本文關(guān)鍵詞：活動鉛擋和補償材料對電子束射野劑量影響的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《南方醫(yī)科大學(xué)》 2014年

活動鉛擋和補償材料對電子束射野劑量影響的研究

林曉汕  

【摘要】：研究背景 放射治療的進展與現(xiàn)狀隨著現(xiàn)代放射物理學(xué)與放射治療技術(shù)的不斷發(fā)展,精確放射治療技術(shù)日益成熟,從上世紀(jì)九十年代初的三維適形放療3DCRT到調(diào)強放療IMRT,到當(dāng)今放療的主流：影像引導(dǎo)放療IGRT、容積弧形調(diào)強放療VMAT、TomoTherapy螺旋斷層放療、TrueBeam系統(tǒng)的影像引導(dǎo)放療,所有精確放療技術(shù)主要通過X射線的配合來實現(xiàn)。 高能電子束治療醫(yī)用高能電子束由醫(yī)用直線加速器產(chǎn)生,能量為兆伏級,自20世紀(jì)50年代初開始,高能電子束就被應(yīng)用于放射治療,主要用于照射淺表轉(zhuǎn)移的淋巴結(jié)、皮膚血管瘤、疤痕組織等,在現(xiàn)階段的放射治療過程中仍然是主要采用的照射方式之一,根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計的結(jié)果顯示,國內(nèi)三甲醫(yī)院的腫瘤放射治療科收治的患者,有15%左右的患者在其全部放射治療過程中要應(yīng)用到高能電子束照射。和高能X射線相比,高能電子束在治療淺表的、偏心性病變時,具有其獨特的優(yōu)點,即應(yīng)用電子束進行單野照射時,最大劑量坪區(qū)落在病變組織上,而靶區(qū)后的組織器官受照射劑量很小。 高能電子束鉛擋高能電子束對腫瘤的適形放射治療是通過鉛擋來實現(xiàn)的。鉛擋塊可以把規(guī)則的照射野轉(zhuǎn)換成不規(guī)則的照射野,使射野形狀與靶區(qū)形狀的投影一致,可以保護射野內(nèi)某一重要組織器官。 高能電子束治療的劑量補償當(dāng)病變組織離皮膚表面較近,并且病變組織的厚度小于高能電子束的建成厚度(得到最大劑量所需要的深度)時,電子束的最大劑量坪區(qū)就落在病變組織后面,病變組織得到的照射劑量低于臨床劑量,所以要在皮膚病變組織的表面放置某種材料進行組織補償,即起到劑量建成作用,使最大劑量坪區(qū)覆蓋了整個病變組織。 高能電子束的劑量測量目前用于高能電子束劑量驗證的測量工具主要是指形電離室。也有研究人員應(yīng)用二維空氣電離室矩陣MatriXX對高能電子束的射野劑量進行驗證,如盧文婷的《二維電離室矩陣與電子射野影像系統(tǒng)在劑量驗證中的初步研究》,沈國輝的《電子束輸出劑量隨射野大小變化規(guī)律的探討》等。 目的 放療實際工作中,一體式和活動式兩種擋鉛方法都在使用,但未有文獻報道過這一方面的研究。我們在本研究中通過使用MatriXX對不同擋鉛方法形成的射野劑量進行驗證,其方法和結(jié)果對放療實際工作有較大的指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)的指形電離室操作繁瑣,只能夠進行單一的點劑量測量。二維空氣電離室矩陣MatriXX是目前較先進的IMRT實時二維驗證系統(tǒng)之一,它可以迅速地獲取復(fù)雜的二維劑量學(xué)數(shù)據(jù),操作簡單,獲取的信息量大。本研究通過使用MatriXX對電子束射野劑量的驗證,證明了MatriXX在電子束射野劑量驗證中的優(yōu)越性。 有機玻璃板、濕潤醫(yī)用紗布、膠體補償物是目前放療實際工作中常用的電子束射野劑量補償材料,但未有文獻報道過這一方面的研究。本研究中通過TPS、指形電離室、MatriXX三種劑量驗證方法比較四種材料：有機玻璃板、濕潤醫(yī)用紗布、膠體補償物、凡士林補償物,對電子束射野劑量的補償效果。其中凡士林補償物是我們自己研究制作。凡士林補償物具有一些良好的理化特性：性質(zhì)穩(wěn)定,取材方便、制作簡單、經(jīng)濟實用,通過本研究探討是否可以在放療實際工作中推廣使用。 