食管癌放射治疗物理技术探讨课件

1、食管癌放射治疗物理技术探讨引 言治疗设备与技术治疗计划设计与评估质量控制与保证-IGRT 质量控制与保证-剂量验证“正确”的剂量+“正确”的位置=“正确”的放疗治疗设备与技术SynergySynergy VMAT治疗设备与技术Trilogy23IXUnique治疗设备与技术治疗设备与技术Monaco治疗设备与技术Oncentra治疗设备与技术PinnaclePET/CTMRIXio治疗设备与技术MatrixxPTW729治疗设备与技术Delta4治疗设备与技术数据模型剂量计算算法Compass治疗设备与技术Mosiaq治疗设备与技术治疗设备与技术治疗设备与技术治疗设备与技术治疗设备与技术治疗设

2、备与技术容积旋转调强放疗VMAT最大可调节参数: 射线能量； 射野方向（弧）； 机架转速； 剂量率； MLC； 准直器及治疗床 准确：可调参数，IMRT，IGRT快速：低治疗时间 患者舒适度，治疗误差 器官内运动 治疗效率 生物效应？剂量：低MU，诱发肿瘤可能性减小？ 靶区及正常组织剂量优势？治疗计划设计与评估3D-CRT VS IMRT组别TCP%CIHID95 cGyV95%IVcm3肺V5%肺V10%肺V20%肺V30%MLDIMRT330.50.780.32596398.68126446.3335.3718.737.691056IMRT429.00.820.30596898.90148

3、545.9734.6718.477.901049IMRT529.50.850.29599299.28120946.4134.9320.0610.541098IMRT728.00.870.27599699.56104549.3835.3818.139.241070IMRT928.00.860.27600099.54104349.7635.1617.349.331065IMRT1129.50.870.27602099.62102549.8636.0017.549.321069S-IMRT31.30.840.29599699.24108146.4634.6019.359.891073CRT327.8

4、0.600.35590697.87164347.3339.6126.5114.021253CRT430.30.680.40591798.00149446.0337.1523.8411.641146CRT627.50.700.37588997.57119249.2741.6128.64.10.461250F 值0.585.353.373.7894.8922.6591.3058.17312.058.09439.98P 值0.050.050.050.050.050.050.050.050.050.05治疗计划设计与评估组别TCP%CIHID95 cGyV95%IVcm3肺V5%肺V20%肺V30%M

5、LD cGy心脏DmeancGyIMRT333.30.510.41597198.18200563.3118.3010.6912321860IMRT435.30.640.36598298.36219261.8317.879.9511992151IMRT534.00.760.38598298.22204259.1616.168.9011262011IMRT730.70.800.31600098.92222562.3319.2310.8712012201IMRT930.00.780.32599798.90228460.5020.0112.1712042315IMRT1130.70.790.36598

6、598.93221259.3020.2311.4011932069S-IMRT35.30.750.43595097.86197059.5215.978.4511272121CRT325.70.740.40600398.38250973.9731.9319.5316701563CRT424.30.750.40595298.07224373.3731.1317.5616291467CRT624.70.750.38594397.86150274.3745.9711.5717281408F 值5.2952.6521.8153.4193.31016.776.38910.504.3356.99820.24

7、7P 值0.050.050.050.050.050.050.050.050.050.05治疗计划设计与评估组别TCP%CIHID95 cGyV95%IVcm3肺V5%肺V20%肺V30%MLD cGy心脏DmeancGyIMRT332.30.640.42590197.31205165.4725.0715.0014143292IMRT431.00.730.36598598.88223564.1320.9311.7312763336IMRT532.70.800.33598998.82218567.8719.6011.3012823465IMRT729.70.830.31599099.0122256

8、8.8020.5710.6712733603IMRT928.70.850.31599299.08222768.2019.6311.1312533724IMRT1129.30.850.32601199.30218967.0619.3510.6712333695S-IMRT34.00.790.35599898.69219467.4319.3711.0012693509CRT328.30.700.33601599.45221474.9033.2315.616373411CRT426.70.740.28598599.23211272.5730.239.7714903183CRT625.70.760.2

9、4599799.22145173.9346.8311.8017512878F 值3.7956.1904.5802.0793.14113.4327.778.9637.28817.3989.485 P 值0.050.050.050.050.050.050.050.050.0599%。在计划中CTV外扩一定范围形成PTV，理论上 PTV回缩此值也能形成同样大小的CTV。质量控制与保证-IGRT食管癌PTV回缩距离 （mm）食管癌PTV回缩距离左右前后头脚CTVx010109CTVx1998CTVx2887CTVx3776CTVx4665CTVx5554质量控制与保证-IGRT质量控制与保证-IGRT

