中国辐射卫生  2016, Vol. 25 Issue (4): 417-420  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2016.04.012

引用本文 

何志坚, 罗素明, 吴昊, 胡传朋, 刘冉, 王进, 刘宝辰. TLD质量核查调强放射治疗非均匀野剂量方法[J]. 中国辐射卫生, 2016, 25(4): 417-420. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2016.04.012.
HE Zhi-jian, LUO Su-ming, WU Hao, HU Chuan-peng, LIU Ran, WANG Jin, LIU Bao-chen. TLD Quality Audit Method for Intensity Modulated Radiotherapy in the Presence of Heterogeneities[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2016, 25(4): 417-420. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2016.04.012.

文章历史

收稿日期:2016-04-25
修回日期:2016-06-23
TLD质量核查调强放射治疗非均匀野剂量方法
何志坚 1, 罗素明 1, 吴昊 2, 胡传朋 3, 刘冉 4, 王进 5, 刘宝辰 6     
1. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室, 北京 100088;
2. 北京大学肿瘤医院;
3. 河南省职业病防治研究院;
4. 四川省疾病预防控制中心;
5. 江苏省疾病预防控制中心;
6. 辽宁省疾病预防控制中心
摘要目的 核查放射治疗计划系统(TPS)计算病人治疗剂量的非均匀野剂量校正。方法 将插有TLD的聚苯乙烯固体模体, 聚苯乙烯/肺固体模体, 聚苯乙烯/骨固体模体分别经CT扫描, 影像分别传入TPS并计算高能X射线下监督单位数, 使传递给中心束轴TLD剂量为2 Gy。在高能X射线下完成TLD照射, 照射后的TLD经测量、剂量计算, D(TLD)与D(TPS)剂量比值在0.95~1.05范围为可接受范围。结果 核查结论表明, 光子线束均匀模体轴上(P)剂量和非均匀骨模体轴上(BP)剂量核查结果较好。非均匀肺模体轴上(LP)和离轴(LL)剂量核查结果误差很大。结论 光子线束非均匀性剂量校正在放射治疗中是非常重要, 尤其是肺组织。校正不当, 对于肺组织剂量误差也可达到11.1%, 离轴情况下更多达18.4%。对于骨组织剂量误差较小。
关键词放射治疗计划系统    聚苯乙烯固体模体    非均匀野    
TLD Quality Audit Method for Intensity Modulated Radiotherapy in the Presence of Heterogeneities
HE Zhi-jian 1, LUO Su-ming 1, WU Hao 2, HU Chuan-peng 3, LIU Ran 4, WANG Jin 5, LIU Bao-chen 6     
1. National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088 China;
2. Beijing Cancer Hospital;
3. Henan Institnte of Occupational Medicine;
4. Sichuan Center for Disease Control and Prevention;
5. Jiangsu Center for Disease Control and Prevertion;
6. Liaoning Center for Disease Control and Prevention
Abstract: Objective To check the heterogeneity corrected dose calculations performed by the treatment planning system. Methods Homogeneous polystyrene solid phantom with TLD, Polystyrene/lung solid phantom with TLD and Polystyrene/bone solid phantom with TLD will be required to be CT scanned respectively, images exported to the TPS and monitor units calculated as if to deliver 2Gy to the TLD on photon beam axis.The TLDs was irradiated by high energy X-ray. TLDs irradiated by measuring and dose calculation, and D(TLD)/D(TPS) dose ratio in 0.95 to 1.05 was acceptable. Results Verificationresults showed that homogeneous polystyrene solid phantom on axis (P) dose and polystyrene/bone solid phantom on axis (BP) dose are good, polystyrene/lung solid phantom on axis (LP) and off-axis (LL) relative deviation are large. Conclusion Heterogeneity of photon beam dose correction is very important in radiotherapy, especially in the lung tissue. Improper correction, the deviation for lung tissue can also be reached 11.1%, off-axis cases up to 18.4%.The deviation for bone tissue is smaller.
Key words: Treatment Planning System    Polystyrene Solid Phantom    In the Presence of Heterogeneities    

