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自制一楔合成计算软件在二维放疗中的应用探讨*

2015-02-28梁鸿鹄王立志郑艳杰左彦珍孙大永

河北医学 2015年4期
关键词:角为楔形加速器

梁鸿鹄, 齐 曼, 王立志, 郑艳杰, 宋 冀**, 左彦珍, 孙大永

(1河北省承德市中心医院, 河北 承德 067000 2.承德医学院, 河北 承德 067000)

放射治疗时,为满足剂量学分布的需求,常会使用楔形板,以往的几个固定角度楔形板(15度、30度、45度、60度)不能完全满足现代放疗的需求[1]。以医科达Precise treatment system为代表的直线加速器采用一楔合成技术,实现任意角度的楔形野,临床上称为一楔多用或一楔合成[2],能较好地满足临床需要。在三维治疗时,通过计算机三维放射治疗计划系统(TPS)即可方便实现,但在二维放疗时采用手工计算,则繁琐且极易出错[3]。我院自行设计一套计算软件,很好的解决了这一问题。

1 材料与方法

1.1 材料:研究对象是瑞典医科达双光子高能医用电子直线加速器及TPS;指型电离室;静电计;二维矩阵;固体水模体;VC++6.0编程软件;计算器。

1.2方 法

1.2.1 原理:当二个照射野成交角照射时,一定角度的楔形板可使二交角照射野的剂量分布更均匀。所谓一楔合成,就是将一个楔形角较大(楔形角为60度)的楔形板作为主楔形板,按一定的剂量比例,使60度楔形照射野与平野轮流照射,合成0~60度间任意楔形角度的楔形野,从而最大限度地满足了治疗剂量分布需要。这在三维放疗时,通过TPS方便实现。但在二维放疗时欲使用任意角度楔型野,其计算很复杂。

当二个交角照射野的中心轴相交角度为θ时,二个照射野需加α度楔形板使剂量分布趋于均匀,可以根据选楔形角公式得出近似值或使用TPS做出更精确的计算。几个固定角度楔形板,可通过事先计算好的数据表查表实现,但如需其他任意角度的楔形板时,就要进行复杂的计算。

1.2.2 计算过程:在使用一楔合成技术时需要进行如下计算[4]:设:主楔形板的角度为α主,在医科达加速器上α主=60度;合成后的楔形野的楔形角为α;则两者的关系为:tgα=k×tgα主,其中,k为平野和 α 主=60度的主楔形野的肿瘤剂量比,即,公式中:Dα主为60度主楔形野给予肿瘤靶区的剂量;D开为开野即无楔形板照射野给予肿瘤靶区的剂量。设60度主楔形野的楔形因子为FW60(该值由实际测量得到),那么合成后的楔形角为α的楔形野的楔形因子为FWα,根据楔形因子的定义得到,如此得出合成为α角度的楔形照射野的60度楔形野与开野的DT量(靶区或肿瘤剂量)分配比,从而得出楔形角为α的楔形野的开、楔野DT剂量,然后再根据处方剂量计算公式分别计算60度主楔形野和开野的DM量及机器MU数。

图1

1.2.3 软件设计:如上述,一楔合成技术的应用要进行的计算量大,易出错。为解决这一问题,笔者应用VC++编程,来实现任意角度楔形野的开、楔野配比计算,并直接得出开、楔野的DT剂量,简化了二维放疗中应用一楔合成时的计算过程,提高了工作效率。

下面为软件的介绍:

图2

A为应用的楔形板角度,取值为0~60度之间任意的整数角度;B为当前照射野给予肿瘤靶区的总DT;C为计算后得到的60度主楔形野所占份额的DT;D为计算后得到的开野所占份额的DT;E为计算按钮;F为清空按钮;G为关于按钮;H为退出按钮

通过上述软件计算后得到的任意角度楔形野的开、楔野DT剂量,再应用处方剂量计算公式分别计算开、楔野的处方剂量即可。

1.2.4 验 算

1.2.4.1 与手工计算结果对比:见表 1。

表1 与手工计算结果对比

表1为6MV X线DT剂量开、楔野分配比的手工计算与软件计算的数值比较(角度取值为每5度)。

1.2.4.2 与TPS计算结果对比:用 TPS对上述验算进行在检验,结果一致。

1.2.5 实 测

1.2.5.1 加速器实测:在加速器上实测,结果一致。

1.2.5.2 计算机实测:在 WindowsXP 和 Windows8 系统测试通过。

2 结果

自行设计的计算软件,用于二维放疗中应用一楔合成技术实现任意角度楔型野时的计算,同时使用手工计算及TPS对不同角度情况进行验算,结果准确。在加速器上实测,完全一致,临床使用安全可靠。在WindowsXP和Windows8系统运行测试通过。

3 讨论

肿瘤放射治疗虽然已经进入三维适形放射治疗时代,但是传统的二维放射治疗在临床的应用中仍有一席之地,对于常用的骨转移癌除痛治疗、位置比较表浅的肿瘤等,仍然可以应用二维放射治疗技术,不仅达到了治疗目的还降低了治疗费用。在临床治疗中对于上述技术的应用,经常使用的是二照射野交角给野方式,为了使照射区域的剂量分布趋向于均匀,就要对照射野进行修正,修正的主要方法就是应用楔形板。

[1] 胡逸民.肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,1999.427~429.

[2] 殷蔚伯,余子豪,徐国镇等.肿瘤放射治疗学[M].第4版.北京:中国协和医科大学出版社,2008.42~43.

[3] 原著:Faiz M.Khan主译:刘宜敏,石俊田.放疗物理学[M].第 4 版.北京:人民卫生出版社,2011.147~148.

[4] Peter Metcalfe,等.The Physics of Radiotherapy X-rays and Electrons[M].Madison,Wisconsin:Medical Physics Publishing,2007.42.

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