充模体与皮肤间空腔对放射治疗的影响

医疗装备 2019年第17期32卷 20-22页

作者：胡嘉晨复旦大学附属肿瘤医院放射治疗科

目前,临床上存在通过使用加盖组织填充模体的方式提高某些放射治疗患者浅表部剂量的情况.但在实际操作过程存在组织填充模体难以完全贴合皮肤而存在小空腔的情况,由于建成效应的存在,现对浅表部剂量受到影响的程度以及测量方式进行探讨... 详细信息

目前,临床上存在通过使用加盖组织填充模体的方式提高某些放射治疗患者浅表部剂量的情况.但在实际操作过程存在组织填充模体难以完全贴合皮肤而存在小空腔的情况,由于建成效应的存在,现对浅表部剂量受到影响的程度以及测量方式进行探讨.通过检索文献可知,辐射剂量的测量方式包括胶片叠加外推法和利用治疗计划系统及蒙特卡罗模拟对比验证法.可考虑优化治疗流程、定制个人组织填充模体、体罩内固定模体等方式减小空腔对治疗效果的影响.

关键词：组织填充模体空腔浅表剂量胶片蒙特卡罗模拟