《圖像引導放療中區域化劑量驗證方法的研究》是依託重慶大學，由靳富擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：圖像引導放療中區域化劑量驗證方法的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：靳富
- 依託單位：重慶大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
由於放療是以腫瘤致死高劑量、正常組織輻照低劑量為基本出發點，所以劑量驗證（劑量計算和劑量傳輸）格外重要，其結果常用γ指數和劑量體積直方圖（Dose-Volume Histogram, DVH）評估。γ指數以單一數值表示劑量沉積準確度，不提供靶區、危及器官等區域性信息；DVH雖含區域信息，卻多用簡化算法、單一密度模體，造成準確度下降、解剖信息丟失。本課題採用Rando模擬真實解剖結構，獲取不同掃描野（Field Of View, FOV）及層厚CT影像，評估體素對γ指數和DVH影響；以肺癌、鼻咽癌等作為研究對象，運用Pencil Beam Convolution (PBC)、Analytical Anisotropic Algorithm (AAA)等算法制訂Rando模體驗證計畫，對比Monte Carlo（MC）結果，分區域討論γ指數和DVH計算準確性；分析機架、機頭、鉛門、多葉準直器（Multi-Leaf Collimator, MLC）執行位置偏差，利用MC重構具有特定誤差的Rando模體計畫，藉助劑量儀測定並計算上述四因素對各區域γ指數和DVH影響；統計劑量計算和劑量傳輸貢獻。
結題摘要
劑量驗證（劑量計算和劑量傳輸）是放療過程極其重要的一個環節，其結果常用γ指數和劑量體積直方圖（DVH）評估。γ指數是以單一數值表示劑量沉積準確度，不提供靶區、危及器官等區域性信息；DVH雖含區域信息，卻多用簡化算法或單一密度模體，造成準確度下降或解剖信息丟失。本課題獲取了不同掃描視野（FOV）、不同層厚條件下的非均勻密度仿真人體以及25例肺癌患者的CT影像，評估體素對γ指數和DVH的影響。研究發現像素尺寸和層厚對體積計算的精度均有影響，且層厚影響最大。像素尺寸對劑量學參數的影響無統計學差異；隨CT層厚的增加，靶區適形指數（CI）減小，脊髓最小劑量（Dmin）、平均劑量（Dmean）和心臟接受30 Gy照射劑量體積占比（V30）、40 Gy 劑量體積占比（V40）增大，而肺DVH則不受影響。以35例鼻咽癌為研究對象制定MapCheck放療驗證計畫，運用各向異性分析算法（AAA）計算劑量分布，與Monte Carlo（MC）計算結果進行對比，研究發現兩種算法的γ通過率無明顯差異；以吻合距離（DTA）3 mm和劑量偏差（DD）3%為標準，MC算法的通過率為（99.5±0.3）%，AAA算法的通過率為（99.6±0.2）%，p＞0.05，無統計學差異。以25例肺癌患者為研究對象，分別運用兩種算法計算劑量，對比發現靶區內95%的體積所接受的劑量（D95%）的MC計算值要低6.5%；而全肺的低劑量區域（≤10 Gy）MC計算平均值要高於AAA算法。模擬機架、機頭、鉛門、多葉準直器（MLC）的位置偏差發現<1°的機架、機頭角度誤差所引起的靶區及危及器官的各劑量限值變化均在1％以內。鉛門在引入反向、相向運動誤差後，其子野面積會相應地增大、減小，靶區劑量變化幅度為≤0.3％、≤0.7%，危及器官劑量變化≤0.5％、≤1.1%。但是在準直器發生同向偏移時，子野面積並不發生變化，靶區和危及器官的變化≤0.3％、≤0.5%。同理，當MLC發生反向、相向位置偏移時，靶區、危及器官的劑量最大改變數可分別達到6％、9％，並且該值隨著位置誤差的增加而線性增大。當發生同向偏移時，靶區和危及器官的劑量變化均在1％以內。
