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切伦科夫成像用于直线加速器束流形状分析,作为远程电子质量评估验证工具

DOI:10.1002/mp.13303 期刊:Medical Physics 出版年份:2018 更新时间:2025-09-10 09:29:36
摘要: 目的:分析一种远程成像系统对切伦科夫辐射的追踪能力,以验证该系统能否在照射表面定量测量直线加速器(linac)的射束形状,用于质量审计(QA)。方法:使用切伦科夫相机记录不同方形射束尺寸(6 MV光子)在固体丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)塑料模体表面形成的二维剂量图像。成像源到表面距离(SSD)为100 cm,并与相同射束尺寸(范围从5×5 cm2至20×20 cm2)的GaF胶片图像及直线加速器灯光野进行对比。分别比较各射野在X和Y方向准直器上的线型轮廓。每项测量在两台不同的Clinac2100设备上重复进行。采用常规灯光野与射束重合验证流程完成多位观察者对射束宽度判读的一致性比较。该切伦科夫测量技术同样适用于复杂治疗计划及等中心QA的射束检测。结果:切伦科夫图像宽度与GaF胶片及灯光野图像测量结果匹配,标准偏差精度达±1 mm范围。测量差异微小,处于人工摆位验证执行的常规直线加速器QA几何要求容差范围内(误差范围相似)。远程成像系统的测量可提取SSD位置处辐射野的射束形状。结论:本切伦科夫图像采集系统能有效远程确认辐射野尺寸,其获取信息与直线加速器灯光野或GaF胶片估算的射束尺寸具有同等价值。该方法主要优势在于:通过固定安装相机,测试可完全由软件控制并实现自动化图像分析,在适当校准边界定义后有望简化传统QA流程;其自然延伸功能——在SSD位置捕获动态治疗小射束(如验证复杂形状射束计划IMRT或等中心"星形测试"QA)具有重要未来应用价值。
作者: Tianshun Miao,Petr Bruza,Brian W. Pogue,Michael Jermyn,Venkataramanan Krishnaswamy,William Ware,Frank Rafie,David J. Gladstone,Benjamin B. Williams
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研究概述 实验方案 设备清单

为验证能否利用追踪切伦科夫辐射的远程成像系统,在照射表面定量测量直线加速器(linac)的束流形状以进行质量审计(QA)。

所提出的切伦科夫图像采集系统为远程确认辐射野尺寸提供了一种有效方法,其获取的信息与直线加速器灯光野或氟化镓胶片估算的射束尺寸相似。该方法的主要优势在于:通过固定安装摄像机,测试可完全在软件控制下进行并实现自动化图像分析,通过适当校准边界定义,有望简化常规质量保证流程;而该技术向固态距离处动态治疗小射束捕捉的自然延伸具有未来价值,例如验证具有复杂射束形状(如调强放疗)的射束计划,或用于等中心点的"星形射击"质量保证。

在ABS模体和固体水模体上,光学图像的边界比胶片记录的辐射野边界更为模糊。这种模糊效应可能源自米色塑料板的散射。采用标准半高宽(FWHM)定义进行切伦科夫宽度测量时,其FWHM估算值超出容差范围,表明边缘的光学散射可能导致估算边缘宽度超出预期。

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