锥形闪烁体探测器在笔形束扫描式质子放疗系统质控中的应用

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作者 潘灵婧 顾先宝 +3 位作者 王远远 张扬帆 卢晓明 刘志鹏 《核技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期79-88,共10页

笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应... 笔形束扫描式(Pencil Beam Scanning,PBS)质子系统使得质子调强技术得到了广泛的应用。该技术能更好地实现对危及器官的保护,但也给质子系统的质控带来了更大的挑战。为提高质控效率,评估了XRV-124锥形闪烁体探测器在PBS系统质控中的应用可行性。该探测器实现了单次摆位同时完成对束斑大小的测量、束流影像中心一致性的验证、Star-shot测试以及机械性能的检测等质控工作。对XRV-124探测器各项测量数据的结果进行了详细分析并与传统质控方法进行了对比,结果显示其在满足质控需求的同时,将质控时间缩短了2/3。该方法已成功应用于合肥离子医学中心Varian ProBeam质子放疗系统质控中,表明XRV-124探测器可广泛应用于国内同类型质子放疗系统,提升质控效率,降低频繁摆位引入的人为误差。 展开更多

关键词 笔形束扫描 质子放疗 质控 XRV-124 锥形闪烁体探测器

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国内首台迈胜PBS质子治疗系统的束流特性分析

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作者 吴韦清 卢晓光 +4 位作者 郑仁超 彭知义 刘飞 胡广原 袁响林 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第3期282-288,共7页

目的:介绍并讨论国内第一台迈胜S250i紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的束流特性。方法:利用平行板电离室测量输出剂量;利用大半径布拉格峰电离室测量从最高能量227 MeV下降到28 MeV共19档能量下的积分深度剂量,以表征质子束特性;利用Phoe... 目的:介绍并讨论国内第一台迈胜S250i紧凑型笔形束扫描质子治疗系统的束流特性。方法:利用平行板电离室测量输出剂量;利用大半径布拉格峰电离室测量从最高能量227 MeV下降到28 MeV共19档能量下的积分深度剂量,以表征质子束特性;利用Phoenix平板探测器测量射束中心轴上空气束斑曲线,并测量多点束斑验证输出位置精度;测量自适应多叶光栅叶间泄漏和半影减少效果,以表征其性能。结果:该质子系统被校准为最高能量为227 MeV,(10×10)cm^(2)均匀方野在水下5 cm深度处输出剂量为1 Gy。该系统能够将质子束射程调制到患者体表,原始布拉格峰在所有能量下具有恒定的80%-80%宽度8.6 mm。最高能量射束在空气中等中心处的束斑尺寸约为4 mm,束斑投射位置精度在1 mm以内。自适应多叶光栅对最高能量射束的叶间漏率小于1.5%,并能显著减小射野半影。结论:迈胜S250i质子治疗系统具有独特的设计和束流特性,在布拉格峰形状、束斑大小随能量的变化以及自适应光栅的半影锐化效应上均有体现,在TPS建模和计划设计时需要考虑这些差异,以执行精准质子治疗。 展开更多

关键词 笔形束扫描 质子治疗系统 束流特性

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质子FLASH放疗计划设计的考虑因素及现状分析 被引量：1

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作者 曾伊玲 全红 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第31期4231-4244,共14页

放射治疗(简称“放疗”)作为肿瘤的主要治疗方式之一,利用肿瘤细胞和正常细胞的差异,在保护正常组织的同时,杀灭肿瘤细胞.近年来,许多研究发现,相较于常规剂量率放疗,超高剂量率(ultra-high dose rate,UHDR,or FLASH)放疗能够在保持肿... 放射治疗(简称“放疗”)作为肿瘤的主要治疗方式之一,利用肿瘤细胞和正常细胞的差异,在保护正常组织的同时,杀灭肿瘤细胞.近年来,许多研究发现,相较于常规剂量率放疗,超高剂量率(ultra-high dose rate,UHDR,or FLASH)放疗能够在保持肿瘤控制率的前提下,对正常组织有更好的保护作用,这一发现被称为FLASH效应.FLASH效应为提升放疗的治疗窗、降低放疗过程中正常组织的毒副反应提供了新思路.因此,如何完成FLASH效应的临床转化这一问题成为放疗领域的研究热点.目前,FLASH效应的生物学机制尚不清楚,大部分实验只对细胞或动物进行了FLASH照射.为了给FLASH效应的临床转化提供技术支撑,越来越多的团队开始探索如何利用现有的治疗设备进行更复杂的FLASH放疗计划的设计.虽然关于FLASH效应的实验大多使用电子进行照射,但由于质子能够治疗更深的肿瘤,并且可以有效地减少肿瘤后方的出射剂量,质子在FLASH放疗上有较大的应用前景.基于质子的剂量学优势,越来越多的团队开始探索如何利用质子实施FLASH放疗.本文对近10年(2014~2023年)质子FLASH放疗领域的研究进行回顾性总结,从诱发FLASH效应的潜在要求、现有的输送系统和投递技术3个方面总结了质子FLASH放疗计划设计的限制和发展前景,对引发FLASH效应的重要条件——剂量率的定义方式进行总结讨论.最后,总结分析目前已经提出的质子FLASH放疗计划设计方案,旨在全面系统地为如何将FLASH效应转化为临床益处提供有用的证据. 展开更多

