放疗中二维平板电离室阵列所测剂量的空间映射研究

二维平板电离室阵列常用于临床放疗的剂量分布探测,其所测剂量实际对应的空间位置（即有效测量点或剂量-空间位置对应关系）是精确放疗中需研究的重要问题。本文采用蒙特卡罗方法研究了用于放疗剂量分布监测的二维平板电离室阵列的有效测量点位置及其随电离室的空腔直径、空腔厚度和射线能量等的变化规律。先用蒙特卡罗模拟得到水模体在MeV级光子束辐照下射野中心轴上的剂量曲线,再在相同条件下模拟获得二维平板电离室阵列测得的剂量曲线,然后通过相关性分析,得到有效测量点。结果表明,用于放疗的二维平板电离室阵列的有效测量点相对于前表面中心有一小于1 mm的偏移;该偏移量随电离室空腔厚度、射线能量的增加而增加,随电离室空腔直径的增加而减小。     

调强适形放射治疗的剂量学验证

调强适形放射治疗(IMRT)是近年来发展的一项崭新的放疗技术, 有关它的质量保证和质量控制是一个急需解决和必须重视的问题,而其中剂量学验证是极其重要的一方面.本研究的目的就是要探讨调强适形放射治疗过程中的剂量学验证方法,保证IMRT治疗计划临床实施的正确性.研究过程为选取10例需要实施IMRT的病人,利用CMS公司的Xio三维治疗计划系统设计出IMRT计划,用Cirs调强胸段体模作为验证体模,将病人的IMRT计划移植至体模生成QA计划,计算出选定验证点的绝对剂量和选定验证平面的相对剂量分布.在加速器上按QA计划条件摆位并实施照射,得到用0.6 cc电离室实测的验证点绝对剂量和用GafChromic EBT免洗胶片拍摄的平面剂量片,用RIT113胶片剂量分析软件分析实测的和计划的平面相对剂量分布.10例病人的剂量学验证结果表明,绝对剂量误差在5%以内,相对剂量分布在高剂量区很接近,低剂量区有一定差别.     

平面半导体矩阵和电离室矩阵的剂量学性能测试及在旋转机架角肺癌放疗计划验证中的应用研究

通过对MatriXX和EPID两款探测器矩阵物理性能进行测试研究,为用于临床肺癌旋转机架角二维剂量验证提供参考。通过加速器出束,分别对MatriXX和EPID的绝对剂量重复性、剂量率响应性能、角度响应、剂量线性进行测试,选取20例肺癌放射治疗计划采用MatriXX和EPID进行旋转机架角二维平面剂量验证,并分析结果。两款测量设备绝对剂量重复性、剂量率响应性能、剂量线性性能较好,测试结果偏差较小,MatriXX角度响应性能较差,在2%/2 mm、3%/3 mm评判标准下,90°和270°γ通过率相对于0°时测量结果偏差近10%。对20例肺癌放疗计划剂量验证结果,在相同评判条件下,MatriXX比EPID计划验证γ通过率低10%左右。EPID半导体探测器矩阵能较好满足临床肺癌旋转计划剂量验证。MatriXX由于电离室自身角度响应的物理特性,从测试结果来看不推荐其应用于临床肺癌旋转计划剂量验证工作中。     

新型平板电离室的研制与初步测试北大核心CSCD

研制一款同时测量质子束流与剂量的平板电离室。利用基于有限元分析的Ansys模拟软件和Geant4蒙特卡罗软件对电离室电场分布、等效水厚度、不同能量质子束穿过电离室后的横向散射等参数进行模拟,进而优化电离室结构。并利用YXLON 450 kV X射线管、6 MeV脉冲加速器与北京大学串列加速器对电离室进行初步测试,电离室运行稳定,射线位置二维分布信息采集准确,性能良好。     

γ累积剂量对闪烁凝胶剂量响应影响研究

针对基于闪烁凝胶的放疗剂量验证装置中γ累积剂量对闪烁凝胶剂量响应的影响,使用⁶⁰Co放射源对多个凝胶样品分别照射不同时长,利用光电倍增管和放疗平台对各样品进行测试,对比凝胶的发光效率和对剂量的响应。结果表明,γ累积剂量在1000 Gy以下时凝胶对剂量的响应呈线性,且发光效率基本保持不变,而累积剂量在1000～2000 Gy时凝胶发光效率明显下降,但对剂量的响应仍呈线性。     

基于光学CT的三维凝胶剂量验证技术的研究进展

放射治疗（简称放疗）是治疗肿瘤的重要手段,剂量验证是放疗法定的质量保证手段。随着三维调强等放疗技术的不断发展和对病人健康的重视,传统的二维静态等剂量验证手段难以应对新型精确放疗技术所带来的三维复杂分布剂量验证的挑战。基于光学CT的三维凝胶剂量验证技术将凝胶剂量学与光学CT技术相结合,通过凝胶剂量计来固定剂量信息、光学CT扫描重建三维剂量分布,并据此绘制等剂量曲线,提供了一种三维剂量分布的高分辨率快速验证手段。本文对此项技术的背景、理论与研究进展进行了综述。此技术尚处于研究早期,仍有一系列科学问题需进行深入探讨,具有很大的研究和发展潜力。     

