admin管理员组

文章数量:1530842

2024年3月19日发(作者:)

中南大学学报(医学版) 

C 

entSouth Univ(MedSci) 

2ol8 43(8)h 

://www.sumed_org 

… … r。 ……… ‘6 

DOI:10.11817/j.issn.1672—7347.2018.08.007 

www.csumed.org/xbwk/fileup/PDF/201808864.pdf 

ArcCheck系统在TrueBeam311速器非均整模式下剂量验证中的应用 

朱煜星 ,单东勇 ,宾石珍 ,张俊俊 ,张骥 ,刘晓明 ,曹科 ,成树林 

f中南大学湘雅三医院1.肿瘤科;2.消化科;长沙410013) 

【摘要】目的:研究ArcCheck验证系统在非均整模式(flattening filter free。FFF)下立体定向放射治疗(stereotactic 

radiotherapy,SRT)) ̄lJ量验证中的应用。方法:将76例SRT治疗计划导入ArcCheck模体重新计算,阈值标准分别选择 

(3%,3mrn,lo%)和(2%,2mm,1O%)时,分别采用等值间距法(distanceto agree,DTA) ̄HGamma分析法比较ArcCheck ̄体 

中计算的剂量与ArcCheck ̄体实测的剂量差异。结果:标准为(3%,3 mm,1o%)时,SRT计划的两种分析法的相对通过 

率和绝对通过率的均值均大于95%;标准为(2%,2 mm,lo%)时,SRT计划的两种分析法的相对通过率和绝对通过率的 

均值均约90%。Gamina分析法的剂量通过率高于DTA ̄k析法剂量通过率(P<0.001)。结论:ArcCheck ̄证系统是~一种快捷 

准确的SRT ̄fll量验证方法,采用不同的分析方法其验证结果有一定差异。 

【关键词】ArcCheck;立体定向放射治疗;非均整模式;剂量验证 

Dosimetric veriicatifon of lattening ffilter free model based 

on TrueBeam accelerator using ArcCheck system 

ZHU Yuxing ,SHAN Dongyong ,BIN Shizhen ,ZHANG Junjun , 

ZHANGJi J LIU Xiaoming2,CAO Ke CHENG Shulin 

I.Department ofOncology;2.Department ofGastroenterology,Third Xiangya Hospital,Central South University ̄Changsha 410013,China) 

Objective:To study the feasibility ofArcCheck veriifcation system in dosimetric veriifcation for 

stereotactic radiotherapy(SRT)the stereotactic radiotherapy(SRT)with lfattening iflter free(FFF) 

mode1. 

Methods:A total of 76 cases under SRT treatment plans were introduced into AFCCheck 

phantom and recalculated.Threshold criteria was set as(3%J 3 mm,10%)or(2%J 2 inm,lo%). 

The calculated dose distribution and the measured dose distribution of ArcCheCk phantom were 

compared by means of distance to agree(DTA)and Gamma analysis method respectively. 

收稿日期(Date ofreception):2018—04.10 

第一作者(First author):朱煜星,Email:fate iii回foxmail.corn ORCID:0000 0001—8261.1355 

通信作者(Corresponding author):成树林,Email:chengshulin2007 126.com,ORCID:0000 0003—3563 708X 

基金项目(Foundation item):湖南省杰 青年基金(2018JJ1047);中央高校基本科研业务费专项资金资助(2016zzts558);l1l南大学湘雅 医院 

“新湘雅人才I:程”(20150201,JY2O1623,7Y201615)。Thisworkwas supportedbytheExcellentYouthFoundation ofHunanProvince,the Fundamental 

ResearchFundsfortheCentralUniversities ofCentral SouthUniversity(2016zzts558) andtheNewXiangyaTalentProjectfromthe ̄hirdXiangyaHospitlofCenatral 

South Universiy(20150201,tJY201623,JY201615),China. 

ArcCheck系统在TrueBeam加速器非均整模式下剂量验证中的应用朱煜星,等 

Results:Based on the threshold criteria(3%,3 mm,lO%)I the relative and absolute mean pass rates 

of SIU treatment plans bv DTA and Gamma analysis were greater than 95%.Based on the threshold 

criteria(2%,2 mmJ 10%),the relative and absolute mean pass rates of sRT treatment plan by DTA 

and Gamma analysis were about 90%.1 e dose pass rate of Garoma analysis method was slightly 

hi er than that ofDTA analysis method(P<0.001). 

