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《成都理工大学》 2018年
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6MV医用加速器X射线调强放疗验证研究

马桥  
【摘要】:放射治疗是主要利用医用加速器等射线装置产生的X射线、电子射线、质子射线、中子射线及其他重粒子射线,或~(90)Sr、~(60)Co、~(137)Cs、~(125)I、~(192)Ir和~(252)Cf等同位素产生的β射线、γ射线或中子射线来照射肿瘤区域。医用电子直线加速器(LA)是医用加速器中最常用的一种,它主要通过电子加速得到MeV级电子线或电子打靶产生MV级X射线来进行放疗。从最初的三维适形(3D-CRT),逐步发展到静态调强(S-IMRT)、然后动态调强(D-IMRT),再到容积弧形调强(VMAT)等。调强放疗(IMRT)作为目前放疗的主流形式约占放疗的50.0%以上,主要采用多叶光栅准直器(MLC)形成的肿瘤适形照射野等技术,使靶区得到很高的治愈剂量且剂量均匀,而周边组织或器官受到的照射却很少,从而达到治疗效果。调强放疗由于具有复杂的治疗计划,所以为了确保肿瘤患者得到和治疗计划一样的照射剂量和剂量分布,必须要对临床剂量及分布进行验证。本研究在四川省科技支撑计划“医用辐射危害评价与控制技术研究(2012SZ0179)”和四川省卫生和计划生育委员重点科研课题“调强放射治疗X射线束野剂量验证方法研究(16PJ398)”资助下完成。主要对瑞典ELEKTA公司生产的Precise型医用电子直线加速器6MV X射线调强放疗系统的机械定位系统、剂量监测系统和辐射野系统等方面的质量保证和质量控制,开展了临床剂量的一维验证和小野输出因子测量、二维剂量和三维剂量验证,探讨了影响该加速器性能状况的因素和解决方案,总结了医用电子直线加速器剂量系统综合验证方法。主要研究内容、创新点及成果如下:(1)针对加速器的质量保证与质量控制,利用Iso-Align辐射野测试仪、PTW三维扫描水箱,Martixx平板矩阵电离室、UNIDOS剂量仪及0.60 cc指型电离室等对加速器机械定位系统、剂量监测系统、辐射野系统进行基于国家标准的质量控制。然后对剂量监测系统CF因子TPR~2_(10) ~0和D_(20)/D_(10)等关键参数进行了精确测量,并通过软件Origin9.0对其进行了曲线拟合,得到了各参数的拟合曲线和方程。(2)针对一维剂量验证及小野输出因子测量,运用一维扫描水箱、30.0 cm×30.0 cm×30.0 cm固体水模、剂量仪、指型电离室以及TLD进行一维剂量验证。然后利用TPS和0.015 cc指型电离室测量小于5.0 cm×5.0 cm照射野的剂量输出因子。实验得到了剂量D_(TPS)、D_(TLD)和D_(chamber)的相对偏差,并且小野输出因子与国际标准参考值比较,相对偏差仅为0.53%~1.4%。(3)针对二维剂量验证,利用15.0 cm×15.0 cm×15.0 cm聚四氟乙烯匀质模体进行验证,选择层厚小于3.0 mm的头部条件经CT扫描,在6 MV X射线,SSD=90.0 cm,水下10.0 cm,5.0 cm×5.0 cm照射野,模体处方剂量6.0 Gy的条件下,CT图像传给计划系统制定放疗计划。然后进行照射并经实验室测量,计算得到D_(TLD)与D_(TPS)的相对偏差为3.7%,D_(FILM)与D_(TPS)的相对偏差为1.5%,最后用平板矩阵电离室和胶片验证了多叶光栅形成的10.0 cm×10.0 cm、5.0 cm×5.0cm小野二维(3.0 mm/3.0%)剂量通过率,结果分别为95.8%、96.2%和97.1%、97.3%。(4)针对三维剂量验证,利用15.0 cm×15.0 cm×15.0 cm聚四氟乙烯模拟PTV和OAR构件的模体进行验证。选择层厚小于3.0 mm的头部条件经CT扫描,在6MV X射线,SSD=90.0 cm,水下10.0 cm,PTV处方剂量4.0 Gy的条件下,CT图像传给计划系统制定放疗计划并将整个计划DICOM文件导出。计划系统勾画出PTV_I_TLD、PTV_S_TLD、OAR_I_TLD、OAR_S_TLD、PTV和OAR的区域及轮廓,并计算上述6个结构剂量D_(TPS)。然后将导出的计划用平板矩阵电离室进行(3.0 mm/3.0%)通过率验证,最后将计划移植到加速器并照射,经测量得到剂量D_(TLD)和剂量D_(FILM),并利用建模软件进行三维建模,得到了DVH曲线和剂量D_(DVH)。最后计算出,D_(DVH)、D_(TPS)、D_(TLD)及D_(FILM)四者的相对偏差。
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:R730.55

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