调强放疗计划的剂量验证课件

调强放疗计划的剂量验证调强放疗计划的剂量验证调强放疗计划的剂量验证1主要内容必要性测量设备模体计划测量过程数据分析替代方法发展趋势主要内容必要性测量设备模体计划测量过程数据分析替代方法发展趋2什么是什么是IMRTIMRT？剂量验证的必要性什么是IMRT？剂量验证的必要性3IMRT使用众多的小照射野实现剂量适形小野缺乏侧向电子平衡，射野内剂量梯度较大输出因子采用灵敏体积小的电离室测量，不确定度高子野衔接造成剂量偏差MLC透射线对剂量贡献增大IMRTIMRT与与3D-CRT3D-CRT的差别的差别剂量验证的必要性.IMRT使用众多的小照射野实现剂量适形IMRT与3D-CRT4设计计划时射野布置不同，IMRT可通过强度调节减少对重要器官的照射，3D-CRT通过调整射野方向避开对重要器官的照射IMRT照射野内剂量输出非均匀，高剂量区内也存在高剂量梯度IMRT除要求保证靶区达到处方剂量，还必须保证照射野内受照器官的剂量满足临床限值，故IMRT对剂量准确性要求更高IMRTIMRT与与3D-CRT3D-CRT的差别的差别剂量验证的必要性设计计划时射野布置不同，IMRT可通过强度调节减少对重要器官5放射治疗的基本目标是提高治疗增益比，即提高肿瘤控制概率的同时，尽可能减小正常组织的并发症概率。放疗剂量准确性的要求放疗剂量准确性的要求剂量验证的必要性From Peter MetcalfeICRU 24#:剂量不确定度5%放射治疗的基本目标是提高治疗增益比，即提高肿瘤控制概率的同时6计划阶段加速器建模剂量算法剂量网格患者数据数据传输实施阶段加速器机械精度加速器输出状态患者摆位器官位移和运动不确定度的来源不确定度的来源剂量验证的必要性输出因子PDD离轴曲线MLC透射因子MLC端面半影区等中心精度MLC到位输出量平坦度对称性计划阶段加速器建模剂量算法剂量网格患者数据数据传输实施阶段加7纽约州2001-2008的放射治疗共发生621例错误或事故 IMRTIMRT相关的放射事故相关的放射事故剂量验证的必要性整个靶区或部分靶区未受照射调强剂量出错治错病人其它次数28413350154比例45.7%21.4%8.0%24.8%纽约州2001-2008的放射治疗共发生621例错误或事故 8建立IMRT计划的剂量验证规程AAPM TG119 IMRT commissioning:Multiple institution planning and dosimetry comparisonsAAPM TG120 Dosimetry tools and techniques for IMRTAAPM TG142 Quality assurance of medical acceleratorsAAPM TG53 Quality Assurance for Clinical Radiotherapy Treatment Planning.剂量验证的必要性建立IMRT计划的剂量验证规程AAPM TG119 IMRT9剂量和MU计算准确度数据从RTP传输到R&V的准确性计划执行的准确性IMRTIMRT计划的质量保证计划的质量保证剂量和MU计算准确度数据从RTP传输到R&V的准确性计划执行10在加速器上执行患者计划，通过剂量仪测量患者受照的实际剂量，对比TPS计算值，按照一定的标准判定两者是否相符。IMRTIMRT计划的剂量验证计划的剂量验证IMRT计划验证在加速器上执行患者计划，通过剂量仪测量患者受照的实际剂量，对11将患者计划移植到模体，在加速器上执行模体计划，通过剂量仪测量模体受照的实际剂量，对比TPS计算值，按照一定的标准判定两者是否相符。IMRTIMRT计划的剂量验证计划的剂量验证IMRT计划验证将患者计划移植到模体，在加速器上执行模体计划，通过剂量仪测量12采用膜体计划的优劣采用膜体计划的优劣优势可以提前验证剂量易操作缺点忽略患者摆位、器官运动造成的误差膜体剂量误差无法反映真实患者剂量误差计划参数可能与患者计划存在差异IMRT计划验证采用膜体计划的优劣优势可以提前验证剂量易操作缺点忽略患者摆位13点剂量验证面剂量验证常用验证方法常用验证方法IMRT计划验证点剂量验证面剂量验证常用验证方法IMRT计划验证14点剂量验证设备点剂量验证设备点剂量验证电离室半导体探头TLDIMRT计划验证点剂量验证设备点剂量验证电离室半导体探头TLDIMRT计划验15优势可以测量绝对剂量稳定性好剂量线性好方向依赖性小能量响应差别小缺点对模体的扰动体积平均效应电离室用于电离室用于IMRTIMRT验证验证点剂量验证优势可以测量绝对剂量稳定性好剂量线性好方向依赖性小能量响应差16电离室尺寸的选择电离室尺寸的选择点剂量验证选择灵敏体积大的电离室，如0.6cc Farmer电离室，对模体扰动和体积平均效应的影响大。测量点应选择在剂量均匀区域。选择灵敏体积小的电离室，如尖点电离室，漏电和噪声对结果影响较大。