调强放射治疗(IMRT)在放射治疗中成为主流技术,国内外开展非均匀剂量校正研究工作越来越多[1-4],在与IAEA协作课题的基础上,我们与河南、江苏等四省开展技术协作,完成16条光子线束非均匀性TLD质量核查验证工作。临床中使用的剂量计算方法一般针对均匀水模进行,再根据人体组织的非均匀性,通过修正算法将水模剂量计算结果修正到人体剂量。组织非均匀性剂量修正在放射治疗中,尤其是肺组织照射非常重要,忽略则可导致15% ~ 25%的误差[5]。对于骨组织如果不做非均匀性校正,计算结果一般会带来大约1%的误差[6]

1 材料与方法

此次质量核查采用固体聚苯乙烯模体结构图见图 1 ~ 图 3。这种固体聚苯乙烯模体外观尺寸长、宽、高分别为15 cm,其中一块2 cm厚聚苯乙烯板中心轴带有TLD插孔。除了聚苯乙烯板外,还包含一块15 cm × 15 cm × 5 cm肺固体模体板,离轴1 cm位置带TLD插孔。一块15 cm × 15 cm × 2 cm骨固体模体板和一块满足散射条件5 cm厚聚苯乙烯板。

图 1 带有TLD的均匀聚苯乙烯固体模体结构图

图 2 带有TLD的聚苯乙烯/肺固体模体结构图

图 3 带有TLD的聚苯乙烯/骨固体模体结构图

将组装好的带有TLD的均匀聚苯乙烯固体模体(图 1),带有TLD的聚苯乙烯/肺固体模体(图 2),带有TLD的聚苯乙烯/骨固体模体(图 3)分别经CT扫描。影像分别传入TPS中。TPS采用临床使用的源皮距(SSD)为100 cm或源轴距离(SAD)为100 cm均可,只要使照射TLD条件与TPS计算条件保持一致。计划采用6 cm × 6 cm照射野,分别计算三种模体10 cm深度,中心轴上TLD剂量为2 Gy的监督单位数。这种应计算包含治疗计划非均匀性校正。光子能量选择胸部6 MV和8 MV。TLD编号分别为均匀聚苯乙烯固体模体p#、非均匀聚苯乙烯/肺固体模体LP#和聚苯乙烯/骨固体模体BP#的监督单位数,计算结果和条件设置如表 1所示。

表 1 TPS计算的监督单位数及TPS版本

计算传递给非均匀聚苯乙烯/肺固体模体离轴TLD LL#剂量。

2 结果

四个省分别参与完成4条光子束质量核查。表 2为TPS计算剂量值和TLD实测剂量值。图 4为参加医院剂量核查结果比值分布图。表 3为TPS计算剂量值和TLD实测剂量值相对偏差。

图 4 参加医院剂量核查结果比值分布图

表 2 TPS计算剂量值(Gy)和TLD实测剂量值(Gy)

表 3 TPS计算剂量值和TLD实测剂量值相对偏差
3 讨论

此次四省16家医院参加了TLD质量核查。均匀模体质量核查合格率为93. 8%,最大误差为6. 0%。非均匀肺模体射线轴上质量核查合格率为68. 8%,最大误差为11. 1%。非均匀肺模体离轴质量核查合格率为56. 2%,最大误差为18. 4%。非均匀骨模体质量核查合格率为81. 2%,最大误差为7. 1%。

问题主要出现在非均匀聚苯乙烯/肺模体,离轴TLD LL#和轴上TLD LP#剂量上。结果显示高能光子线束穿过一定厚度肺固体模体,或穿过一定厚度肺固体模体离轴状态下,在非均匀剂量校正算法上存在一定问题,造成了较大剂量误差,具体原因还需进一步核实。

均匀聚苯乙烯模体TLD P#剂量和非均匀聚苯乙烯/骨固体模体TLD BP#剂量核查的误差较小,可能均匀聚苯乙烯固体模体与骨固体模体CT值比较接近有关,未造成太大剂量误差。

TLD质量核查调强放射治疗非均匀野剂量方法用于验证TPS计算非均匀性剂量校正可行。

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