计划系统的测试验收

剂量计算临床认可的测试例（3）
测试条件 测试因素
T9
field size 15×15 SSD=100 Wedge=60 射野中心坐标（±7.5、0）（0、 ± 7.5） （ 7.5、7.5) 、（- 7.5、-7.5) ★测量射野中心束上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处射束正交 轴离轴曲线 field size 3×3、10×10 在体模中测量点剂量 在干水+6cm肺等效材料、1cm骨等效材料中测 量面剂量分布 field size 10×10 MLC形成菱形射野 SSD=90cm d=3,10,20 MU=100
预测临床病例实际误差大小
T1~T10测量工具：三维水箱
T11~T14测量工具：二维平面探测器矩阵（Mapcheck、Matrixx等）+固体水
防真体模：CIRS、QUASAR、IBA
示例
百分深度PDD
※ field size 5×5 ※ SSD=100 ※测量中心轴上百分深度曲线
示例
离轴比
※ field size 5×5 ※ SSD=100 ※d=3cm 处X 离轴曲线
在TPS中建立剂量计算模型
●根据计划系统的算法，将有限的测量数据推广到复 杂的各种临床条件。 方 法：由开发商决定 工作完成：开发商和本院物理师
Commissionging
TPS在投入临床使用前，对计划系统作的确认和验证测试工作。 其作用：
▲ 确保TPS临床安全；保证向临床提供准确、可靠的结果 ▲ 使医院物理师了解系统的能力及局限性；保证向病人提供准确的治 疗 ▲ 确立日后临床使用中常规的、周期性的QA标准
剂量计算临床认可的测试例（4）
测试条件 测试因素
T13
虚拟楔形野 field size 8×8 Wedge=60 0，45， field size 5×20 Wedge=30 field size 20×5 Wedge=30 SSD=90; d=3，10，20 MU=100
方向：
虚拟楔形野
T14
扫描仿真体模，将鼻咽癌、纵隔肿瘤、腹部肿瘤 的计划移植到体模上，用电离室测量点剂量，胶 片测量面剂量分布
挡块形成的不规则射野
MLC形成的不规则射野
T6
T7
斜入射对剂量分布的的影 响
T8
field size 15×15 SSD=100 射野中心坐标（7.5、0）（0、7.5）（7.5、7.5) ★测量射野中心束上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处射束正交 轴离轴曲线
不对称射野（开野）
TPS的Commissioning工作应包括上述的各个方面
▲非剂量学参数的临床认可（Nondosimetric commissioning) ▲剂量计算的临床认可（Dose caculation commissioning)
三维计划系统 QA工作的参照文献
※AAPM 53号报告
※AAPM55号报告 ※NCS相关报告
源皮距离变化的影响
剂量计算临床认可的测试例（2）
测试条件 测试因素
T5
field size 16×16 中间挡铅 2×4×8宽长高 field size 16×16 加12×12挡铅形成L形野 SSD=100 ★测量坐标（-6，0）处PDD ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离 轴曲线 field size 16×16、MLC形成L形射野，中间伸 入2片叶片类似中央挡铅野 SSD=100 ★测量坐标（-6，0）处PDD ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离 轴曲线 field size 8×8 Gantry=45 SSD=100 ★测量射束中心轴上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离 轴曲线
DICOMRT
切割机/网络打印机
模拟机平面影像
验证设备 影像验证(IVIEW/IGRT) 剂量验证(MARTRIXX)
移动激光灯
TPS
枢纽
核心
TPS QA/QC
TPS 临床使用程序
