[1]张喜乐,周付根,刘博,等.放射治疗中医用直线加速器光子能量合成方法[J].中国医学物理学杂志,2023,40(7):793-800.[doi:DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2023.07.001]
　ZHANG Xile,ZHOU Fugen,et al.Photon energy synthesis method on medical linac for radiotherapy[J].Chinese Journal of Medical Physics,2023,40(7):793-800.[doi:DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2023.07.001]
点击复制

放射治疗中医用直线加速器光子能量合成方法()
分享到：

《中国医学物理学杂志》[ISSN:1005-202X/CN:44-1351/R]

卷:
40卷
期数:
2023年第7期
页码:
793-800
栏目:
其他（激光医学等）
出版日期:
2023-07-15

文章信息/Info

Title:
Photon energy synthesis method on medical linac for radiotherapy
文章编号:
1005-202X（2023）07-0793-08
作者:
张喜乐1; 2; 周付根1; 刘博1; 吴秋文3
1.北京航空航天大学图像处理中心， 北京 100191； 2.北京大学第三医院肿瘤放疗科， 北京 100191； 3.杜克大学医学中心放射肿瘤系， 北卡罗来纳州 达勒姆市 3295
Author(s):
ZHANG Xile1;  2;  ZHOU Fugen1;  LIU Bo1;  WU Qiuwen3
1. Image Processing Center, Beihang University, Beijing 100191, China 2. Department of Radiation Oncology, Peking University Third Hospital, Beijing 100191, China 3. Department of Radiation Oncology, Duke University Medical Center, Durham 3295, USA
关键词:
放射治疗; 光子能量合成; 百分深度剂量; 离轴剂量
Keywords:
Keywords: radiotherapy photon energy synthesis percentage depth dose off-center ratio
分类号:
R811.1；R318
DOI:
DOI:10.3969/j.issn.1005-202X.2023.07.001
文献标志码:
A
摘要:
目的：分析一种利用高低两档能量光子拟合任意中间能量光子的方法，并与现有方法进行对比。方法：百分深度剂量曲线（PDD）和离轴剂量分布曲线（OCR）是影响光子射束数据模型计算精度的两个重要特征参数。使用Varian Truebeam直线加速器模型中金标准射束数据6和15 MV射束的PDD和OCR数据，采用最小二乘拟合方法拟合中间能量10 MV射束，与金标准数据10 MV射束数据比较分析，并与其他拟合方法进行对比，证明该方法的可行性和有效性。基于三维仿真水模体数据和不同肿瘤部位的实际病例数据实验，进一步验证合成能量方法的准确性。结果：相比只考虑PDD数据的能量拟合方法，本研究方法得到的合成能量10 MV与金标准数据10 MV光子束相比，各尺寸射野下PDD的均方根误差有所增加，但均小于1%，而OCR的均方根误差明显减小（特别是20 cm以上的射野），均小于0.5%。三维仿真水模体数据和实际患者数据测试例实验结果优于只考虑PDD数据的能量拟合方法。结论：利用PDD和OCR数据合成光子能量方法的效果较仅使用PDD数据的方法更好，合成能量光子与实际10 MV光子之间PDD和OCR差异较小，基于三维仿真水模体和实际病例数据的不同放疗技术计划三维剂量分布的一致性很高，拟合能量光子可代替实际能量光子用于临床治疗。
Abstract:
Abstract: Objective To propose an energy synthesis method that can fit photons with any known intermediate energies through high- and low-energy photons and compare it with the existing method. Methods Percentage depth dose (PDD) and off-center ratio (OCR) are two important characteristics that affect the calculation accuracy of the beam model. The study adopted the PDD and OCR of the gold standard data (6 and 15 MV beams) of Varian TrueBeam accelerator, and used the least squares fitting method to fit the intermediate energy (Esyn-10 MV). The Esyn-10 MV was compared with the gold standard data (TB-10 MV), and the proposed method was compared with other fitting method for validating the feasibility and validity of the method. The accuracy of the energy synthesis method was further verified by experiments with 3D water phantom and the actual cases of different tumor sites. Results Compared with the energy synthesis method that only considers PDD, the proposed method obtained the Esyn-10 MV with increased PDD root mean square error under each size of the field and reduced OCR root mean square error (especially for fields above 20 cm), and the root mean square errors of PDD and OCR were all less than 1.0% and 0.5%. The experimental results of the proposed method on 3D water phantom and the actual cases were also better than those of the energy synthesis method that only considers PDD. Conclusion The energy synthesis method that considers both PDD and OCR is superior to that only considering PDD, and the differences in PDD and OCR between Esyn-10 MV photons and TB-10 MV photons are trivial. The consistency of 3D dose distribution in different radiotherapy plans for 3D water phantom and the actual cases is high. Therefore, the synthetic energy photons can replace actual energy photons for clinical treatment.

相似文献/References:

[1]武 杰,袁杭英,欧阳蓓蕾.内旋式放射治疗用面罩固定装置的设计[J].中国医学物理学杂志,2015,32(02):265.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.02.027]
[2]司 森,吴鑫全,包尚联,等.基于GPU的蒙特卡洛放疗剂量模拟[J].中国医学物理学杂志,2015,32(01):1.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.01.001]
[3]王 文,程梦云,杨 琪,等.基于MCNP源子程序的放射治疗剂量计算验证方法[J].中国医学物理学杂志,2015,32(01):13.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.01.004]
[4]张一戈,邱小平,陈维军,等.基于图像引导技术对头颈部肿瘤临床摆位误差的剂量学影响[J].中国医学物理学杂志,2015,32(01):25.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.01.007]
[5]孟慧鹏,孙小喆,王 昊,等.胸部偏后背肿瘤RapidArc采用仰卧位设计治疗计划的可行性分析[J].中国医学物理学杂志,2015,32(01):31.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.01.008]
[6]庞皓文,孙小扬.基于快速自由形变的弹性配准算法在放疗CT中的应用[J].中国医学物理学杂志,2015,32(03):404.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2015.03.023]
[7]贾卫娟,周一兵,谭维维,等.利用模拟机及挡铅托架进行放疗前的治疗模拟[J].中国医学物理学杂志,2014,31(01):4622.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2014.01.007]
[8]白 雪,杜向慧,王升晔,等.半野技术结合非共面照射技术在乳腺癌胸锁联合照射中的应用[J].中国医学物理学杂志,2014,31(03):4849.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2014.03.001]
[9]周 钢,田 野,陆雪官,等.乳腺癌保乳术后三种瘤床同期加量放疗技术的剂量学比较[J].中国医学物理学杂志,2014,31(03):4853.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2014.03.002]
[10]李贤富,谢 力,郭飞,等.医科达Precise直线加速器快速应急处理方法探讨[J].中国医学物理学杂志,2014,31(04):4984.[doi:10.3969/j.issn.1005-202X.2014.04.003]

备注/Memo

备注/Memo:
【收稿日期】2023-05-06 【基金项目】国家重点研发计划（2019YFB1311300, 2019YFB1311301） 【作者简介】张喜乐，博士，研究方向：放射治疗中光子能量优化方法、影像引导的调强放射治疗技术和治疗计划快速优化等，E-mail: xile.zhang@hsc.pku.edu.cn 【通信作者】周付根，博士，教授，博士生导师，研究方向：多模图像配准与融合、生物医学成像、图像处理与识别，E-mail: zhfugen@buaa.edu.cn
更新日期/Last Update: 2023-07-15