Conclusion:The ArCCheck verification system is a rapid and accurate method for SRT dose 

verification,and discrepancies are ound ifn difierent analysis methods. 

KEY WORDS ArcCheck;stereotactic radiotherapy;flattening iflter free model;dose veriication f

立体定向放射治疗(stereotactic radiotherapy,SRT) 

是一种复杂的精准的放射治疗(以下简称放疗)技术, 

该技术应用立体定位技术和特殊放射装置,将高能 

放射线聚焦于肿瘤靶区,达到陡峭的剂量梯度,实 

现精准的定位和高剂量分割照射,在降低周围正常 

组织受照射的同时增加肿瘤的照射剂量并缩短疗 

程,从而能有效提高局部控制率,且不良反应小, 

患者生活质量高。SRT是国际最新前沿放疗技术,其 

计划执行过程的可靠性受较多因素影响,如机架旋 

在治疗过程中能极大缩短患者的治疗时问,同时减 

少患者在治疗过程中体位变化所带来的误差_9 J,而 

且在保证靶区能得到较高照射剂量的情况下,可使 

靶区外的剂量快速跌落并且最大限度减少正常组织 

的受照射剂量_1 。由于其去掉了均整器,FFF模式下 

射野剂量学参数有一定特殊性,其能谱变化、百分 

深度剂量、离轴比及射野输出因子均与常规均整模 

式显著不同,这给加速器的Qc/Q.A3 ̄作带来了新的 

挑战。 

转的稳定性、机架旋转速度、剂量率稳定性、多叶 

光栅叶片到位的准确性等;SRT相对普通调强放疗要 

求更高,因此对质量控制和质量保 ̄]E(quality control/ 

quality assurance,Q_C/QA)提出了更高的要求。国 

内外关于SRT计划剂量验证的研究较少,仅岳振海 

等_l 报道了PTw公司发布的一款二维液体电离室矩 

阵IO00SRS与729空气式电离矩阵在非均整(flattening 

iflterfree,FFF)模式下行体部立体定向放疗(stereotactic 

body radiotherapy,SBRT)和立体定向放射外科治疗计 

划的剂量验证。随着医疗设备迅速升级,剂量验证 

也进入了三维时代。目前用于SRT计划三维剂量验证 

中南大学湘雅三医院肿瘤放疗中心拥有中南五 

省地区唯一一台国际最新放疗设备TrueBeamj ̄H速器, 

率先开展了SRT放疗技术。本研究选取我放疗中 1 ̄,76 

例使用FFF模式6 Mv能量档并采用铅门跟随技术设计 

的SRT计划,采用不同分析法探 ̄ArcCheck模体在不 

同病种的SRT计划剂量验证中的可靠性。 

1资料与方法 

1.1 CT图像资料 

本研究选取中南大学湘雅三医院肿瘤放疗中心 

的76例SRT患者,其病种数量、固定方式及计划设 

计方式见表1。患者均取仰卧位,采用西门子大孔径 

CT进行扫描,扫描层厚1 mm,将扫描获得的CT图像 

上传 ̄Eclipse 1 1.0治疗计划系统中。根据磁共振成像 

(magnetic resonance imaging,MVa)和正电子发射型计 

算机断层成像(positron emission computed tomography, 

PET)}N关影像资料进行靶区勾画,胸腹部患者在模 

拟机下采集其呼吸运动幅度确定靶区外扩边界。处 

方剂量的等效生物剂量≥100 Gy,治疗次数≤5,其 