应做漏电修正R.Alfonso,Med.Phys.35(11),2008电离室尺寸的选择点剂量验证选择灵敏体积大的电离室，如0.6c17模体计划模体计划点剂量验证射野等中心放置在模体中心射野方向和准直器角度均保持与原计划相同射野等中心放置在模体5cm深度，SSD=95cm射野方向、准直器和治疗床角度均设为0度TPS计算剂量可以是单点剂量，也可以是电离室有效体积的平均剂量将患者计划移植到模体后的计划，子野序列和跳数与原计划一致仿真模体水模体模体计划点剂量验证射野等中心放置在模体中心射野等中心放置在模18测量过程测量过程点剂量验证测量所有射野的合成剂量电离室应放置在剂量均匀区域:电离室有效长度内剂量差异不超过5%,电离室附近剂量差异不超过10%/2mm至少测量两个点的剂量：高剂量高梯度区和低剂量低梯度区各一个。测量过程点剂量验证测量所有射野的合成剂量19RegionRegionConfidence Limit Confidence Limit(P=0.05)(P=0.05)Action LevelAction LevelHigh dose,small dose gradient3%5%Low dose,small dose gradient4%7%剂量偏差限值剂量偏差限值Palta et.al.AAPM Summer School,2003点剂量验证RegionConfidence Limit(P=0.0520面剂量验证面剂量验证面剂量验证21面剂量验证设备面剂量验证设备面剂量验证二维探测矩阵胶片EPID面剂量验证设备面剂量验证设备面剂量验证二维探测矩阵胶片EPID面剂量验证设22常用二维探测矩阵常用二维探测矩阵面剂量验证设备 MapCHECK (Sun Nuclear)MapCHECK 2 (Sun Nuclear)Matrixx(IBA)Seven 29(PTW)常用二维探测矩阵面剂量验证设备 MapCHECK (S23模体计划模体计划模体计划照射野入射角度、准直器角度和治疗床角度均置为0度子野序列与跳数与原计划一致面剂量计算网格间距2mm导出每个照射野探头所在深度处的面剂量文件模体计划模体计划照射野入射角度、准直器角度和治疗床角度均置为24面剂量计算深度面剂量计算深度MapCHECK2 SetupSourceSource1.23.0SDD=100SSD=95.85.0SDD=100SSD=95.0Flat Phantom Setup模体计划Planar DoseDetectors将治疗计划移植到MapCheck2将治疗计划移植到水模体面剂量计算深度MapCHECK2 SetupSourceSo25测量摆位测量摆位测量过程机架角、准直器角度置为0度调整治疗床高度，使AB横向激光灯与探头标记线重合。此时SPD=100cm。调整MapCheck2，使其中心轴与灯光野中心轴重合。测量摆位测量过程机架角、准直器角度置为0度26准备工作准备工作本底修正本底修正灵敏度修正绝对剂量刻度Raw CountAbsolute Dose准备工作本底修正本底修正Raw CountAbsolute 27本底修正本底修正本底修正暗电流主要来源：本底辐射漏电流电子热运动修正方法：本底信号随测量时间累积，可测量一段时间内的本底，计算单位时间内的本底信号本底修正本底修正暗电流主要来源：修正方法：28灵敏度修正灵敏度修正灵敏度修正Y:32.0X:26.0共1527个探头，每个探头的灵敏度均不同。高能射线轰击半导体探头会导致其发生晶格畸变，灵敏度降低。修正方法：以中心点探头的灵敏度为参考值，进行归一。灵敏度修正灵敏度修正Y:32.0X:26.0共1527个29灵敏度校准灵敏度校准照射野保持不变，旋转或平移阵列4次，得到5个探头计数矩阵比较探头计数得出相对灵敏度因子机架037X37200MUSSD=100灵敏度修正照射野内各点剂量不同，校准过程中摆位要准确校准过程中室温要保持稳定不同能量需分别校准灵敏度校准照射野保持不变，旋转或平移阵列4次，得到5个探头计30灵敏度检验灵敏度检验照射野保持不变阵列旋转与不旋转180各测一次计算剂量分布差异机架037X37200MU180180灵敏度修正灵敏度检验照射野保持不变机架0180180灵敏度修正31绝对剂量刻度绝对剂量刻度10X10使用Mapcheck2测量绝对剂量分布时，需先对中心探头进行刻度,不同能量需分别刻度。机架0度，照射野10X10，SPD=100cm，MU=100电离室测量水模体5cm深度处的绝对剂量DoseMapCheck2测量相同条件下中心探头计数Count校准因子F=Dose/Count绝对剂量刻度绝对剂量刻度10X10使用Mapcheck2测量绝对剂量分布32修正流程修正流程Raw CountAbsolute DoseCorrected Count 1Corrected Count 2本底修正灵敏度修正绝对剂量刻度修正流程Raw CountAbsolute DoseCorr33膜体计划测量过程膜体计划测量过程逐野进行测量，保存每个照射野的剂量文件，并通过软件合成所有照射野的累积剂量分布。