调强放射治疗计划系统的物理统计分析

摘要

随着时代的进步和科学的发展，物理学在临床医学中的应用越加深入，有很多其他相关理论和科学都是在物理学的基础上建立和发展的，其中很重要的一个研究方向就是和临床医学的结合。物理学的每一个新的发现或是物理技术发展到每一个新的阶段，都为医学研究和临床医学治疗提供了更先进，更方便和更精密的仪器和方法。在物理学基础上研制生产的直线加速器就是当前临床医学中很重要的一种治疗系统，与之相配套的治疗计划系统也是在物理学的基础上，采用不同的数学算法，结合生物学的相关知识，得到生物效应和物理剂量，并最终应用于临床医学的一种系统。
　　本研究针对物理学和数学基础上研发而成的临床放射治疗计划系统，选取胸段食管癌20例，使用四种不同放射治疗计划系统(Monaco2.02，Corvus08，Xio4.0，Pinnacle9.2h)进行物理和数学运算，完成调强计划设计，分析比较各计划剂量分布及计算精度，在实际治疗中采用不同物理方式测量调强放疗的摆位误差，最后通过对计划进行不同方式的物理剂量验证，研究跨系统的物理学参数在调强放疗验证结果和射野参数之间的关系。
　　研究结果表明，不同的治疗计划系统所得计划的适形性基本类似，未见明显差异。其中Monaco计划中靶区所接受的剂量偏低，Corvus计划均匀性较其他三种略差，脊髓所受剂量较低，双侧肺组织受量自V5到V25均较高，治疗计划实施时间相对要长。Pinnacle计划靶区内均匀性较好且其双侧肺组织受照V5体积较小。利用EPID测量的摆位误差在X、Y、Z方向系统误差和随机误差分别为-1.18/4.19mm、-1.3/4.47mm、1.41/4.81mm;利用锥形束CT(CBCT)系统测量的摆位误差在X、Y、Z方向系统误差和随机误差分别为-0.5/4.5mm、4.1/7.0mm、-1.1/3.3mm。不同方式剂量验证的比较:使用指形电离室和二维电离室矩阵进行食管癌调强放疗计划的绝对剂量验证，中心点处绝对剂量误差范围为-3.9％～+4.8％和95％以上，在临床可以接受的IMRT误差范围;使用三维半导体探测矩阵Delt4进行食管癌调强放疗的面剂量验证，采用Gamma值±3％/±3mm分析剂量通过率，平均通过率为94.8％±2.4％，满足临床要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 相关研究现状进展

第2章 材料与方法

2．1 主要仪器与设备

2．1．1 定位及治疗摆位设备

2．1．2 治疗计划系统

2．1．3 物理剂量验证设备

2．1．4 物理剂量验证模体

2．1．5 直线加速器

2．1．6 摆位误差测量设备

2．2 研究对象

2．3 研究方法

2．3．1 CT定位

2．3．2 CT图像传输和危及器官勾画

2．3．3 靶区勾画原则

2．3．4 摆位误差测量方法

2．3．5 物理剂量验证方法

2．4 计划评估

2．4．1 治疗计划要求

2．4．2 治疗计划设计

2．4．3 蒙特卡罗方法

2．5 本章小结

第3章 结果

3．1 物理计划结果

3．1．1 各靶区CI、HI对比分析

3．1．2 GTV参数对比分析

3．1．3 CTV参数对比分析

3．1．4 PTV参数对比分析

3．1．5 危及器官参数对比分析

3．1．6 物理参数设置对子野数及MU数的影响结果

3．2 摆位误差测量

3．2．1 EPID测量摆位误差结果

3．2．2 CBCT测量摆位误差结果

3．2．3 两种测量方法对比结果

3．3 物理剂量验证

3．3．1 基础测试结果

3．3．2 二维电离室矩阵两种验证方法测量结果

3．3．3 电离室方法验证点剂量误差与射野特征参数

3．3．4 点剂量验证系统测量结果

3．3．5 Delt4验证系统测量结果

3．4 本章小结

第4章 讨论

4．1 物理计划质量

4．1．1 计划的对比评估

4．1．2 蒙特卡罗方法评估

4．1．3 两种方法综合评估

4．2 摆位误差测量

4．2．1 EPID测量评估

4．2．2 CBCT测量评估

4．2．3 两种测量方法对比分析

4．3 剂量验证

4．3．1 基础测试序列分析

4．3．2 二维电离室矩阵两种验证方法结果对比分析

4．3．3 电离室方法验证误差与射野特征参数相关分析

4．3．4 Delt4系统验证误差分析

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢

个人简历