方法 1.應(yīng)用MatriXX比較兩種擋鉛方法的射野劑量 一體式鉛擋方法形成的照射野設(shè)置機架角度為0°,使射束垂直照射二維空氣電離室矩陣MatriXX表面。把10cm×1Ocm電子束限光筒放置在治療機頭的托架上,把10cmx8cm一體式電子束空心鉛擋放在電限光筒的最下層。把MatriXX平放治療床上,MatriXX的表面平放一塊1.5cm厚有機玻璃板,調(diào)整治療床的高度,使源皮距為100cm,調(diào)整MatriXX的位置,使MatriXX的中心與射野中心一致,且MatriXX中心10cm×8cm矩形野的邊框與電子束照射野的邊框相吻合,即一體式鉛擋形成的照射野面積為10cm×8cm,照射野的長軸方向與治療床的長軸方向相一致,Y軸；照射野的寬軸方向與治療床的左右方向相一致,X軸。 活動式擋鉛方法形成的照射野設(shè)置機架轉(zhuǎn)為0°,使射線垂直照射MatriXX表面。把10cm×10cm電子束限光筒放置在治療機頭的托架上,把10cm×10cm一體式電子束空心鉛擋放在限光筒的最下層。MatriXX平放在直線治療床上,MatriXX的表面平放一塊1.5cm有機玻璃板,調(diào)整治療床的高度,使源皮距為100cm,把一塊長方形14×4cm的實心電子束鉛擋放在限光筒的最上層,實心擋鉛的長軸與治療床的長軸相一致,并且挨靠限光筒的左側(cè)放置,調(diào)整實心鉛擋的位置,使活動式擋鉛形成的照射野大小為10cmx8cm。調(diào)整MatriXX的位置,使MatriXX的中心與射野中心一致,且MatriXX中心10cmx8cm矩形野的邊框與電子束照射野的邊框相吻合,即一體式鉛擋形成的照射野面積為10cm×8cm,照射野的長軸方向與治療床的長軸方向相一致,即Y軸；照射野的寬軸方向與治療床的左右方向相一致,即X軸。 兩種鉛擋方法射野劑量的驗證選擇照射參數(shù)：能量6MeV；照射劑量100cGy；劑量率40OcGy/min;源皮距100cm。使用相同的照射條件,分別對兩種鉛擋方法形成的照射野進行照射。通過二維空氣電離室矩陣MatriXX分別測量兩種鉛擋方法形成的照射野的劑量分布。通過與MatriXX相連接的專用計算機對測量數(shù)據(jù)進行實時地采集、顯示與實時分析,通過OmniPro I'mRT軟件繪制出兩種不同鉛擋方法形成的照射野在X軸方向上的劑量分布曲線。 2.應(yīng)用TPS比較四種材料的補償效果 分別把厚度都是1.5cm的有機玻璃板、濕潤醫(yī)用紗布、膠體補償物、凡士林補償物平放于二維空氣電離室矩陣Matrixx的表面上；用GE-64排CT機對它們分別進行定位掃描,把掃描到的CT圖像傳導(dǎo)到治療計劃系統(tǒng)(TPS)上,設(shè)置照射參數(shù)：高能電子束；能量6MeV；劑量100cGy；入射角度0°,標(biāo)準(zhǔn)源皮距(SSD)：100cm,射野面積：10cm×10cm。通過治療計劃系統(tǒng)(TPS)對四種材料的CT圖像進行重建與劑量分析。 3.應(yīng)用指形電離室比較四種材料的補償效果 分別把厚度都是1.5cm的有機玻璃板、濕潤醫(yī)用紗布、膠體補償物、凡士林補償物平放于指型電離室表面,用直線加速器進行垂直照射,照射條件：高能電子束；能量：6MeV,劑量：100cGy；劑量率：4OOcGy/min,機架角度：0°；源皮距(SSD)：100cm；照射野面積：10cm×10cm。通過連接在指型電離室的PTW劑量儀得到各種材料的補償劑量讀數(shù)。 4.應(yīng)用MatriXX比較四種材料的補償效果 分別把厚度都是1.5cm的有機玻璃板、濕潤醫(yī)用紗布、膠體補償物、凡士林補償物平放于Matrixx表面,用直線加速器垂直照射,照射條件：選擇射線的性質(zhì)：高能電子束；能量：6MeV,劑量：100cGy；劑量率：4OOcGy/min,直線加機架角度：0°；源皮距(SSD)：100cm；射野面積：10cm×10cm。通過與MatriXX相連接的專用計算機對四種材料的補償劑量進行實時地采集、顯示與分析,并繪制出劑量分布曲線。 結(jié)果 1.兩種鉛擋方法的射野劑量有顯著差異 兩種不同鉛擋方法形成的照射野形狀一樣、面積相同：10cmx8cm。