关键词 质子放疗 FLASH效应 被动散射 笔形束扫描

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质子笔形束点扫描治疗系统临床调试

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作者 王远远 何珊 +8 位作者 唐巍 单超 潘灵婧 马涛 张艳梅 刘志鹏 王宇翔 韩曼芬 卢晓明 《中华肿瘤防治杂志》 CAS 北大核心 2023年第17期1022-1028,共7页

目的对质子治疗系统临床调试的方法、内容及标准进行系统性介绍和归纳,为其他新建质子中心或相关研究人员提供重要的指导和参考信息。方法以笔形束质子治疗系统为研究对象,介绍质子治疗系统临床调试的主要流程,内容涉及机械、安全、辐... 目的对质子治疗系统临床调试的方法、内容及标准进行系统性介绍和归纳,为其他新建质子中心或相关研究人员提供重要的指导和参考信息。方法以笔形束质子治疗系统为研究对象,介绍质子治疗系统临床调试的主要流程,内容涉及机械、安全、辐射防护、束流品质、影像、建模及模型验证等多个方面。调试方法基于美国医学物理家协会(AAPM)发布的相关标准以及多个质子中心的经验,并对各项调试内容的容差以及注意事项进行分析讨论。结果笔形束扫描质子治疗系统的临床调试内容繁多且复杂,因此需要花费大量的时间来完成临床调试的内容。质子治疗系统在完成用户接收测试后,基本能满足临床所需的要求。再经过临床调试后,各项调试内容的测量结果均满足了临床治疗的要求。结论通过全面的临床调试及模型的反复验证,可以确保质子治疗系统能够安全地应用于临床治疗。 展开更多

关键词 质子治疗系统 笔形束扫描 临床调试 束流建模

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前列腺癌质子调强与光子容积旋转调强放疗计划质量评估 被引量：3

5

作者 杨涛 徐寿平 +6 位作者 解传滨 龚璇 徐伟 曲宝林 王子申 方春锋 曹林 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期19-25,共7页

目的研究基于计划靶区(PTV)的前列腺癌质子调强放疗(IMPT)计划与光子容积旋转调强放疗(VMAT)计划的剂量学特性,评估其计划质量差异,为临床应用提供参考。方法回顾性选取10例前列腺癌患者,分别用RayStation和Eclipse治疗计划系统基于PTV... 目的研究基于计划靶区(PTV)的前列腺癌质子调强放疗(IMPT)计划与光子容积旋转调强放疗(VMAT)计划的剂量学特性,评估其计划质量差异,为临床应用提供参考。方法回顾性选取10例前列腺癌患者,分别用RayStation和Eclipse治疗计划系统基于PTV设计IMPT和快速旋转容积调强(RapidArc)计划,前者采用两平行对穿野进行多野优化(MFO),分别用笔形束(PB)和蒙特卡罗(MC)进行最终的剂量计算,数据模型源于IBA Protues Plus(IBA Group,比利时)笔形束扫描(PBS)质子治疗系统;后者采用双全弧计划,数据模型源于美国瓦里安Clinac iX直线加速器。通过剂量体积直方图(DVH)和剂量分布等比较两种治疗技术靶区和危及器官受量。结果对于靶区而言,PB-IMPT和MC-IMPT计划的均匀性指数(HI)均要略优于RapidArc计划,但适形度指数(CI)均要略低于RapidArc计划;PB-IMRT计划的D1%要明显的优于MC-IMPT和RapidArc计划,且差异均有统计学意义(Z=-2.805、-2.803,P<0.05);PB-IMPT和MC-IMPT计划在直肠V30(Z=-2.191、-1.988,P<0.05)和Dmean(Z=-2.599、-2.497,P<0.05),膀胱V30(Z=-2.701、-2.701,P<0.05)、V40(Z=-2.395、-2.395,P<0.05)和Dmean(Z=-2.701、-2.701,P<0.05)的保护上要优于RapidArc计划,且差异有统计学意义;对于前列腺癌PB-IMPT和MC-IMPT计划,除了靶区D1%(73.86±67.34)Gy(RBE)vs.(75.45±2.01)Gy(RBE)和HI(0.040±0.010 vs.0.058±0.020)有较明显差别外,其余两者之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论两种不同的治疗技术均能满足临床治疗的要求,但IMPT计划相比RapidArc计划明显地降低了危及器官的受量,更好地保护了周围正常组织,提高了计划的质量,具有较为明显的剂量学优势。 展开更多