MatriXX二维电离室阵列剂量分布的角度响应

用Monte Carlo模拟、三维水箱和MatriXX测量的方法,获取机架角在0°–80°和280°–360°(0°)内的6 MVX射线的离轴比曲线,利用三种曲线分析MatriXX二维电离室阵列的角度响应。结果表明,在0°–60°和300°–360°(0°),三种方法得到的离轴比曲线一致性较好;在70°–80°和280°–290°,Monte Carlo计算和MatriXX测量的曲线及平面中心点剂量均存在明显差异。研究结果为多机架角度照射合成验证调强放疗计划的剂量分布提供依据。     

基于阵列式吸收发光CT法的辐射场实时测量系统的研究

分析了已有的各种核辐射剂量场测量方法的基础上, 利用闪烁体吸收发光特点并结合计算机实时成像处理技术,提出了对剂量场分布进行实时成像测量的新方法——阵列式吸收发光ＣＴ 法。研制出闪烁光纤阵列构成的探测器及其伺服控制系统, 用高灵敏度的电荷耦合器件（ＣＣＤ）拾取探测器产生的微弱闪烁光信号,并采用定点采集的方法对视频信号进行数据的快速采集。在图像重建方法上, 提出了迭代滤波反投影重建方法和利用非完全投影进行数据修复,对获取的投影数据进行变换和处理,并通过选择滤波函数及其适当的参数, 可获得最佳滤波效果,以重建剂量场的二维场分布,从而建立了剂量场的实时、高精度的成像测量系统。     

多层平板电离室优化设计

多层平板电离室(Multilayer Ionization Chamber,MLIC)能够降低质子束流剂量深度分布的测量时间,对提高质子治疗日常剂量验证的效率具有实际意义。影响MLIC测量精度的因素主要有组成材料、敏感面积等。基于这些影响因素,用蒙特卡罗方法计算束流在MLIC的剂量深度分布,与标准剂量分布对比评估其测量精度。优化后的MLIC包含180层电离室,组成材料为FR-4,敏感面积为12 cm×12 cm,极板间隙为1 mm,采用自由空气作为敏感探测器气体,其剂量深度测量精度在±5%以内,射程测量精度在±1 mm以内。     

二维电离室矩阵不同采样深度对调强验证γ通过率的影响

选取质量保证(QA)计划中MatriXX电离室矩阵不同层面深度剂量与测量层面的剂量对比分析,探讨不同层面深度剂量对γ通过率的影响.选取21例鼻咽癌调强计划,将MatriXX和Miniphantom模体的CT影像导入计划系统作为QA模体.把调强放射治疗计划移植到QA模体重新进行剂量计算,选取从电离室腔顶部到底部5 mm高...     

小型平板铀裂变电离室研制

为了测量特定实验条件下狭小空间内中子注量率分布,研制了小型平板浓缩铀裂变电离室,该裂变室具有体积小、结构材料少等优点。论文叙述了裂变电离室的结构和制作工艺,通过测量自发衰变α粒子谱、裂变碎片谱对裂变电离室的性能进行了测试和评定,并标定了裂变电离室测量裂变碎片的探测效率。从指标上看,裂变电离室能达到设计要求和目的,可用于中子注量率的测量。     

凝胶剂量计调强放射治疗三维剂量验证初探

调强放射治疗(IMRT)是最先进的放射治疗技术之一,因其复杂性和三维治疗计划系统的逆向计算的优化算法在某些方面还不够成熟,所以治疗前必须进行剂量验证以确保治疗剂量的准确性.本文使用聚合物凝胶剂量计对调强放射治疗三维剂量的验证进行初步探索.用丙烯酰胺、明胶、交联剂、除氧剂在常氧条件下制备凝胶剂量计,使用调强放射治疗计划对...     

电离法校准低能质子剂量技术

本工作建立1套电离室绝对剂量测量系统，对自制石墨电离室性能进行研究，实验结果表明自制电离室系统满足标准电离室的要求。设计了1套基于同向测量的透射电离室，用于在线监测束流变化，为剂量测量的准确性提供了依据，解决了替代法校准时束流波动对测量结果造成较大不确定度的问题。对已建立的电离室测量低能质子吸收剂量绝对测量系统进行不确定度评估，合成标准不确定度约4%。最后，以自行研制的质子剂量测量系统（电离室系统、透射电离室系统）在HI-13串列加速器上开展了对丙氨酸剂量计校准技术的研究，获得了不同能量质子辐照下的RE值。     