中32例患者采用IMRT技术设计计划,44例患者采用 

VMAT技术设计计划,两种计划横断面剂量分布见图 

1,剂量率选用1 400 MU/min,并采用铅门跟随技术 

设计计划 

1.2仪器与软件 

的设备主要有Delta一4及COMPASS等模体,已有国内 

外研究 艮道了Delta一4及COMPASS模体在TrueBeam 

加速器上FFF模式下SBRT计划剂量验证中的应用。 

尽管ArcCheck模体在常规适形调强(intensity 

modulated radiotherapy,IMRT)及容积调强(volumetric 

modulated arc therapy,VMAT)剂量验证中应用较多, 

但其在FFF模式下SRT计划剂量验证的应用则鲜有报 

道。Chaswal等_6]研究了ArcCheck; ̄AY体在TrueBeam]3H速 

器FFF模式下剂量验证的应用,而李定杰等 则证实 

了ArcCheck ̄体在早期非小细胞肺癌FFF模式下VMAT 

计划剂量验证的可靠性。关于等值间距法(distance to 

agree,DTA)和Gamma分析法剂量验证的比较,已有 

研究_8 显示采用两种分析法常规调强剂量验证通过 

率的差异具有统计学意义,但两种分析法在SRT计 

划剂量验证中的比较,国内外少有报道。相对于均 

整模式,FFF模式下剂量率显著提高,6 MV和10 MV 

x射线的剂量率分别能达到1 400和2 400 MU/min, 

TrueBeamj]1]速器和Eclipse 1 1.0治疗计划系统为 

美国Varian公司产品;UNIDOSE ̄?]量仪为德国PTW 

公司产品.ArcCheck为美国Sun Nuclear公司产品(软 

件版本6.2)。ArcCheck有效测量射野面积为21 cmX 

21 cm,探头共计1 386个,探头间距为1 cm,探头尺 

弧段剂量,获得更多的数据提供更全面的剂 验证 

分析。 

寸0.8 ram ̄0.8 mm,探测器成螺旋几何分布,矩阵的 

直径和长度为21.0 cm,模体水等效材料建成厚度为 

3.3 cm,探测器有效测量深度2.9 cm,有效测量面积 

为64 cm ,在中心10 cmX10 cm范围内探测器个数大 

表1 SRT计划患者的病例资料 

Table 1 Data ofpatients under SRT treatment plans 

于230。独特的圆柱形螺旋设计使其能对误差机理 

进行分析,它能测量相关的机架角度、叶片到位精 

度、绝对剂量。圆柱形矩阵从射线角度 示整个旋 

转照射的剂量分布,可以测量包括合成剂量与任意 

图1 SRT计划横断面剂量分布图(左为IMRT计划。右为VMAT计划) 

Figure 1 Dose distribution oftransverse section for IMRT SRT plan(1eft)and VMAT SRT plan(right) 

1.3 ArcCheck模体校准 

ArcCheck在进行数据采集前。先对加速器进行 

1.s统计学处理 

利用SPSS 18.0统计学软件进行数据分析,统计 

结果以均数±标准差( ±s)表示,两种分析方法的相 

机械几何参数检测与校准,包括加速器辅助设备校 

准、等中心及指示装置检查、照射野特性的检查、 

剂量测量和控制系统检测。ArcCheck在收集数据前也 

必须经过校准,包含本底校准、矩阵校准和绝对剂 

量校准 

对剂量通过率和绝对剂量通过率的比较采Jf_}_j配刘‘t检 

验,P<O.05为差异具有统计学意义. .