关键词 前列腺癌 质子调强放疗 容积旋转调强放疗 快速旋转容积调强 笔形束扫描

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质子碳离子笔形束扫描技术治疗Ⅰ期非小细胞肺癌的初步结果 被引量：3

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作者 麻宁一 茅静芳 +3 位作者 陈剑 蒋国梁 蔡昕 陆嘉德 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期321-326,共6页

目的在国内首次报道采用质子碳离子射线治疗Ⅰ期非小细胞肺癌（NSCLC）的近期疗效和不良反应。方法2014年8月至2015年12月，共收治10例病理证实的Ⅰ期NSCLC患者。使用IONTRIS设备笔形束扫描技术，通过可以调节能量的点扫描、实现对靶区... 目的在国内首次报道采用质子碳离子射线治疗Ⅰ期非小细胞肺癌（NSCLC）的近期疗效和不良反应。方法2014年8月至2015年12月，共收治10例病理证实的Ⅰ期NSCLC患者。使用IONTRIS设备笔形束扫描技术，通过可以调节能量的点扫描、实现对靶区更加适形的目的，2～4个射野给予质子和碳离子放疗。根据肿瘤部位给予不同分割方式照射，4例周围型接受50～70GyE／10次放疗，3例中间型60～64GyE／15～16次，3例中央型66～72GyE／22～24次。结果中位随访时间为18．1（11．9～28．1）个月，最后一次随访时患者均存活。10例患者局部控制率100％，其中6例患者完全缓解，3例部分缓解，1例疾病稳定；2例放疗后随访中出现远处转移。放疗开始3个月内，无3级及以上放疗相关急性不良反应发生。随访期内未观察到2级及以上的晚期不良反应。放疗后1和3—5个月肺功能（最大通气量、第1秒通气量及CO弥散量）与放疗前相比略有上升，差异无统计学意义（P〉0．05）。结论对Ⅰ期非小细胞肺癌患者，质子碳离子笔形束扫描技术治疗短期随访结果安全、有效。 展开更多

关键词 非小细胞肺癌 放射治疗 质子 碳离子 笔形束扫描

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IBA质子笔形束扫描系统束流性能验收测试 被引量：3

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作者 杨涛 曲宝林 +4 位作者 徐寿平 解传滨 徐伟 龚璇 曹林 《中华放射肿瘤学杂志》 CSCD 北大核心 2020年第12期1075-1079,共5页

