常规放射治疗剂量计算软件的开发
中国辐射卫生2008年3月第17卷第1期 Chin J Radi ol Health,March 2008, Vol 17, No 1
【医疗照射】
常规放射治疗剂量计算软件的开发
程孝国, 乔 莹, 吕惠兰, 程玉峰
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2
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中图分类号:T L818+. 9 文献标识码:B 文章编号:1004-714X (2008) 01-0056-02
【摘要】 目的 开发一种常规剂量计算软件, 以便计算常规放射治疗剂量。方法 应用程序界面。该软件使用
VC ++6. 0计算机语言开发。结果 该软件属于W indows 式界面, 操作简单, 应用方便。结论 经过长期验证, 该程序运行可靠, 操作简单, 在放疗中能够发挥很大的作用。
【关键词】 常规放疗; 剂量计算; V isual C ++6. 0 当前, 放疗已经是治疗癌症的最重要的手段之一, 虽然出
现了各种新的放疗技术, 包括三维适形放疗、三维调强适形放射治疗(I M RT ) 等, 但是仍然有许多患者需要进行常规放疗。开展新的放疗技术时, 都有各自的治疗计划, 进行剂量分布的计算。但在常规放射治疗中, 有部分没有经过治疗计划的设计过程, 因此没有计算机的剂量计算结果, 人的受照射剂量时, , 错误率很高。当今, 算机编程知识, 。
1 常规放射治疗剂量计算的方法
放射治疗常规照射主要有三种技术:源皮距照射(SS D ) 、等中心照射(S AD ) 和旋转照射(ROT ) 。SS D 照射技术, 一般用百分深度剂量(P DD ) 和各种散射校正因子进行剂量计算; S AD 、ROT 照射技术, 则用组织最大比(T MR ) 或者组织空气比
作者单位:1 山东大学齐鲁医院放疗科, 山东 济南 250012
2 山东大学齐鲁医院急诊科
作者简介:程孝国(1975～) , 男, 山东泰安人, 工程硕士, 主管技师, 从
事放射物理工作。
和各种散射校正因子进行剂量计算。放疗用的临床物理数据中, P DD 很容易测量, 且精度较高, 而T 或T AR 则很难测量, 一般经由P DD 。因此, 使用推导公式后P DD 。旋转照射, 。. 1 [1] 加速器(60Co 治疗机) 在实。一般的做法是:在标称SS D (通常SS D =100cm ) 距离处, 模体内10cm ×10c m 射野中心轴上最大剂量点处, 用经过国家标准实验室标定的剂量仪, 刻度为1MU =1cGy 。
设FSZ 为体模表面射野, FSZ 0为机架等中心处的射野, FSZ d 为深度d 处的射野, FSZd m 为最大剂量点深度d m 处的射野, SS D 为源到模体表面的距离, S AD 为源到机架等中心的距离, SC D 为源到校正电离室的距离, d m 为最大剂量点深度, f 为源皮距, D T 为肿瘤剂量。
1. 1. 1 SS D 照射技术剂量计算公式为:
MU =
D PDD ・S C (FSZ 0) ・S P (FSZ ) ・T F ・W F ・SSD F ・C F Q ・C F L
A
其中, FSZ 0=FSZ , SSD F =2〕SSD SSD +d m
浊率比文献[2, 4, 6]报道的结果要低, 但比海南省2001年报道
的结果(眼晶体混浊率为1. 75%) 要高[9], 且有随工龄增加而增高的趋势。此外, 细胞形态异常率也较高。可见, 在目前长期低剂量电离辐射照射条件下, 部分放射工作人员健康仍存在一定的辐射效应, 应引起重视。因此, 进一步加强职业健康监护工作, 保障放射工作人员的健康与安全, 是非常重要的。
微核来源于染色体断片, 微核率的大小直接反映着染色体的损伤程度, 也间接地反映机体受辐射损伤的状况, 是电离辐射的敏感指标之一。本次调查我省放射工作人员微核率较低, 且血象检查结果异常率普遍低于2001年[9]。说明近年来随着放射防护新法规的颁布和贯彻实施以及监督力度的加大, 我省放射工作人员防护意识不断增强, 放射防护设施也不断得到改善。但是, 从本次调查结果可知, 我省放射工作人员90%以上集中在医疗机构, 其中异常检出率又以从事X 射线影像诊断和介入放射学的居多, 这提示我们应该加强对这部分群体的职业健康监护工作。
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(收稿日期:2007-08-15)