10、食管癌CTVPTV不同外扩距离对剂量学影响统计指标PLAN1 V95PLAN2 V95T(Z)值P值CTVx0(%)（10、10、9）99.960.1799.820.65-1.9340.050CTVx1(%)（9、9、8）99.960.1899.740.92-2.1270.033CTVx2(%)（8、8、7）99.920.3099.491.30-3.0020.003CTVx3(%)（7、7、6）99.880.4099.291.70-3.3250.001CTVx4(%)（6、6、5）99.860.4199.102.12-3.3410.001CTVx5(%)（5、5、4）99.740.6998.4

11、32.64-4.4060.000随着回缩间距的增加plan2的 V95缩小明显质量控制与保证-IGRT经验公式算出的PTV （mm）食管癌PTV回缩距离左右前后头脚CTVx67.714.153.46将PTV回缩至经验公式所得出的外扩范围质量控制与保证-IGRTSN MapCHECK2CIRS Phantom质量控制与保证-治疗技术VS剂量验证质量控制与保证-治疗技术VS剂量验证基本设备：剂量仪、电离室、水箱、固体水胶片：高分辨率 工作量？二维矩阵：PTW729，Matrixx，Sunnuclear 高效快速 问题？ EPID 精度？三维方法：Delta4 and Arccheck 均匀模体？

12、Compass 在线（非均匀组织） 算法？ 3DVH QA?第三方算法MC：患者CT,不占用治疗设备，治疗设备质控？物理实现方式及其限制因素：机架转速 MLC 剂量率 弧的数目治疗计划优化及剂量算法：MLC；凹凸槽效应VMAT QA：IMRT QA IGRT QA 机架转速 剂量率 MLC质量控制与保证-剂量验证加速器的验收调试基本治疗功能、IMRT和IGRT功能VMAT功能： 厂家测试手册 旋转过程中MLC位置变化 剂量率与机架运动速度的关系 剂量率与叶片运动速度的关系计划系统的配置及测试（VMAT要求更高，MLC尖端效应因子）个体化患者验证质量控制与保证-剂量验证IMRT计划剂量误差与射野

13、特征参数相关性分析正相关：总射野数 总子野数 总MU数 平均子野数负相关：平均MU数尽量减少总射野数和总子野数质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证 VMAT典型控制点 IMRT典型子野 质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证数据模型剂量计算算法+ +MatriXX质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证通过率比较： VMAT VS IMRTDTA： 95.1 : 1003%/3mm： 91.8 : 1004%/4mm： 9

14、7.7 : 1005%/5mm： 99.2 : 1002%/2mm： 84.2 : 100质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证Paul A. Jursinic et al.使用二维矩阵MapCHECK Model 1175Bjoern Poppe et al .使用二维电离室探测器MATRIXX 验证射野的剂量分布与胶片验证比较 测量更加便捷 质量控制与保证-剂量验证 但是二维矩阵有其不足之处:需要将机架角归零后进行验证，不能实现实际角度下的剂量验证，由此可能忽略了重力对多叶准直器叶片位置精确度的影响，治疗机架对剂量分布的影响等问题 仅可获取一横断层面的验证

15、信息 没有冠状面矢状面数据质量控制与保证-剂量验证三维矩阵验证能够较好的解决上述问题Delta4能够在实际射野角度下测量实时获得三维剂量分布 Stine Korreman et al.，Grgen Nilsson et al.验证了RapidArc计划，分析了gamma通过率，结果显示Delta4能够完成旋转调强的剂量验证 质量控制与保证-剂量验证使用Delta4测量验证也有其不足之处：只能在Delta4模体中进行验证Delta4模体是均匀组织模体，而TPS在非均匀组织中计算误差远大于均匀组织质量控制与保证-剂量验证蒙特卡罗方法就能很好的克服这个缺点可以使用病人的真实CT图像进行计算Rober

16、to Capote et al.使用蒙特卡罗方法验证IMRT 小野的剂量分布的准确性 P.Francescon et al.使用蒙特卡罗方法验证前列腺癌 IMRT计划和头颈部肿瘤IMRT计划剂量分布的准确性，验证TPS计算的精确性，满足临床要求不能够发现加速器可能存在的问题要求有严格的加速器QA(QC)作保障质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证使用卷积算法的TPS对于5%或3mm标准有很好的符合性笔形束算法对PTV的剂量评估稍高，对半影扩展区域评估过低，在这些区域中没有达到标准要求。因此，相对于笔形束算法，卷积算法更适用于计算不均匀组织交界区域如肿瘤-肺交界处的剂量。质量控制与保证-剂量验证MC算法探讨非均匀组织交界区域计算精度质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证质量控制与保证-剂量验证在Monaco 计划系统中治疗床模型外层碳纤维采用0.5 g/cm3和内层碳泡沫采用0.1g/cm3,对于6 MV光子线不同机架角度计算