目的探讨IBA Proteus Plus质子治疗系统旋转机架(GTR 360°)笔形束扫描(PBS)专用治疗头的束流性能并进行验收测试,评估PBS的束流特性以确保其满足临床治疗精确性、安全性的要求。方法根据验收测试要求,PBS束流测试项主要包括:积分... 目的探讨IBA Proteus Plus质子治疗系统旋转机架(GTR 360°)笔形束扫描(PBS)专用治疗头的束流性能并进行验收测试,评估PBS的束流特性以确保其满足临床治疗精确性、安全性的要求。方法根据验收测试要求,PBS束流测试项主要包括:积分深度剂量(IDD)参数测试;最大、最小射程处辐射野测试;机架角度射野一致性及其束斑特性测试;单野横向平面剂量均匀性测试;单野纵向平面剂量均匀性测试;机器跳数重复性和线性测试。结果所测最大射程精度偏差为0.03 g/cm^2,最大能量回调精度偏差为0.01 g/cm^2,最大后缘剂量跌落偏差为0.078 g/cm^2。最大、最小射程能量的最大射野分别为30.2 cm×40.2 cm、30.1 cm×40.1 cm。不同机架角和射程测量中特定图形计划的通过率最低为97%。中心束斑x、y轴向偏差最大值分别为-0.16、-0.21 mm,对称性最差值为0.8%;其他束斑x、y轴向最大尺寸偏差分别为0.11、0.14 mm,最大位置精度偏差分别为0.60、0.43 mm。单野横向平面剂量均匀性,x、y轴向高能区最大值分别为0.55%、0.80%;低能区最大值分别为0.6%、0.75%。单野纵向平面高能区剂量均匀性为0.79%,低能区剂量均匀性为2.22%。机器跳数重复性因子为0.106%,线性偏差最大值为0.67%。结论PBS专用治疗机头通过了所有束流性能验收测试,满足了各项参数要求,整个束流系统具有较高的精确性、重复性以及较好的稳定性。 展开更多

关键词 质子治疗系统 笔形束扫描 验收测试 束流性能

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扫描式质子放疗系统自动化束斑测量与分析方法的设计和应用 被引量：1

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作者 刘志鹏 单超 +3 位作者 潘灵婧 王宇翔 王远远 卢晓明 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2022年第10期1217-1224,共8页

目的:针对具有录像功能的闪烁体探测器Lynx-PT和笔形束扫描(PBS)质子放疗系统,设计一种质子束斑测量与分析方法,为PBS质子放疗系统的临床调试、束流建模和周期性质控测量提供可靠、高效的解决方案。方法:配置PBS质子放疗系统和Lynx-PT... 目的:针对具有录像功能的闪烁体探测器Lynx-PT和笔形束扫描(PBS)质子放疗系统,设计一种质子束斑测量与分析方法,为PBS质子放疗系统的临床调试、束流建模和周期性质控测量提供可靠、高效的解决方案。方法:配置PBS质子放疗系统和Lynx-PT的相关参数,设计数据预处理和束斑分析流程,将两种数据处理流程嵌入自研软件(SpotCheck),实现从束斑采集到数据预处理再到束斑特性分析的全流程自动化。结果:SpotCheck输出的束斑尺寸结果与现有商业化软件(myQA,比利时IBA公司)以及厂商的现场验收测量结果均保持一致,能成功识别所有束斑录像文件的数据质量问题,并将质子束流占用时间从4 d缩短至0.5 d。结论:本文方法的束斑尺寸计算结果准确、束斑采集速度快、数据处理流程自动化程度高,极大提升了PBS质子放疗系统临床调试和束流建模的效率。 展开更多

关键词 质子放疗 笔形束扫描 临床调试 束斑分析 Lynx-PT

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胸腺肿瘤质子碳离子放疗的剂量对比研究及短期疗效观察 被引量：2

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作者 陈剑 麻宁一 +5 位作者 卢艳 Kambiz Shahnazi 赵静芳 陆嘉德 蒋国梁 茅静芳 《中华放射医学与防护杂志》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期221-226,共6页

