应用ArcCHECK对两种旋转调强放疗超长靶区计划的验证方法

解放军总医院放疗科

解传滨

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

目 的

应用ArcCHECK模体对容积旋转调强放疗

（VMAT）和螺旋断层放射治疗(HT)中超长

靶区计划的验证方法，为临床应用提供参考

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

方 法

选取已行全身扫描的患者，分别设计代表超

长靶区的VMAT和HT两种全骨髓照射计划

采用ArcCHECK验证系统对两组计划头颈、

胸腹及盆腔三部位进行验证分析

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

临床病例与定位方法

病例选择：8例于2012年6月-2013年6月在解放军总医院

全身CT扫描的患者图像（男5例，女3例）

扫描体位：仰卧位

固定装置：S型头颈肩-热塑体模一体板

扫描状态：自由呼吸状态

扫描范围：颅顶——股骨中段，

扫描层厚：5mm

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

靶区定义与正常器官的勾画

靶 区：从颅顶到股骨中断除前臂和手以外所

有骨髓；

处 方 剂 量：12Gy/10F；

正 常 器 官： 脑、眼球、晶体、口腔、腮腺、肺

、 心脏、肝脏、胃、小肠、肾脏、膀胱、直肠等

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

靶区定义与正常器官的勾画

P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 Average SD

体积（cm3）

6557.7 2974.4 5566.1 8237.3 7859.9 7726.6 5844.6 6325.3 6386.5 1691.8

长度(cm)

106.0 73.2 96.3 106 105 104.5 100.2 103.0 99.3 11.0

宽度(cm)