2结果 

32例IMRT的SRT计划和44例VMATfl/,JSRT汁划 

I.4分析方法 

将CT扫描的ArcCheck模体cT图像导入到Ecl se 

治疗计划系统中,按定位标记点确定中心。把SRT治 

疗计划移植 ̄lJArcCheck的CT扫描模体中(包括射野参 

数、等中心点位置、叶片的形状和剂量通量)重新进 

行剂量汁算,计算方法采用各向异性分析(aniso.tropic 

analytical algorithm,AAA)算法,精度为2 mm 计算结 

果以DICOM格式导入 ̄1]ArcCheck分析软件中,与其 

实测结果进行比较分析:分别用DTA和Gamma分析法 

在ArcCheck自带软件中对比计划系统计算的剂量通量 

图与实测剂量通量图的差异(图2) 阈值标准分别选 

择(3%,3 mm,1o%)和(296,2 mm,10%),即测量点 

上满足计划值与测量值偏差<3%或2%。也就是在以该 

点为中心,3 mm或2 mm为半径的平面或球体内存在 

相近值的点,阈值设置为10%。 

两种阈值标准下分别采用不同分析法的剂墩验证结 

果如表2及表3所示。SRT计划验证分析阈值条件选择 

(3%,3 mm,10%)时,两种分析法得I叶J的杆I对 与 

绝对量的通过率均在90%以上.平均通过牢 95%以 

上,90%fl ̄J验证计划通过率郜在95%以上;选择更严 

格的阈值条件(2%,2 mm,l0%)时,两种分析法得 

m的相对量与绝对量的平均通过牢均约90% 两种 

SRT计划用不同分析法所得验证结果均能符合临床要 

求,但大部分VMRT的SRTif ̄IJ通过率略高于IMRT 

的SRT计划通过率。对于两种调强方式的SRT汁划, 

Gamma分析法的剂量通过率略高于DTA分析法剂氆 

通过率,两种分析法的通过率差异具有统计学意义 

(P<O.O01) 

ArcCheck系统1,l:TrueBeam jJIlj童器 均移帧 剂『l{=验证 f1的应用求煜艰,等 

Fiel EdIt Seep Tools Help 

 sIf∞e融 州 

D 匹 =盔蠢芏=】 J c棚 … … … 匝三亟圃P栅 N咖  r

蜊疃. 

:II l 

C 咖”I 

9 

6 

2 。 2‘。 27ou 3。。 3j 。 3 6。 如 l2a l 黛筒曼J 

划一一!J 

C 0Rle| 

9 

5 

_j 

f 

5 

A E队 

33。30 27.24 21.18.15.12.g 6.3 0 3 6 9 l2 15 l9 2l 2^27 P 

s N蚋盟坐! 

AT 1 抽 

且 盥 日 .j 

q 

Rs N 

he 

_4h

3 3-30

27-24 -

21- 18-1 512 -9

,7

Ⅲ㈣

- --

6 

3o

_EI、

【. 

“ ”‘强 

^r-■’l r 

q 

图2 ArcCheck系统测得剂量与计划系统计算剂量比较分析图 

Figure 2 Comparison analysis ofdose between the methods measured by ArcCheck system and by plan system 

表2 IMRT的SRT计划两种分析法通过率比较(n=32, ±s) 

Table 2 Comparison ofpass rates for IMRT SRT plans between 

海悱,刈‘靶区剂量适形度、危及 I、f、J州边J:fIj 跌 

游 求更高,冈此相比常规 州姒放疗sRT的汁则没 

汁虹 仃挑战性 为 ¨sR_T ,J安全 ,他川 

FFF模式的射线治疗患 时,治疗 的刹量验 f‘ 

the 2 analysis methods(n=32,x+-s) 

分必要..ArcCheck模怵作为一种 他形半导体探测 

器阵列…1t:主要成分是碓,。j。: 离空丰【{比,、 

导体探洲器具有更高的灵敞度,刹量脉冲依 

币=笈性好,以及能 剂} 响心线r 度& 等优 

ArcCheck系统经校正 昕洲 的 强刹艟f_j汁 点

划系统、I‘ 剂最具仃,}{好的一敛 ,非常 辽川 

规的 定野适彤悯强和容私l睫转州慢的 维刹·I} L ’ : 

表3 VMRT的SRT计划两种分析法通过率比较(n=44, ±s) 

Table 3 Comparison ofpass rates or fVMRT SRT plans between 

验证 1-13],但关于FFF模式下[]gSRT汁划利 验Il I的 

研究鲜仃报道。本研究比较闽 选择(3%,3 mm, 

1o%)及 , 格的(2%,2 mm,10%)【Ilj个条件.分圳 

采J}{DTA桐lGamma分析法验iil /f 

, 

the 2 analysis methods(n=44,x+s) 

种SRT汁则制 

卡f{埘刹量通过率干¨绝埘利J-l L越l过 均能满址 

SRT的临味要求 本史结 VMRT的SRTit‘划越过 

牢普遍略高于IMRT的SRT汁划,这可能趴汁驯的 

复杂程度仃关. 为几乎所彳丁复杂靶 我仃J鄙选择 

'广IMRT技术设计汁划 .小沦IMRT的SRT汁划还址 

VMRT的SRT计划,Gamma分忻法的齐lJ Jl 通过 均 

著高丁DTA分析法的剂量通过 昝(P<0.001),这 j 

3讨论 

SRTfi 近年来兴起的高精瞍收疗技术,具有 

董可等 采用DTA和Gamma分忻法研究常规 I f 

渊强刹世验证的结果一敛 采川DTA分析法 十} Iri 

条件下,它的比较条件[EGamma分忻法虹 

叮以说比较的空间范陶 小 仃 、 : 

