一种基于二维平面剂量判断医用直线加速器稳定性的方法

摘要

本发明公开了一种基于二维平面剂量判断医用直线加速器稳定性的方法，该方法根据医用直线加速器稳定性测试的日常要求，通过给予一定跳数的方野照射固体水，用二维电离室在不同时段采集等中心平面的剂量数据，然后用伽马分析方法对获得的二维剂量数据进行分析比较，最后得到的计算结果用于判断医用直线加速器的稳定性。该方法可操作性强，为测试者提供加速器输出的平面剂量比较结果，从而为医用加速器稳定性的判断提供可靠的保证。

说明书

技术领域

本发明涉及到加速器性能测试的技术领域，特别涉及一种基于二维平面剂量判断医用直 线加速器稳定性的方法。

背景技术

医用直线加速器输出剂量的稳定性是放射治疗质量保证的重要方面，通过每日/每周/每 年对加速器输出剂量的稳定性进行监测和分析可以提高治疗输出剂量的精度。加速器的稳定 性（包括年/月/周/日稳定性）的测试一般按照国际原子能机构第227号报告中的步骤进行： 加速器开机预热30分钟后，给予2Gy剂量方野照射固体水，通过对等中心点的剂量进行多次 测量取平均值，保持开机状态8个小时后再多次测量等中心点的剂量取平均值，查看两者之 间的相对误差。然而随着放疗技术的发展和二维/三维剂量测量设备的研制成功，点剂量存在 以下缺陷：只能反映某个点不同时间的剂量误差，并不能很好的表征加速器在整个平面上输 出剂量的稳定性，不具有统计意义。

射野平坦度和对称性表征的是加速器射野的均匀性，可以通过三维水箱对加速器射野进 行轴向连续扫描获得射野离轴剂量，或者通过二维电离室测量从而对获得的数据绘图可以判 定射野的平坦度和对称性；

对于规则野来说，均匀模体内垂直于射线束轴的某一平面的剂量可分为射野内和射野外 两种情况。射野外是低剂量区，剂量梯度低；射野内是高剂量区，剂量梯度低，而射野边缘 处是高剂量梯度区域。对于非规则野来说，均匀模体某一深度处形成的平面剂量中射野内也 可能存在高剂量梯度区域。在进行剂量验证时，有必要根据不同的区域采用不同的方法。低 剂量梯度区域采用剂量偏差方法，高剂量梯度区域由于很小的位置偏差就会造成很大的剂量 上的差别，采用位置偏差方法。Low Daniel A等人于1998年首次提出伽马分析方法，伽马 分析方法，将剂量偏差方法与位置偏差方法结合起来，主要用于对两套剂量数据的比较分析。 二维伽马分析方法已经在临床上得到广泛应用，比如在Mapcheck、Matrixx中用于对治疗计 划的验证以及对两套剂量数据的比较。

发明内容

为了克服现有技术不具有统计意义的缺陷，本发明提供一种基于二维平面剂量判断医用 直线加速器稳定性的方法，其采用伽马分析方法来对两套二维平面剂量进行比较，从而判断 医用直线加速器的稳定性的一种方法。

本发明采用的技术方案为：一种基于二维平面剂量判断医用直线加速器稳定性的方法， 包括以下步骤：

步骤（1）、选择加速器某一具体能档，可以选择6MV或9MV或18MV能档；

步骤（2）、加速器开机预热30分钟-40分钟，采用二维电离室IBA MatriXX采集本底剂量， 然后给予2Gy的剂量照射固体水，射野大小为10cm*10cm，采用二维电离室测量源皮距 SSD=100cm处平面剂量数据，测量10次，选择其中X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的 二维平面剂量作为时段1的平面剂量数据；

步骤（3）、保持开机状态8小时后，给予10cm*10cm方野照射，再次测量源皮距SSD=100cm 处平面剂量，测量10次，选择其中X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的二维平面剂量作 为时段2的平面剂量数据；

步骤（4）、将时段1与时段2获得的平面剂量数据进行处理，比如将不具有统计意义的 低剂量归0，将其中的一套数据进行插值处理，得到的剂量数据再进行伽马分析。

其中，通过加速器开机后采集不同时段的二维平面剂量进行分析从而判断加速器的稳定 性。

其中，采用对两套剂量数据进行比较分析的伽马分析方法进行二维剂量数据的分析，从 计算得到的γ值判断医用直线加速器的稳定性。

本发明与现有技术相比的优点在于：

（1）、本发明操作简单，通过二维电离室可以快速的获得平面剂量，然后通过软件可以 直接得到射野平坦度曲线、对称性曲线以及γ值，从而对加速器的稳定性进行分析和判断， 不需要人工计算。