目的对比光子和质子碳离子(粒子)放疗计划在有可见胸腺肿瘤患者中危及器官受量的差异,并观察粒子射束放射治疗胸腺肿瘤的近期疗效和不良反应。方法回顾性分析19例于2015年9月至2018年8月接受非姑息性粒子放疗、至少经过1次随访的胸腺肿... 目的对比光子和质子碳离子(粒子)放疗计划在有可见胸腺肿瘤患者中危及器官受量的差异,并观察粒子射束放射治疗胸腺肿瘤的近期疗效和不良反应。方法回顾性分析19例于2015年9月至2018年8月接受非姑息性粒子放疗、至少经过1次随访的胸腺肿瘤患者。肿瘤分期涵盖Ⅰ~ⅣB期,其中Ⅲ~ⅣB期15例。所有患者均经病理学证实,包括10例胸腺瘤,6例胸腺癌和3例胸腺神经内分泌肿瘤。对13例有可见肿瘤的患者进行光子调强、质子和碳离子笔形束扫描放疗计划对比,光子和质子的处方为66 GyE/33次,碳离子为66 GyE/22次。未经手术的5例初治和7例术后肉眼肿瘤残留(R2切除)患者,接受根治性放疗:质子44.0~48.4 GyE/20~22次加碳离子推量21.0~23.1 GyE/7次;1例完整切除(R0)术后患者,质子45 GyE/25次;5例术后显微镜下残留(R1切除)者,质子60.0~61.6 GyE/28~30次;1例术后放疗后复发者,碳离子60 GyE/20次。结果中位随访时间19.0(2.4~42.9)个月。13例可见肿瘤患者肿块最大径中位数5.7(2.7~12.8)cm;剂量对比研究显示粒子计划可显著降低脊髓最大剂量、肺、心、食管等危及器官的平均剂量、以及受照区域积分剂量,仅约为光子计划的25%~65%。除1例心肌梗死(4级晚期反应)可能与放疗相关外,未发现其他≥3级放疗相关不良反应。所有患者无局部复发,4例Ⅲ~ⅣB期患者在放疗开始后6.1~22.8个月出现区域淋巴结、肺、胸膜、颅底、骨和肝等部位转移。2年局部控制率和总生存率均为100%,无疾病进展生存率和无远处转移生存率均为64.6%。结论对胸腺肿瘤的剂量对比分析显示,质子碳离子放疗的正常组织受量仅为光子计划的25%~65%;临床结果提示短期疗效好、不良反应轻微。 展开更多

关键词 胸腺肿瘤 质子 碳离子 放射治疗 笔形束扫描

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原发性肝癌质子调强与光子螺旋断层放射治疗计划质量评估 被引量：1

10

作者 侯俊 方春锋 +5 位作者 田飞燕 杨文 白中红 杨昊 曹林 徐寿平 《实用癌症杂志》 2021年第9期1457-1462,共6页

目的研究原发性肝癌质子调强放射治疗(IMPT)与光子螺旋断层放射治疗(HT)计划的剂量学特性,评估其计划质量差异,为质子技术合理应用于临床提供必要参考。方法回顾性分析12例原发性肝癌患者,分别用RayStation和Tomotherapy治疗计划系统设... 目的研究原发性肝癌质子调强放射治疗(IMPT)与光子螺旋断层放射治疗(HT)计划的剂量学特性,评估其计划质量差异,为质子技术合理应用于临床提供必要参考。方法回顾性分析12例原发性肝癌患者,分别用RayStation和Tomotherapy治疗计划系统设计IMPT与HT计划,并对靶区与各危及器官的剂量学参数进行比较分析。结果两组计划的剂量分布均能满足靶区处方要求,IMPT计划在GTV的D 1、D 99、D mean、HI方面均要优于HT计划,且差异皆具有统计学意义(P<0.05),在CI指标比较上两组计划GTV与CTV无明显差别。在正常肝组织保护方面,相较于HT技术,IMPT在平均剂量上降低将近30%,且V 5~V 40等指标皆取得了具有统计学意义上的肝脏保护优势。在空腔型危及器官胃、大肠、小肠、十二直肠,脊髓等方面无论最大剂量还是平均剂量水平,IMPT均具有相当优势。结论两种技术对于肝癌治疗来讲均能满足临床要求,但与HT相比,IMPT计划明显降低尤其是正常肝组织等危及器官的受量,具有较为明显的剂量学优势。 展开更多

关键词 原发性肝癌 质子调强放射治疗 笔形束扫描 螺旋断层放射治疗 剂量学

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呼吸运动对质子调强放疗的影响及研究进展

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作者 王先良 X.Ronald Zhu 侯氢 《中华放射肿瘤学杂志》 CSCD 北大核心 2018年第12期1106-1109,共4页

相比于光子调强放疗,质子调强放疗有明显的剂量优势。质子的布拉格峰比较陡峭.容易受射程偏差、摆位偏差、器官形变等因素的影响。呼吸运动造成的计划剂量和实际照射剂量之间的差异阻碍了质子调强放疗在胸部肿瘤中的广泛应用。本文综述... 相比于光子调强放疗,质子调强放疗有明显的剂量优势。质子的布拉格峰比较陡峭.容易受射程偏差、摆位偏差、器官形变等因素的影响。呼吸运动造成的计划剂量和实际照射剂量之间的差异阻碍了质子调强放疗在胸部肿瘤中的广泛应用。本文综述了呼吸运动对质子调强放疗的影响及减小这种影响的研究进展,为临床和研究提供参考。 展开更多

关键词 质子放疗 呼吸运动 笔形束扫描

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