通過與MatriXX相匹配的OmniPro I'mRT軟件繪制出的兩種不同鉛擋方法形成的照射野在X軸方向上的劑量分布曲線,一體式鉛擋方法形成的照射野在X軸方向上的劑量分布曲線以x=0處的Y軸為對稱軸,曲線左右對稱分布,最大劑量點在x=0的Y軸上,最大劑量點在照射野中心,劑量曲線的對稱軸與照射野的對稱軸相一致。在X軸方向上的高劑量坪區(qū)分布范圍在x=-4cm到x=4cm的區(qū)間內(nèi),高劑量坪區(qū)的兩邊框與照射野的兩邊框相接近,接近照射野的實際寬度：8cm。曲線上的劑量跌落區(qū)和X射線污染區(qū)以x=0處的Y軸左右對稱分布,照射野外緣的劑量陡降并趨于0。 活動式鉛擋方法形成的照射野在X軸方向上的劑量曲線以x=-1處的Y軸為對稱軸,曲線并不完全對稱。最大劑量點在x=-1的Y軸上,即最大劑量點不在照射野的中心。劑量曲線的對稱軸與照射野在X軸方向上的對稱軸x=0處的Y軸并不一致。高劑量坪區(qū)分布范圍在x=-5cm到x=3cm的區(qū)間內(nèi),不以x=0的Y軸對稱分布,高劑量坪區(qū)的邊框并不與實際照射野的邊框相接近。射野內(nèi)劑量分布不均,照射野左側(cè)劑量高于右側(cè)。射野左側(cè)x=-4到x=0劑量接近,射野右側(cè)x=0到x=4劑量從82.87cGy陡降到45.55cGy。曲線上的劑量跌落區(qū)和X射線污染區(qū)不以x=0處的Y軸左右對稱分布。射野左側(cè)外緣x=-4cm到x=-6cm的劑量趨近于0。右側(cè)外緣x=4cm到x=6cm的劑量為45.55cGy到14.95cGy,劑量有下降趨勢,但是不接近于0,即活動式靶區(qū)外緣的正常組織受到照射,照射劑量約為總劑量的54.97%到18.04%,照射面積約為總照射面積的25%。 2.TPS驗證得出四種材料的劑量補償差異有統(tǒng)計學(xué)意義 通過TPS得到在四種材料的補償作用下,MatriXX的表面劑量、最大劑量點劑量及深度。采用TPS法檢測,在MatriXX表面放置四種不同材料后,所測得的劑量總體間有統(tǒng)計學(xué)差異,進一步采用Bonferroni法進行兩兩比較發(fā)現(xiàn),濕潤醫(yī)用紗布組與其余三組間兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)差異(P0.001),而有機玻璃板、膠體補償物及凡士林補償物這三組間兩兩比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(P值0.05)。 3.指形電離室得出四種材料的劑量補償差異有統(tǒng)計學(xué)意義 通過指形電離室的驗證,所測得的劑量總體間有統(tǒng)計學(xué)差異,進一步采用Bonferroni法進行兩兩比較發(fā)現(xiàn),濕潤醫(yī)用紗布組與其余三組間兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)差異(P0.001),而有機玻璃板、膠體補償物及凡士林補償物這三組間兩兩比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(P值0.05)。有機玻璃板、膠體補償物、凡士林補償物這三種材料的補償劑量相接近,濕潤醫(yī)用紗布的補償劑量明顯低于其它三種材料的補償劑量,補償效果相差10%左右。通過指形電離室驗證得出四種材料的劑量補償效果有顯著差異。 4.MatriXX驗證得出四種材料的劑量補償差異有統(tǒng)計學(xué)意義 通過MatriXX的驗證,得出四種材料在Matrixx表面的劑量分布曲線圖。結(jié)果可見,所測得的劑量總體間有統(tǒng)計學(xué)差異,進一步采用Bonferroni法進行兩兩比較發(fā)現(xiàn),濕潤醫(yī)用紗布組與其余三組間兩兩比較均有統(tǒng)計學(xué)差異(P0.001),而有機玻璃板、膠體補償物及凡士林補償物這三組間兩兩比較均無統(tǒng)計學(xué)差異(P值0.05) 結(jié)論 1.