Measuring 测量 Modeling 建模 Commissioning 临床验证批准 routine QA 周期性QA 临床使用
一、非剂量学参数的临床认可
现代TPS 除了剂量计算外，还包括很多方面。AAPM53号报告中比较详 细的描述了这些TPS非剂量方面需要考虑的问题，我们根据我们的临床需要， 结合AAPM报告提供的框架，制定了我们认为需要关注问题，这些问题如果 出现较大偏差甚至错误，就会给我们的放疗计划带了或剂量计算、或计划评 估、或计划执行等方面的风险，现将这些对TPS考虑方面及其详细问题列表 如下：
对治疗机辐射场的测量(三维水箱等):
●PDD，TAR，TMR ●各种离轴比（开野、楔形野） ●输出因子 ●线束改变装置的各种相对因子（楔形板、挡铅、托 盘、补偿块、组织等效材料等） 所需数据：由开发商决定 工作完成：开发商或本院物理师
在TPS中建立治疗机的机械模型
●各档能量 ●机架角、床角、机头角 ●源准直器距离、源托距、源MLC距离 ●楔形板设置、MLC设置、电子限光筒设置等等
测试例1
影像获取传输QA测试
QUASAR 模体
测试例1 靶区体积评估
直径5mm圆柱
直径40mm球
20度空气楔形
3x3x3 cm立方体
直径10mm圆柱
5x5x5 cm立方体
测试例2
CT值与相对电子密度关系曲线的测定
测试例3 DVH计算精度检查
测试例4 DRR重建精度检查
测试例4 DRR重建精度检查
剂量计算设置
剂量显示
DVH
非剂量参数临床认可（3）
TPS需要考虑的方 面
硬拷贝
●各类打印的文本信息 ●二维剂量分布图打印 ●BEV或DRR的打印 ●DVH的打印 ●射野参数等是否正确传入加速器? ●挡铅文件是否正确传入切割机？ ●坐标文件是否正确传入移动激光灯？
具体问题
治疗数据传输
DRR
●验证TPS对数字影像重建的精度
不同尺寸方野PDD、OCR等的计 算精度
T2
不同尺寸矩形野PDD、OCR的计 算精度、上下准直器对剂量的影 响 物理楔形板对剂量的影响
T3
T4
field size 5×5、10×10、15×15 SSD=100 ★测量中心轴上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离轴曲线
非剂量参数临床认可（1）
TPS需要考虑的方 面
患者体位固定装置
具体问题
●立体定位架、头颈肩架等在TPS剂量计算中的校正
影像获取及处理
●验证在CT上输入的患者的姓名、ID等(CT头文件）被正确传入TPS ●验证传入TPS的CT图像的方向性（左右、头脚） ●验证传入TPS的图像的几何尺寸、体积、层厚等 ●验证CT值与电子密度值的转换曲线
●验证3D外放或相减算法 ●验证由各层轮廓线创建结构，确认： 非共轴轮廓线是否可用？ 轮廓线勾画的限制点数是多 少？ 能否处理结构分成两部分？ 缺失轮廓线会发生什么?等 ●验证在重建图像上（DRR、BEV）勾画的正确性？ ● 验证自动勾画功能？ ●验证Bolus的电子密度 ●验证Bolus是否考虑进剂量计算
解剖结构定义
Bolus
外部输入设备
● 验证数字化仪输入的几何线性
非剂量参数临床认可（2）
TPS需要考虑的方 面
治疗机几何性质描述
具体问题
●验证机架、床、准直器坐标方向约定，楔形板坐标方向约定（IEC1217） ●验证 源托距、源-MLC距、源-准直器距离等 ●验证机头设置（对称or非对称），验证MLC设置（叶片宽度、数量、向对侧移 动的最大距离、相对叶片的最小间隙等），楔形板设置（方向、射野大小限制、一 楔合成的算法等） ●验证挡铅设置：挡块的设定、输出（打印形状、对MLC的驱动）、数字化仪输 入等。 ●验证射野显示，保证在计划过程中可使用的显示方式均正确。避免束流与解剖 结构之间出现错误 ●剂量计算矩阵的定义、矩阵格点间剂量插值算法。 ●评估系统在解剖结构、归一、权重等条件改变时，剂量分布再计算的规则。 ●剂量算法的选择，常规算法与特殊算法对特殊情况 ●不均匀组织校正的状态 ●点剂量正确性 ●剂量显示在各种交互平面的一致性 ●二维剂量显示，剂量线位置正确，剂量云图与剂量线一致等 ●验证直方图计算精度 ●验证计划归一值对DVH的影响 ●验证同时比较不同计划DVH的正确性 ●验证能正确调用不同计划DVH进行比较
