三维在体剂量监测系统的物理模型及临床运用的初步研究

发布时间：2017-09-13 03:41

  本文关键词：三维在体剂量监测系统的物理模型及临床运用的初步研究

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【摘要】：随着肿瘤放射治疗技术有着飞速的进展,精确放疗成为目前放疗技术的主要手段。由于放疗技术精细化所提出的高要求,产生了更大的潜在治疗失误风险,对质量保证的工作提出了更高的要求。基于EPID(Electronic Portal Image Device)的三维在体剂量监测系统不仅检测了加速器的执行误差和患者位置变化导致的剂量误差,还验证了TPS(Treatment planning system)算法模型所导致的剂量计算误差,能够有效降低放射治疗的风险。论文的主要内容包括:1)对基于EPID的三维在体剂量监测系统进行了物理模型的建立,并和三维水箱测量数据进行了比对;2)对基于EPID的三维在体剂量监测系统在均匀模体和非均匀模体中的剂量重建准确性进行了验证和分析;3)运用三维在体剂量监测系统对实际患者的调强放射治疗计划进行了在体剂量验证,对其临床运用结果进行初步分析;4)运用三维在体剂量监测系统对鼻咽癌自适应放疗进行了初步探讨。研究结果表明:均匀模体中,系统重建与电离室测量结果的差异为(0.12±0.91)%;在Delta4模体中,三维在体剂量验证系统重建剂量以及Delta4系统测量剂量和TPS结果比较的γ通过率(3mm/3%)分别为(94.18±1.69)%和(93.82±1.19)%,二者差别无统计学意义(t=0.295,p=0.783)。非均匀模体中,系统重建与电离室测量结果的差异为(0.03±0.85)%,和胶片测量结果比较的γ通过率(3mm/3%)为(95.24±1.62)%。三维在体剂量监测系统的三维剂量重建结果是准确,可以运用于临床之中。实际患者的在体剂量监测中,12例患者的中心点剂量差别为(0.75±1.53)%,3mm/3%和3mm/5%标准下γ通过率分别为(89.11±3.24)%和(96.40±1.47)%。实际患者的在体剂量验证相对复杂,不能仅靠单一的γ通过率来判断计划是否符合标准,还需要结合DVH信息综合考虑。我们在国内率先运用三维在体剂量监测的方法对鼻咽癌的自适应放疗进行了初步研究,初步结果表明第20次治疗可能是鼻咽癌自适应介入的最佳时机。三维在体剂量监测系统能够真实反映患者靶区和危及器官实际剂量变化,有助于更加准确的判断自适应介入的时机。
【关键词】：电子射野影像装置 三维剂量重建 在体剂量验证 鼻咽癌自适应放疗
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R730.55
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 主要符号对照表8-9
• 第1章 引言9-18
• 1.1 治疗前的剂量验证9-12
• 1.1.1 点剂量验证方法10
• 1.1.2 二维平面剂量验证10-11
• 1.1.3 三维剂量验证11-12
• 1.2 在体剂量验证12-14
• 1.2.1 基于体表或者腔内探测器监测的在体剂量验证12-13
• 1.2.2 基于加速器机头出射线监测的在体剂量验证13
• 1.2.3 基于日志文件的在体剂量验证13-14
• 1.2.4 基于患者出射线剂量监测的在体剂量验证14
• 1.3 EPID在放射治疗剂量验证中的运用14-15
• 1.4 三维剂量算法模型介绍15-17
• 1.4.1 卷积算法（convolution/superposition calculation）16
• 1.4.2 蒙特卡罗方法（Monte Carlo）16-17
• 1.5 论文的研究目的和研究内容17-18
• 1.5.1 研究目的17
• 1.5.2 主要内容17-18
• 第2章 基于EPID的三维在体剂量监测系统的物理建模18-27
• 2.1 EPID特性简介18
• 2.2 基于EPID的三维在体剂量监测系统Edose系统18-23
• 2.2.1 三维在体剂量监测系统的EPID测量方法19-20
• 2.2.2 三维在体剂量监测系统的剂量重建与剂量评估20-21
• 2.2.3 三维在体剂量监测系统物理模型的建立21-23
• 2.3 建模结果与分析23-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 基于EPID的三维在体剂量监测系统物理模型的验证27-39
• 3.1 放射治疗计划系统（TPS）与直线加速器27
• 3.2 均匀模体中剂量重建准确性验证27-31
• 3.2.1 电离室测量结果与三维在体剂量监测系统重建结果的比较28-29
• 3.2.2 Delta4系统测量结果与系统重建结果的比较29-31
• 3.3 非均匀模体中剂量重建准确性验证31-33
• 3.4 结果与分析33-38
• 3.4.1 均匀模体中剂量重建准确性验证结果33-34
• 3.4.2 非均匀模体中剂量重建准确性验证结果34-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第4章 基于EPID的三维在体剂量监测系统临床运用的初步研究39-49
• 4.1 模拟定位与放射治疗计划39-40
• 4.2 治疗前的计划验证和Delta4?PT模体上的在体剂量监测40-41
• 4.3 患者位置验证41
• 4.4 放射治疗与在体剂量监测41-42
• 4.5 结果与分析42-47
• 4.5.1 治疗前的计划验证结果和Delta4?PT模体上的在体剂量监测结果42-43
• 4.5.2 患者在体剂量监测结果43-47
• 4.6 本章小结47-49
• 第5章 基于EPID的三维在体剂量监测系统运用于鼻咽癌自适应放疗的初步研究49-65
• 5.1 自适应放射治疗（Adaptive Radiation Therapy，，ART）49-50
• 5.2 鼻咽癌自适应放射治疗的进展50
• 5.3 三维在体剂量监测系统运用于鼻咽癌自适应放射治疗的初步研究50-51
• 5.4 结果与讨论51-64
• 5.4.1 结果51-62
• 5.4.2 讨论62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 6.1 研究总结65-66
• 6.2 工作展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果73

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本文编号：841319