基于Geant4的碳离子治疗三维电离室阵列仿真设计

为快速准确地实现碳离子治疗计划的三维剂量验证，采用有机玻璃PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)为电离室室壁和水等效模体，设计了一种三维电离室阵列，并通过Geant4软件对三维电离室阵列的结构设计进行了深入研究与验证。首先通过模拟不同能量碳离子束在水和PMMA模体中沉积的剂量分布，计算了PMMA模体的水等效厚度系数；然后研究了三维电离室阵列中电离腔室间的距离及信号导线对其剂量测量准确度的影响；最后模拟并验证了碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布。结果表明：PMMA模体的水等效厚度系数为1.151;相邻电离腔室间的信号串扰主要来源于前侧的电离腔室，且串扰程度与电离腔室间距呈反比，间距为1 mm时串扰程度占电离腔室内剂量的3%,间距为30 mm时串扰影响可完全消除；信号导线对后侧电离腔室内剂量的干扰影响约为1%。将碳离子束在三维电离室阵列中沉积的剂量分布与PMMA模体中的剂量分布进行对比，碳离子束的射程具有良好的一致性，偏差为0.5 mm。     

IMRT与3D-CRT在中央型非小细胞肺癌中的剂量分布研究

将三维适形放疗(3D-CRT)和调强放疗(IMRT)应用于中央型非小细胞肺癌的放射治疗中,并评价了不同计划方案在剂量学上的差异性。本研究选择了32例II期中央型非小细胞肺癌患者,在CT图像的基础上,对每位患者分别做了1个3D-CRT和2个IMRT计划(5野和7野),并评价计划的剂量分布特点及其优势。结果发现,IMRT的靶区平均剂量(PTVDmean)和靶区最大剂量(PTVDmax),靶区最大剂量与处方剂量的百分比(PTVDmax(%))和靶区适形指数(CI)均比3D-CRT高,但靶区均匀指数(HI)较3D-CRT差。IMRT计划中各项肺的指标和1%体积的脊髓所接受的剂量(脊髓D01)低于3D-CRT的对应值。另5野和7野的IMRT计划无显著差异。由此表明,IMRT计划能有效提高中央型非小细胞肺癌(NSCLC)的靶区剂量,又能使正常组织得到更好地保护。对应用于中央型非小细胞肺癌的IMRT,采用5野照射已完全满足临床剂量学要求。     

Fricke凝胶剂量计在毛细管中的扩散限制及校正

在放射治疗中,吸收剂量空间分布的准确测定是决定放疗效果的关键。通常Fricke凝胶剂量计用于空间剂量分布的测量,但Fricke凝胶剂量计存在Fe~(3+)扩散问题,限制了剂量计测定的准确性,导致剂量验证产生误差。提出毛细管型Fricke凝胶剂量计,通过物理限制与化学限制的方法,限制Fe~(3+)在二维方向上扩散问题,反演推导实现Fe~(3+)在一维方向上的扩散校正。在一维方向上构建毛细管型Fricke凝胶剂量计结合二分之一合并法的图像处理方法,实现对Fricke凝胶剂量计的准确校正。为临床吸收剂量空间分布的准确测定提供良好的前景。     

二维阵列电离室探测器数据采集系统设计

介绍了用于对肿瘤放射治疗进行剂量验证的二维阵列电离室探测器的数据采集系统的设计与开发。文章描述了该二维阵列电离室探测器系统的构成以及工作原理,重点讨论了该探测器的数据采集子系统的设计过程,并完成了由前置放大器、前放控制器、数据采集控制器构成的数据采集子系统的开发。用户端可通过TCP/IP方式对探测器系统的参数进行设置,并进行数据高速采集、获取和进一步的处理。     

放疗加速器束流剂量实时成像系统

介绍了一种放疗加速器束流剂量实时成像系统，采用数字化脉冲X射线成像技术获取放疗加速器的束流强度分布图像，并利用数字图像处理技术生成实时3D剂量图。利用该系统可以实时、直观地获得加速器束流强度的相对分布曲面，给出任意剖面的束流强度分布曲线和FWHM、半影、峰值、对称度、均整度等参数。利用本系统的实时性，在国内首次实现了放疗加速器动态楔形剂量分布和束流过渡过程的测量。给出了系统配置和实测的放疗加速器束流强度分布图像。     

利用MCNP程序研究多层平板高气压电离室的能量响应

本研究利用MCNP程序对多层平板高气压电离室的能量响应进行模拟计算,获得了从几十ke V到10 Me V能量区间内的响应曲线,并与实验进行对比。结果表明:模拟计算值与实验刻度值吻合较好,且该电离室可以测量最高能量达10 Me V的光子辐射。     

基于EGSnrc仿真的二维空气电离室剂量探测器收集电极影响研究

收集电极是二维空气电离室剂量探测器的重要组成部分,影响剂量测量的准确度。为了研究收集电极对剂量测量的影响规律,采用蒙特卡罗程序EGSnrc,分别在不同射线能量下对不同材质（C、Al、Cu）、不同收集电极厚度（5~70 μm）进行模拟仿真,给出了影响规律的定量分析。结果表明,在工艺允许的情况下,应优先选择C作为收集电极材料;当只能采用Cu作为收集电极材料时,应采用工艺可达的最小厚度,并在使用中进行标定。