（2）、传统的判断加速器稳定性的方法中采用的点剂量可能存在噪声，不具有统计意义， 二维平面剂量可以有效的解决这一问题，提高加速器性能测试的准确性。

附图说明

图1是本发明的流程图。

图2是本发明技术路线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例进一步说明本发明。

一种基于二维平面剂量判断医用直线加速器稳定性的方法，包括：

（1）选择加速器某一具体能档，如临床常用的6MV；

（2）按照国际原子能机构第277号报告中的剂量监测实验条件，加速器开机预热30分钟 -40分钟，采用二维电离室采集本底剂量，然后给予2Gy的剂量照射固体水，射野大小为 10cm*10cm，采用二维电离室测量源皮距SSD=100cm处平面剂量数据。测量测量10次，选择 其中X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的二维平面剂量作为时段1的平面剂量数据；

（3）保持开机状态8小时后，给予10cm*10cm方野照射，再次测量源皮距SSD=100cm处 平面剂量，测量10次，选择其中X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的二维平面剂量作为 时段2的平面剂量数据；

（4）通过二维电离室配套软件将时段1与时段2获得的平面剂量数据进行伽马分析。

假设D1、D2分别为根据国际原子能机构第227号技术报告，在标准水模体中，束流中 心轴上特定深度采用二维电离室分别测量获得的时段1和时段2对应的二维平面上任一点的 剂量值；R1、R2分别为时段1（开机后给予方野照射）和时段2（8小时后给予方野照射） 方野上对应的坐标；δD、δR分别为剂量偏差容许值、位置偏差容许值，一般默认为3%、3mm； γ值表征的是整个二维平面上剂量位置偏差情况，伽马分析公式为：

$\gamma =\min \left\{\sqrt{{\left(\frac{D_1-D_2}{\mathrm{\delta D}}\right)}^2+{\left(\frac{R_1-R_2}{\mathrm{\delta R}}\right)}^2}\right\}---\left(1\right)$

若95%≤γ≤1，则加速器稳定性好，不同时段输出相同跳数之间误差小；

若γ＞1或者γ<95%,加速器稳定性差，不同时段输出相同跳数之间误差大。

具体的，选择6MV加速器能档，开机预热30分钟，源轴距SAD=100cm，10cm*10cm 方野2GY剂量照射水模，设置好加速器的参数和二维电离室的参数，剂量采集时间间隔为 500ms，获得的数据采用按照平面最大剂量值归一化处理，IBA MatriXX二维电离室在水下 1.5cm处(最大剂量深度)采集平面剂量信息，采集10次，根据采集软件显示的射野离轴曲线 找出X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的二维平面剂量作为时段1的平面剂量数据，本 例中时段1平面剂量获得的X轴和Y轴的射野平坦度和对称性分别为102.70%（X轴均整度）、 100.77%（X轴对称性）、101.99%（Y轴均整度）、100.44%（Y轴对称性）；保持开机状态8 个小时，实验条件不变，方野照射固体水，IBA MatriXX二维电离室在水下1.5cm处采集平 面剂量信息10次，根据射野离轴曲线找出X轴、Y轴射野平坦度和对称性均较好的二维平 面剂量作为时段2的平面剂量数据，本例中时段2平面剂量获得X轴和Y轴的射野平坦度 和对称性分别为102.76%（X轴均整度）、100.83%（X轴对称性）、102.15%（Y轴均整度）、 100.41%（Y轴对称性）；将时段1的剂量数据作为参考点剂量分布，时段2获得的剂量数据 进行线性插值，插值成为分辨率为1mm的剂量数据，然后将时段1和时段2的剂量数据中 不具有统计意义的数据进行归0，完成以上的数据处理后将时段1与时段2的平面剂量数据 代入公式（1）实现γ值的计算，获得的伽马值为97.43%，其值大于95%小于1（大于95% 小于1是伽马分析的严格标准）,即加速器的稳定性较好，在不同时段输出剂量之间的误差小。