调强放疗计划的剂量验证
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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
剂量验证的必要性
剂量验证的必要性
➢ IMRT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
合。此时SPD=100cm。 ➢ 调整MapCheck2，使其中心轴与灯光野中心轴重
合。
本底修正
Raw Count
➢本底修正 ➢灵敏度修正 ➢绝对剂量刻度
Aห้องสมุดไป่ตู้solute Dose
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
...
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
MapCHECK (Sun Nuclear)
MapCHECK 2 (Sun Nuclear)
Matrixx (IBA)
Seven 29 (PTW)
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
等中心精度 MLC到位 …
输出量 平坦度 对称性
…
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
剂量验证的必要性
纽约州2001-2008的放射治疗共发生 621例错误或事故
整个靶区或 调强剂量 治错病人 部分靶区未 出错
受照射
其它
次数
284
133
50
154
比例
45.7%
21.4%
8.0%
24.8%
模体计划
将治疗计划移植到MapCheck2
Source
将治疗计划移植到水模体
Source
SDD=100
SSD=95.8
SDD=100
SSD=95.0
3.0 1.2
Detectors
MapCHECK2 Setup
5.0
Planar Dose
Flat Phantom Setup
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
剂量验证的必要性
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。
ICRU 24#: 剂量不确定度<5%
From Peter Metcalfe
剂量验证的必要性
计划阶段 数据传输 实施阶段
加速器建模 剂量算法 剂量网格 患者数据
输出因子 PDD 离轴曲线 MLC透射因子 MLC端面 半影区 …
计划执行 的准确性
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，对比TPS计算 值，按照一定的标准判定两者是否相符。
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。
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。
点剂量验证
Region
High dose, small dose gradient
AAPM TG142 Quality assurance of medical accelerators AAPM TG53 Quality Assurance for Clinical Radiotherapy
Treatment Planning …….
剂量和MU 计算准确
度
数据从RTP 传输到 R&V的准 确性
IMRT计划验证
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
点剂量验证 面剂量验证
IMRT计划验证
点剂量验证
电离室 半导体探头
TLD
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
Low dose, small dose gradient
Confidence Limit (P=0.05) ±3%
±4%
Action Level ±5% ±7%
Palta et.al. AAPM Summer School, 2003
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
剂量验证的必要性
建立IMRT计划的 剂量验证规程
AAPM TG119 IMRT commissioning: Multiple institution planning and dosimetry comparisons
AAPM TG120 Dosimetry tools and techniques for IMRT
点剂量验证
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
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
水模体
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
点剂量验证
缺点
对模体的扰动 体积平均效应
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。
R. Alfonso, Med. Phys. 35 (11), 2008
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
灵敏度修正
Y: 32.0
X: 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。
机架0° 37X37 200MU SSD=100
•必要性 •测量设备 •模体计划 •测量过程 •数据分析 •替代方法
剂量验证的必要性
剂量验证的必要性
➢ IMRT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
合。此时SPD=100cm。 ➢ 调整MapCheck2，使其中心轴与灯光野中心轴重
合。
本底修正
Raw Count
➢本底修正 ➢灵敏度修正 ➢绝对剂量刻度
Aห้องสมุดไป่ตู้solute Dose
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
...
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
MapCHECK (Sun Nuclear)
MapCHECK 2 (Sun Nuclear)
Matrixx (IBA)
Seven 29 (PTW)
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
等中心精度 MLC到位 …
输出量 平坦度 对称性
…
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
剂量验证的必要性
纽约州2001-2008的放射治疗共发生 621例错误或事故
整个靶区或 调强剂量 治错病人 部分靶区未 出错
受照射
其它
次数
284
133
50
154
比例
45.7%
21.4%
8.0%
24.8%
模体计划
将治疗计划移植到MapCheck2
Source
将治疗计划移植到水模体
Source
SDD=100
SSD=95.8
SDD=100
SSD=95.0
3.0 1.2
Detectors
MapCHECK2 Setup
5.0
Planar Dose
Flat Phantom Setup
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
剂量验证的必要性
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。
ICRU 24#: 剂量不确定度<5%
From Peter Metcalfe
剂量验证的必要性
计划阶段 数据传输 实施阶段
加速器建模 剂量算法 剂量网格 患者数据
输出因子 PDD 离轴曲线 MLC透射因子 MLC端面 半影区 …
计划执行 的准确性
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，对比TPS计算 值，按照一定的标准判定两者是否相符。
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。
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。
点剂量验证
Region
High dose, small dose gradient
AAPM TG142 Quality assurance of medical accelerators AAPM TG53 Quality Assurance for Clinical Radiotherapy
Treatment Planning …….
剂量和MU 计算准确
度
数据从RTP 传输到 R&V的准 确性
IMRT计划验证
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
点剂量验证 面剂量验证
IMRT计划验证
点剂量验证
电离室 半导体探头
TLD
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
Low dose, small dose gradient
Confidence Limit (P=0.05) ±3%
±4%
Action Level ±5% ±7%
Palta et.al. AAPM Summer School, 2003
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
剂量验证的必要性
建立IMRT计划的 剂量验证规程
AAPM TG119 IMRT commissioning: Multiple institution planning and dosimetry comparisons
AAPM TG120 Dosimetry tools and techniques for IMRT
点剂量验证
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
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
水模体
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
点剂量验证
缺点
对模体的扰动 体积平均效应
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。
R. Alfonso, Med. Phys. 35 (11), 2008
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
灵敏度修正
Y: 32.0
X: 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。
机架0° 37X37 200MU SSD=100