差异也会造成较大的误差, 

, 

D FA分 

靶I 小、分次放疗次数少、分次剂世f¨等效 物利 

挝高、身寸 边缘剂量梯度大的特性 FFF模式t ̄9SRT 

析法埘刹馈分布平缓的I 域较勾敞感.微小的利i 

通川J:剂馈悌度中¨对 

技术就像外科『.术,【】『以用极少的次数每次给予很 

高齐lJ 的照射 成整个放疗疗程,不需要像常规分 

陡峭 域;Gamma分析法则 合r刹 蓐蚌分析法 

与DTA分析法的优点,不管埘丁刹{ 悌俊较人 域 

割放疗耶样疗 很长 为降低 边 常组织器官的 

868 大学学报( 学版),2018,43(S)http://ww svCSLln'led org 

还址平缓的f义:域, 汁箅值不会过大, 较小, 

fl J 剂h±梯度干【J空间分辨率有一定的依赖 本研 

究选择的两种分忻法 剂姑验证结果 均能满足 

[8] 

early stage non—small cell lung cancer with uon—flattening fiker[Jj 

ChineseJournal Radiotion Oncology,2017,26(1):53—57 

蘸 tf, 拔群,刘跃坨 . 颈部肿瘤jJcI】_强放 'l 门J:;=lJ 

SRTll{ifJ术 求,fl1_这lI^j种分析法的验 结果鄙 蔷要 

- 

hl{ftf' ̄[j J ff『 代医学杂忠 2014,24(1 2):42.46 

合临』术实际情况,[大J为刹量验证结果仃可能仃 

定的似 和假阳性.尤其当剂量验 iI扶 较高 

DONG KeJ HUANG Baqun,LIU Yuelong,et al Clinical study 

on dose verification of IMRT for head and neck cancer『1]ChiI1^ 

越过半时,彳『叮能仔在不叮忽视的剂 I_L差异,仍 

Journal ofModern Medicine,2Ol4,24fl2):42—46. 

然 新凋 和优化计划,确保实 奠射的安 

总之.ArcCheck系统能够满足SRT汁划fl',j ̄q L L验 

}I} 需求,足一种比较理想的能适应不同病种fl<jSRTit 

划刹 验}l}|I 具一往×、fSRT汁划剂量进行验证时,不 

f州分析法的结果可能存存一定的差异。 

参考文献 

海振,张艺 ^H们俏,等PTW looosRs与729 :往II-均 

愀』℃下剂Ii ji. 验证刈比Ⅲ.中闰医学物理杂志,2016,33(1): 

I9—23 

YUE Haizhen,ZHANG Yibao,HU 03aoqiao,et al Comparison 

of dose verification of lfattening filter·free model by using PTW 

1000SRS and 729 arrays[J]Chinese Journal ofMedical Physics, 

2016,33(1):I9.23 

[2] 

Kalantzis G, an J】Han B,et al Fidelity of dose delivery at high 

dose rate of volumetric modulated arc therapy in a TrueBeam linac 

with flattening iflter lfee beamsIJ1.Med Phys 2012,37(4):193.199. 

[3] 

张J t-水,张武忻,陆仆扬,等.TrueBeam ̄Jll速器尢均憾滤过器6 

MV x射线SBRTq7汁划fl'j,#q量验证评 [J]l lf 1’ 物 

2015,34(4):510一S13. 

ZHANG Jiyong,ZHANG Wuzhe,LUJiayang,et al Dose veriifcation 

and assessment ofstereotactic body radiation therapy plans based on 

TrueBeam acceleratorwiththe 6MVX—ray offlaReningfilter ̄ee[J1. 

ChineseJournal ofMedical Physics,2015,34(4):810-513. 

[4] 

Fambe NS,Fryer A,Marsden JE,et a1.Determination of clinically 

appropriate flaRening iflter lfee(FFF)energy for treating Iung SABR 

using reatment plans and delivery measurements[J]Biomed Phys 

Eng Express,2016,2(6):l一8. 