37.7 28.1 37.0 39.4 39.8 38.9 39.0 34.5 36.8 3.9

8例患者的靶区体积、长度与宽度

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

治疗计划的设计

瓦里安Eclipse 10.0系统、Clinac iX直线加速器6MV X线

采用单弧330º多中心衔接的方法，预定剂量率600cGy/min。

机头角90º并按实际情况设定Y方向铅门宽度，而X轴铅门采用15cm。

相邻射野重叠不低于2cm。

RapidArc治疗计划的设计

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

治疗计划的设计

Tomotherapy治疗计划的设计 铅门宽度：5cm，螺距（pitch)： 0.43，适当调整调制因子保证机架

旋转周期在17-19s之间。

红激光灯移动到胸腹部定位标记点，保证红绿激光灯距离小于15cm

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

计划评估

等剂量曲线图评估-冠状位

黑色--15Gy

红色--12Gy

黄色--10Gy

绿色--8Gy

蓝色--6Gy

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

计划评估

等剂量曲线图评估-矢状位

黑色--15Gy

红色--12Gy

黄色--10Gy

绿色--8Gy

蓝色--6Gy

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

剂量验证

验证设备及图像获取

ArcCHECK验证模体的校准

两组全骨髓计划验证的设计与实施

验证结果的分析

总结及讨论

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

验证设备及图像获取

ArcCHECK验证模体

验证模体的图像采集在Tomo治疗机的MVCT上完成，避

免了伪影的出现。

采用Cheese密度模体采集MVCT图像数据得到其灰度-密

度校准曲线用于验证计划的剂量计算

KVCT图像 MVCT图像 MVCT灰度-密度校准曲线

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

ArcCHECK验证模体的校准

• ArcCHECK探测器阵列校准

在ArcCHECK验证模体进行验证测量之前需要对其探

测器阵列的相对敏感性进行校准，以消除各个探测器对能

量响应的差异，此校准过程按照SNC Patient软件提示程

序在常规直线加速器上完成。

Field：20cm×27cm

SSD： 86.7cm

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

ArcCHECK验证模体的校准

ArcCHECK探测器绝对剂量的校准

校准过程主要是将模体探测器按照一定摆位条件下所

测得的信号，通过相同条件下等效水模体中电离室所测得

的绝对剂量值来予以标定。

常规加速器：机架角度0º，Field: 10cm × 10 cm，

SSD=100cm；

Tomotherapy ：固定机架0º照射，Field: 5 cm × 10 cm，

出束时间：20 sec，SSD=85cm。

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

RapidArc计划验证的设计与实施

分头颈、胸腹、盆腔三部分，每部包括三个照射弧；

中间弧中心作原点，实施时按相邻中心的距离移动治

疗床，实现整体数据采集；

为实现计算剂量的正常读取，导出前需对射野进行重

新排序，将原点射野排序在前。

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

RapidArc计划验证的设计与实施

验证计划设计之初，分析验证通过率一直偏低(?)

三个衔接照射弧的总长度(39-41cm)超过了模体实际探测长度（21cm）

计划系统剂量计算根据模体表面轮廓界定范围予以实施

超出模体长度的射野部分没有参与到剂量的计算中

解决办法

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

RapidArc计划验证的设计与实施

采用ArcCHECK的Merge功能(验证长度增加到至36cm)

将模体以离轴8cm处作为照射中心分两次对调模体方向

来完成测量

通过分析软件对两组测量数据进行融合，其中重叠测量

部分取平均数给予处理

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

Tomotherapy计划验证设计与实施

常规办法：

红绿激光灯的距离限制为15cm；

为实现头颈、盆腔部位（远离摆位中

心）的剂量验证，采用了预读模体中

心到激光灯距离的办法，以实现验证

计划的实施

遇到的问题：

验证分析时，测量剂量与计划系

统导出的计算剂量无法匹配

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

Tomotherapy计划验证设计与实施

分析原因：提取计算剂量信息时SNC Patient验证分析软

件以摆位激光灯为基准进行读取。

设计要求： 导出计算剂量的验证计划中红激光灯必须定

位在验证模体的中心。

解决办法：采用参考计划和实施计划的双计划法

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

Tomotherapy计划验证设计与实施

参考计划（用于计划计算剂量的导出，其红绿激光灯距离为35cm）

实施计划（保持模体位置不变，将Y轴激光灯移动到绿激光灯位置，用于计划执行)

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

验证结果的分析

通过SNC Patient分析软件对两组计划利用3mm/3% (γ

分析法)进行定量分析。

各部位两组计划通过率（γ≤1）均在94%以上；

RapidArc组表现出了更好的结果。

验证部位 RapidArc组 Tomotherapy组

头颈部（%） 98.9±1.9 94.3±1.5

胸腹部（%） 98.4±1.8 96.5±1.2

盆腔部（%） 97.4±2.1 94.1±1.9

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

验证结果的分析

Measured Caculated

Measured-Caculated

•RapidArc头颈部验证计划通量分析

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

验证结果的分析

Measured Caculated

Measured-Caculated

•Tomotherapy头颈部验证计划通量分析

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

讨 论

为减少伪影对剂量计算的影响，选择了Tomo的MVCT进

行模体图像的采集；

为实现Tomo头颈及盆腔部剂量验证，采用预读模体中

心到激光灯距离用于实施摆位；为解决测量、计算剂量无

法匹配的问题，实验中分别设计参考、实施计划的办法

ArcCHECK模体的Merge功能将测量范围增至36cm，虚拟

剂量计算范围达50cm，解决了Arc射野超出剂量计算范围

所致通过率偏低问题；

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

讨论

以往采用EDR2对Tomo验证中发现的“螺纹”效应在本研

究中未得到明显地体现，这是因ArcCHECK探测器矩阵分

辨率较低（1cm），不足以显示胶片呈现的剂量信息；

Tomo的治疗床前行过程中的沉降（2-3mm)使其通过率

较Arc总体偏低；

Tomo头颈部及盆腔部计划预读距离较大（30-45cm）平

移治疗床至初始位置时其到位精度影响通过率情况。

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议

京津冀鲁晋放射物理专业组第二十三次学术会议