基于非晶硅平板探测器的剂量验证系统研究

摘要

非晶硅电子射野影像系统(amorphous silicon electronic portal imaging device，a-Si EPID)是目前最先进的射野影像工具，其成像速度快、成像面积大、高分辨率、数字格式存储、耐受高剂量照射、快速获得二维平面剂量信息等优点，在加速器照射野常规质量控制的检测和放射治疗剂量学验证方面具有很大的优势。课题研究了a-Si EPID在加速器照射野常规质量保证和二维剂量验证的应用，使用C#语言研制了一套剂量验证系统软件，在计算照射野平坦度、对称性、半影、照射野和光野一致性以及二维剂量验证中显示出较高的实用性和较好的剂量精度。
　　 论文对非晶硅平板探测器的物理剂量学品质进行了研究，通过剂量刻度模式修正加速器均整器导致的射野不均匀性。将像素值转换为相对剂量分布得到不同照射野下的离轴比曲线，计算不同射野的平坦度、对称性和半影，并与三维水箱数据进行比较，分析所用的剂量刻度模式的可行性；通过计算射野中心到50％剂量线的距离与胶片测量结果进行比较，证明了a-Si EPID可以快速的用于照射野和光野一致性验证。
　　 在实现影像连续采集的基础上，对非晶硅平板探测器的剂量学特性进行了研究，分析各种参数的实际意义和相关影响因素，如稳定性、剂量线性、不同照射野大小的散射、帧时间、电容大小等。根据剂量线性响应关系拟合出剂量响应函数，将灰度图转化为射野剂量图。通过引入内散射校正模型，修正非晶硅平板探测器内部散射影响，设置规则和不规则野进行修正后的剂量验证实验。对TPS计划的RT dose数据解析，读取剂量图像；使用C#语言实现了Gamma分析法、距离一致性分析法和相对剂量差异法三种剂量比较算法，为TPS计算剂量分布与a-Si EPID实际测量的剂量分布比较提供了一种评估工具。

目录

声明

引言

第一章 EPID在放射治疗中的应用概述

1.1 现代肿瘤放射治疗

1.1.1 现代放射治疗新进展

1.1.2 放射治疗流程

1.1.3 放射治疗质量保证

1.2 电子射野影像系统的分类及工作原理

1.2.1 荧光探测器系统

1.2.2 扫描矩阵式液体电离室系统

1.2.3 固体探测器系统

1.3 国内外研究现状及进展

第二章 非晶硅平板探测器的剂量学特性

2.1 图像校正

2.1.1 图像校正原因

2.1.2 图像校正方法

2.1.3 图像校正结果

2.2 影像采集

2.2.1 信号触发

2.2.2 影像采集模式

2.3 非晶硅平板探测器的剂量响应特性及影响因素

2.3.1 实验装置与方法

2.3.2 实验结果

2.4 讨论

2.5 小结

第三章 加速器照射野的常规质量控制

3.1 平坦度、对称性和半影

3.1.1 平坦度、对称性和半影的定义

3.1.2 平坦度、对称性和半影的算法

3.2 非晶硅平板探测器用于平坦度、对称性和半影的研究

3.2.1 实验装置与方法

3.2.2 实验结果

3.3 光野和照射野的一致性验证

3.4 多叶准直器叶片到位精度的质量控制

3.4 讨论

3.5 小结

第四章 二维剂量验证的研究

4.1 剂量刻度

4.1.1 剂量响应函数

4.1.2 EPID内散射

4.1.3 实验结果

4.2 RT dose文件内容解析

4.3 临床验证

4.4 剂量比较方法

4.4.1 剂量差比较法

4.4.2 等值间距法

4.4.3 Gamma值比较法

4.5 讨论

4.6 小结

第五章 TiGRT DVS研制结构与功能

5.1 软件设计环境

5.2 TiGRT DVS的系统结构

5.3 软件功能模块与界面

5.3.1 软件功能模块

5.3.2 TiGRT DVS部分界面

5.4 小结

第六章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文

致谢