[s] 

Cozzolino M,Oliviero C,Califano G,et al Clinically relevant quality 

assurance(QA)for prostate RapidArc plans:Gamnla nraps and 

DVH·based evaluation[J].Phys Med,2014,30:462-472. 

[6] 

Chaswal V,Weldon M,Gupta N,et al C0n1missiot1i“g and 

comprehensive evaluation of the ArcClendheck cylindrical diode 

array for VMAT pretreatment delivery QA .J Appl Clin Med Phys, 

2O14.15(41:212—225 

[7] 

拿定杰,张仃改,薛莹,等.早蝴NSCLC无均整器梭J’ ̄VMATi f 

划制盛比较研究[J]l lIl华放射忡瘤学杂志,2017,26(1):53 57 

LI Dingjie,ZHANG Yougai,XUE Ying,et al Xhe comparison ofplan 

dose and dose veriifcation involumetric modulated arc therapy for 

[9] 

Prendergast BM,Fiveash JB,Popple RA,et al Flattening tilter—free 

linac improves treatment delivery efficiency in stereotactic body 

radiationtherapy[J]JApplClinIVied Phys.2013,l4(3):04~I 

[1O] 

Benedict SH,Yenice KM,Followill D,et al Stereotactic bod) 

radiation therapy:The report ofAAPM Task G roup 10I【

I]Me L{ 

Phys,2010,37(8):4078—4101. 

Yan G,Lu B,Kozelka J,et al Calibration of a novel fou,一dimensional 

diode array[J].MedPhys 2010.37(1):108.115 

[12] 黎I】 ,寅右珍 程r , {}: 硅lU l’(” f象系统 J 

ArcCHECK(I.f(肠癌容 f!=!旋转 强剂jll ,lln0 川f I__tl, 

医 ’ :物.E.ar~J u… ̄-2016 33(7):674—677 

LI Dan BIN Shizhen,CHENG Pinjing,et al A—Si E【】lD and 

ArcCHECK dosimetric veriifcation ofr VMA'I’of rectum cancer[J] 

ChineseJournaI ofMedical Physics,2016 33(7):674—677 

[13] 

拿成强,李光俊 传仙, .ArcCheck、卜导f水探 特 ^乏 俗 

f!l渊强弧形治疗刹h!验 啦j{J研究[J]-}, l匕收(¨帅 I :: 

忠,2013,23(3):235—238 

LI Chengqiang,L1 Guangjun,JI Chuanxian,et al Ihe chat acteristies 

and clinical application of the ArcCheck diode aH'ay of,、rolulnetl ic 

modulated arc therapy veriifcation[J].Chiuese.Journal Radiation 

Oncology,2013,23(3):235—238 

[14] 

lH干IJ,刊、彦}荸, 弱 f屯.放射i台 I lJ 验Il_·tIt 沾Jj J Ij ;,(ti比 

较力‘浊及分析‘JJ辐射研究 辅射丁 : 2012l'{1)(4):247— 

2Sl 

MIAO Li,SUN YanzeJ LI Xinmin Analysis of the most colnnlonl}r 

used dose di stribution comparison methods il'i radioth e ̄apy 

dosimetric verification[J].Jou rnal of Radiation Re sea ̄ch and 

Radiation Processing,2012,3O(4):247—281 

(本文编辑陈丽文) 

本文引用:朱煜星,单东勇,宾石珍 张俊俊,张骥,刘晓HJ],曹科, 

成树林.ArcCheck系统在TrueBeam加速器非均整模式下剖墩 

验证中的应用[J].中南大学学报(医学版),2018,43(8):864.868. 

DOhlO.11817/j.issn.1672—7347.2018.08.007 

Cite this article as:ZHU Yuxing,SHAN Dongyong,BIN Shizhen, 

ZHANG Junjun,ZHANG Ji,LIU Xiaoming,CAO Ke,CHENG Shulin. 

Dosimetric veriifcation offlattening iflter free model based on TrueBeam 

accelerator using ArcCheck system[J].Journal of Central South 

University.Medical Science,2018 43(8):864-868.DOh10.11817/ 

j.issn.1672—7347.2018.08.007 

本文标签: 剂量计划验证分析法放疗