在本研究中,對不同擋鉛方法形成的射野劑量進行比較,比較的是射野劑量分布的差異；對四種材料的補償劑量進行比較,比較的是補償效果的差異。所比較的劑量都是相對劑量,對比較的效果沒有影響。 2.二維空氣電離室矩陣MatriXX是目前較先進的IMRT實時二維驗證系統(tǒng)之一,它可以迅速地獲取復(fù)雜的二維劑量學(xué)數(shù)據(jù),操作簡單,獲取的信息量很大。指形電離室操作繁瑣,只能夠進行單一的點劑量測量。放療實際工作中兩種鉛擋放法都有在使用,但未有文獻報道過相關(guān)的研究。本研究通過MatriXX對不同鉛擋方法形成的射野劑量進行驗證,其方法和結(jié)果對放療實際工作有較大的指導(dǎo)意義,兩種擋鉛方法形成的照射野大小雖然形狀相同大小一樣,但是劑量分布并不一致,在實際治療中必須使用與計劃相匹配的一體式擋鉛。 3.TPS、指形電離室、MatriXX三種驗證方法對材料的射野劑量驗證效果相當(dāng)。有機玻璃板、膠體補償物、凡士林補償物的補償效果接近,濕潤醫(yī)用紗布的補償效果明顯差于其它三種材料。 4.我們研制的凡士林補償物性質(zhì)穩(wěn)定,取材方便、制作簡單、經(jīng)濟實用,其補償效果接近有機玻璃板和膠體補償物,有一定的經(jīng)濟價值與臨床意義,可考慮在放療實際工作中推廣使用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R730.55
【目錄】：

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10 翁鄧胡;徐海榮;;高能電子束放射治療的研究進展[J];中國輻射衛(wèi)生;2011年03期

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6 陳英海,楊月琴,鄒麗娟,馬玉紅,鄧濤,王若雨;電子束窄條野劑量特性的測定與分析[J];中華放射腫瘤學(xué)雜志;2005年05期

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5 林峰;齊海波;陸偉;晏耐生;張靖;張人佶;顏永年;;金屬粉末電子束選區(qū)熔化技術(shù)的研究進展[A];第13屆全國特種加工學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

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7 王立英;張高龍;榮翠華;王瑩;喻曉;張潔;樂小云;;用PVDF測量贗火花強流脈沖電子束燒蝕反沖沖力[A];2010全國荷電粒子源、粒子束學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

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中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 記者　毛黎;[N];科技日報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鄧志剛;關(guān)于激光注入產(chǎn)生大電荷量高性能電子束的初步研究[D];浙江大學(xué);2014年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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4 林曉汕;活動鉛擋和補償材料對電子束射野劑量影響的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2014年

5 朱宗文;~(60)Co-γ射線及電子束處理對番茄誘變效應(yīng)和生理機制的探討[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：活動鉛擋和補償材料對電子束射野劑量影響的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：181757