EPID在容积调强技术中的临床应用研究

发布时间：2017-07-25 20:17

  本文关键词：EPID在容积调强技术中的临床应用研究

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【摘要】：基于直线加速器的容积调强放射治疗(VMAT)是现代最为先进的肿瘤放疗技术,它的应用改善了治疗靶区的剂量分布,减少了危及器官的照射剂量,并且大大缩短了治疗时间,提高了肿瘤的生物学效应,为立体定向放射治疗(SBRT)的开展创造有利条件。但此技术在计划设计和治疗实施阶段比传统调强放射治疗(IMRT)更加复杂,所以VMAT质量控制已经成为物理师日常工作的重要内容。本文应用非晶硅电子射野影像系统(EPID)对容积调强病人的治疗位置、设备的主要技术参数和治疗计划的剂量三个方面进行质量控制研究,分析EPID作为容积调强质控工具应用的方法和特点,评估其在临床质控应用中的精度和效率。研究内容主要包括:1、对EPID进行自身质控研究,并了解相关剂量学特性,确定EPID作为质量控制工具的稳定性。2、应用EPID获取病人治疗位置验证图像,与DDR图像配准后,分析EPID探测摆位误差能力。3、对容积调强机械参数包括MLC到位精度和速度,剂量率变化和机架角度变化等进行测试,评估EPID探测能力和精度。4、应用EPID的Portal Dosimetry功能对RapidArc计划进行验证,并与MatriXX验证结果进行比对,分析EPID在计划剂量验证中的能力。研究结果表明,容积调强中EPID对各部位摆位误差校正可提高摆位精度,其结果对计划设计阶段靶区外扩范围有指导意义。EPID图像可以准确反应VMAT机械参数偏差,通过Profile曲线和伽玛分析可以检测到≤2mm的多叶光栅(MLC)叶片的偏差。治疗计划的剂量验证中,EPID在3%和3mm的γ分析标准下99%病例EPID验证通过率95%,并且所需时间明显少于MatriXX二维矩阵验证。本文在容积调强技术实施的三个环节对EPID的质量控制能力进行评测,相对与传统的验证设备,EPID是一种可靠并且高效的质量控制工具,可以在VMAT技术中推广应用。
【关键词】：容积调强 非晶硅电子射野影像系统 质量控制 剂量验证
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.55
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 引言10-17
• 1.1 容积调强放射治疗10-14
• 1.1.1 容积调强发展的历史10-11
• 1.1.2 容积调强技术特点11-12
• 1.1.3 容积调强的质量控制方法12-14
• 1.2 电子射野影像系统14-16
• 1.2.1 电子射野影像系统的类型14-15
• 1.2.2 电子射野影像系的临床应用15-16
• 1.3 研究目的和内容16-17
• 1.3.1 研究目的16
• 1.3.2 研究内容16-17
• 第2章 EPID自身质控和剂量学特性17-32
• 2.1 非晶硅电子射野影像系统17-19
• 2.1.1 aS1000-EPID的基本结构17-18
• 2.1.2 aS1000-EPID的校正18-19
• 2.2 EPID自身质量控制19-24
• 2.2.1 EPID中心精度19-20
• 2.2.2 机架旋转中EPID稳定性20-22
• 2.2.3 EPID图像质量22-23
• 2.2.4 EPID成像几何精度23-24
• 2.3 EPID相关剂量学特性24-30
• 2.3.1 剂量反应线性24-26
• 2.3.2 剂量率波动影响26-27
• 2.3.3 射野大小依赖性27-29
• 2.3.4 MLC叶片形状影响29-30
• 2.4 分析与总结30-32
• 第3章 EPID在摆位误差验证中的应用32-37
• 3.1 研究材料和方法32-33
• 3.1.1 病例选择32
• 3.1.2 体位固定32
• 3.1.3 图像采集和分析32-33
• 3.2 研究结果33-35
• 3.2.1 统计误差结果33-34
• 3.2.2 外扩边界分析34-35
• 3.3 分析与讨论35-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第4章 容积调强技术参数的质量控制37-56
• 4.1 本章引论37
• 4.2 材料与方法37-42
• 4.2.1 研究材料37-38
• 4.2.2 固定机架条件下DMLC的到位精度测试38-39
• 4.2.3 固定机架角条件下DMLC叶片运动状态测试39
• 4.2.4 DMLC叶片运行速度测试39-40
• 4.2.5 RapidArc状态下DMLC到位精度测试40
• 4.2.6 RapidArc状态下DMLC叶片速度控制测试40-41
• 4.2.7 机架转速与剂量率变化控制测试41
• 4.2.8 DMLC重力作用对剂量影响测试41-42
• 4.3 测试结果42-53
• 4.3.1 固定机架条件下DMLC的到位精度测试结果42-43
• 4.3.2 固定机架角条件下DMLC叶片运动状态测试结果43-44
• 4.3.3 DMLC叶片运动稳定性测试结果44-46
• 4.3.4 RapidArc状态下DMLC到位精度测试结果46-47
• 4.3.5 RapidArc状态DMLC运行速度测试结果47-53
• 4.4 讨论与分析53-55
• 4.5 小结55-56
• 第5章 容积调强计划的EPID质量控制56-70
• 5.1 Portal Dosimetry简介56-59
• 5.1.1 EPID不同的剂量验证方法56-57
• 5.1.2 EPID图像标定和算法配置57-58
• 5.1.3 伽玛分析方法58-59
• 5.2 研究方法59-63
• 5.2.1 设备情况59-60
• 5.2.2 容积调强计划的技术特点分析60-61
• 5.2.3 Portal Dosimetry剂量验证61-63
• 5.3 研究结果63-67
• 5.3.1 容积调强计划的技术特点63-64
• 5.3.2 容积调强计划的EPID验证结果64-67
• 5.4 讨论与分析67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 总结和展望70-72
• 6.1 研究总结70-71
• 6.2 未来工作和展望71-72
• 参考文献72-77
• 致谢77-79
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果79

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1 黄瑾萍;徐达宇;吴一e，

本文编号：573076