测量过程膜体计划测量过程逐野进行测量，保存每个照射野的剂量文件，并通34数据分析数据分析数据分析测量计划比对结果数据分析数据分析测量计划比对结果35定义感兴趣区定义感兴趣区 Threshold(Threshold(阈值阈值)数据分析参与分析的数据点所应满足的最小值通常定义为最大剂量点的10%定义感兴趣区 Threshold(阈值)数据分析参与分析的36评判条件评判条件数据分析剂量偏差DD吻合距离DTA评判条件数据分析剂量偏差DD吻合距离DTA37Dose difference(DD)Dose difference(DD)数据分析同一位置处，测量值和计算值之间的剂量偏差X(mm)012-1-2230235240Dose(cGy)(0,0,235.54)(0,0,237.67)DD=(Dm-Dc)/Dc =(235.54-237.67)/237.67 =0.9%Y=0测量值计算值Dose difference(DD)数据分析同一位置处，38Dose difference-Van DykDose difference-Van Dyk数据分析测量值和计算值之间的剂量偏差按某一给定值(通常为最大值)进行归一X(mm)012-1-2230235240Dose(cGy)(0,0,235.54)(0,0,237.67)DD=(Dm-Dc)/Dnom =(235.54-237.67)/239.44 =0.9%Y=0测量值计算值归一点(2,0,239.44)Dose difference-Van Dyk数据分析测39Distance to agreement(DTA)Distance to agreement(DTA)数据分析具有相同剂量的测量点与计算点的最近距离X(mm)012-1-2230235240Dose(cGy)(0,0,235.54)(-0.6,0,235.54)DTA=0.6mmY=0Distance to agreement(DTA)数据分40剂量分布比较模式剂量分布比较模式数据分析绝对剂量比较模式相对剂量比较模式剂量分布比较模式数据分析绝对剂量比较模式相对剂量比较模式41绝对剂量比较模式绝对剂量比较模式数据分析测量值与计算值按绝对剂量进行比对186.55 214.66 239.51195.34 235.54 240.12220.90 254.49 253.63191.49 223.54 247.97199.84 237.67 245.32223.29 258.83 258.53单位cGy测量计算-2.58%-3.97%-3.41%-2.25%-0.90%-2.12%-1.07%-1.68%-1.89%DD绝对剂量比较模式数据分析测量值与计算值按绝对剂量进行比对1842相对剂量比较模式相对剂量比较模式数据分析测量值与计算值剂量归一后进行比对剂量归一点通常定义在最大剂量的90%等剂量线内且剂量梯度较小的区域内。剂量归一点相对剂量比较模式数据分析测量值与计算值剂量归一后进行比对剂量43二维剂量分布的分析方法二维剂量分布的分析方法数据分析DD分析DTA分析DD&DTA分析Gamma分析二维剂量分布的分析方法数据分析DD分析DTA分析DD&DTA44DDDD分析分析PassYesNoNot Pass可以快速给出剂量偏高或偏低的区域，但在高剂量梯度区过于敏感。DD分析PassYesNoNot Pass可以快速给出剂量偏45DTADTA分析分析PassYesNoNot Pass适用于高剂量梯度区域的评估，对低剂量梯度区域过于敏感。DTA分析PassYesNoNot Pass适用于高剂量梯度46DD&DTADD&DTA分析分析数据分析PassYesYesNoNot PassNo对高剂量梯度和低剂量梯度区域的评估均适用。但两个数据之间的吻合程度未能进行数值化。DD&DTA分析数据分析PassYesYesNoNot Pa47GammaGamma分析分析数据分析PassYesNot PassNo通过与计划剂量分布进行比对，可以计算出每一个测量点的Gamma值，利于进一步分析Gamma分析数据分析PassYesNot PassNo通过48分析方法比较分析方法比较DD&DTA 数据分析Gamma分析通过率比DD&DTA通常更高一些GammaLow,Med Phys 1998分析方法比较DD&DTA 数据分析Gamma分析通过率比DD49参数设置参数设置数据分析剂量阈值TH=10%绝对剂量比较模式Van Dyk剂量偏差DD&DTA分析方法3 mm/3%通过率 90%参数设置数据分析剂量阈值TH=10%50通过率的影响因素通过率的影响因素数据分析计划阶段加速器模型剂量算法剂量网格患者数据数据传输实施阶段加速器机械精度加速器输出状态患者摆位器官位移和运动模体摆位通过率的影响因素数据分析计划阶段加速器模型剂量算法剂量网格患51独立剂量计算核对程序Monte Carlo计算加速器日志文件替代方法替代方法独立剂量计算核对程序Monte Carlo计算加速器日志文件52从2D到3D从离线到在线发展趋势发展趋势从2D到3D从离线到在线发展趋势53谢 谢谢 谢54