示例
用体模测量不均匀物质对剂量的影响
肺等效组织
电离室位置
骨等效组织
示例
预测实际病例误差大小
CRIS模体
对验证数据的分析方法
▲相对偏差：δ=（D cal-Dmeas）＊100%/Dmeas
其中:Dcal计算所得，Dmeas测量所得
▲如果涉及的点在射野半影外或挡块下，由于D meas剂量非常小，则相对
计划系统的临床验证
（Commissioning）
广西医科大学肿瘤医院
付庆国 魏党 杨海明
现代放疗科的构建
医生评估(等剂量线 DVH等)
医生物理师 沟通
医生工作站orSIM工作站
治疗机
DICOM网络
CT/MRI/SPECT/PET 影像设备
DICOM网络
TPS 物理师制定计划
物理师 对个体计划的 QA
AAPM 53
剂量计算临床认可的标准
a1 a2
δ50~90
a1
野宽
a2
a4
剂量计算临床认可的测试例（1）
测试条件 测试因素
T1
field size 3×3 、 5×5、10×10、25×25 SSD=100 ★测量中心轴上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离轴曲线 field size 5×25、25×5、2×10、10×2 SSD=100 ★测量中心轴上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离轴曲线 field size 9×9、5×20、20×5 SSD=100 wedge=60 ★测量中心轴上百分深度曲线 ★分别测量d=3cm d=10cm d=20cm处X Y轴离轴曲线
其是TPS的第一步QA工作，包括：
TPS的组成
●计算机硬件
●输入设备（数字化仪、扫描仪、DICOM网络）
●图像的操作和展示
●靶区及正常组织的勾画定义
●三维体积重建
TPS的组成
●治疗机的虚拟模拟
●剂量计算
●剂量体积直方图（DVH)及各种评估工具
●数字影像重建片（DRR)
●输出（通过DICOMRT将计划执行文件输出到治疗机、切割文件到切割机 、各种病例资料的打印、坐标文件到移动激光灯等）
二、剂量计算的临床认可
三维治疗计划系统数学模型参数确立可使计算结果与基本的测 量数据匹配，但临床工作涉及的远不是这些水箱中规则射野，因此 需要进行更为广泛的附加测试，考虑影响剂量计算的诸多方面，设 计测试例，并将其在TPS中所得的结果与实际测量进行比对，评估 是否符合一定的标准。
剂量计算临床认可的标准
示例
离轴比
※ field size 25×5 ※ SSD=100 ※分别测量d=3cm 处X 轴离 轴曲线
示例
离轴比
※ field size 9×9 ※ SSD=100 ※Wedge ※测量d=3cmX 轴离轴曲 线
示例
※ field size 16×16 ※ SSD=100 ※在托盘上加宽1cm，长 4cm，高8cm的挡铅 ※测量（-4，0）处的深度 曲线
4
c
6 1
4 c
示例
5、L型射野（用MLC形成） ※ field size 16×16 ※ SSD=100 ※在托盘加12×12挡铅 ※测量d=3cm处，X轴OCR
c m
4
c
6 1
4 c
示例
※ field size 10×10 ※ SSD=100 ※Grantry 450 ※测量d=3cm 处X轴离轴曲 线
示例
6、射野中间挡铅 ※ field size 16×16 ※ SSD=100 ※在托盘上加1W、4L、8H挡 铅 ※测量d=3cm 处X 轴离轴曲线
示例
5、L型射野（用MLC形成） ※ field size 16×16 ※ SSD=100 ※在托盘加12×12挡铅 ※测量（-6，0）处PDD
c m
不对称楔形野
T10
不均匀组织
T11
区分MLC叶片和后备铅门 的透射对剂量分布影响 MLC叶片末端形状和相对 叶片的间隙（叶片末端效 应）
Βιβλιοθήκη Baidu
T12
两个3×3小野相距6cm，中间六对叶片关闭 SSD=90cm，d=3,10,20;MU=100 探测矩阵测分布，三维水箱测量Y=-3.5 0 3.5 时的X方向的离轴比