中国辐射卫生2008年3月第17卷第1期 Chin J Radi ol Health,March 2008, Vol 17, No 1
式中:P DD 为百分深度剂量; S C 为射野输出因子; S P 为体模散射因子; T F 为托架因子; W F 为楔形因子; SSD F 为SSD 因子,
SSD 照射时, 相对于上述剂量刻度方法, SSD F =1。C F Q 为人体
因子表、楔形因子表等各种表格, 进行程序编写。
3 开发程序界面介绍
曲面校正因子, C F L 为肺组织不均匀校正因子。(各个因子的物
) 理意义, 这里不做详细介绍, 可参阅相关放射物理书籍。
1. 1. 2 S AD 照射技术
MU =
D T MR (d, FSZ d ) ・S C (FSZ 0) ・S P (FSZ d ) ・T F ・W F ・SAD F ・C FQ ・C F L
最终开发程序界面如图1。图1中左边部分可以实现剂量的实时计算, 具有各种选择按钮和输入编辑框。各个参数一目了然, 简单易懂, 操作方便。图中右边部分是打印区, 可以把计算结果打印出来, 作为保存使用。
B
其中, SAD F =2
〕SAD
S p (FSZ m ) 2
T M R (d, FSZ d ) =PDD (d, FSZ, f ) ×〕×〕
f +dm S p (FSZ d )
C
其中, FSZ d =FSZ ×f +d 〕, FSZ m =FSZ 〕f f
D 把C 式带入B 式, 并整理可得
MU =
2
PDD (d, FSZ, f ) ・〕・S X (FSZ 0) ・S P (FSZ m ) ・T F ・W F ・SAD F ・C F Q ・C F L
f +dm
[1]
1. 2 人体曲面校正 人体曲面校正采用有效源皮距方法:
图1 软件界面
图2是利用放射生物学中的时间剂量关系的T DF 模型计算放疗中分次量、总剂量、及照射时间与常规照射之间的转换关系。在改变治疗模式时使用这种计算对医生有很大的帮助。
[1]
f +d 2
C FQ =〕
f +h +d
其中, h ) 1. 3 用有效衰减系数法:
C FL =e
(d -d ′)
其中, 是所使用的射线的线性衰减系数, d ′是等效的软组织厚度。
1. 4 时间剂量因子T DF 的计算 T DF (实际治疗的的时间剂
量模式) 的计算在程序中属于单独的一个部分, 主要是根据放射生物学的原理和概念, 计算时间剂量因子, 在加速分割、超分割放疗中有很大的作用。采用变量T DF 模型:
TD F =N ×d
1. 538
×(T /N)
-0. 169
-3
×10
图2 放疗时间剂量关系的T DF 计算界面
4 讨论
式中:N 为治疗总次数; d 为分次剂量(cGy ) ; T 为总治疗时
间(d ) ; T/N为次间平均间隔时间(d ) ; 10-3是一个比例系数, 使得达到皮肤耐受剂量时T DF =100。具体原理可参阅有关书籍[1]。
2 编程方法
2. 1 使用VC ++6. 0作为编程工具
[2-4]
经过长期使用, 该软件对于常规放射治疗中的剂量计算有很大的帮助。常规剂量计算中, 技术员如果使用手工计算, 大约需要5～10m i m , 而利用软件只使用不到1m in, 可以节约大量的时间。从2001年应用至今, 我们使用它对几千个患者进行了剂量计算, 没有出现差错。
由于目前大部分电
当然, 目前放疗技术发展的很快, 该软件还有很多缺点, 我们要在今后的使用过程中, 不断改进, 力争能够完成更多功能。参考文献:
[1]胡逸民. 肿瘤放射物理学[M].北京:原子能出版社,
1999, 178-212.
[2]刘金龙, 高兆法, 巩玉国. V isual C ++6. 0类参考详解
[M].北京:清华大学出版社, 1999.
[3]林慕新. V isual C ++6. 0实例教程[M].北京:电子工业
脑用户都使用W indows 操作系统, 我们需要编写具有W indows 界面的应用程序。V isual C ++具有所见即所得的特点, 而且它的大部分类库能完成所有的功能, 使用它可以方便的编写具有很好的用户界面的程序。(程序内容从略) 。
2. 2 结合常规剂量计算知识 分析放疗常规剂量计算的特
点, 研究各个具体问题的计算机算法。具体问题包括:病人资料的输入, 治疗参数的输入, 射线能量的选择, 治疗方式的选择(
SS D 、S AD ) , 治疗源皮距的计算, P DD 的计算, 输出因子、散射因子的计算, 等效方野的计算,
托盘因子的计算, 楔形板的计算, 肺组织校正因子的计算, 曲面校正因子的计算等等。
2. 3 采用直线加速器的各种测量数据 包括P DD 表、输出
出版社, 1999.
[4]冯峰, 赵栋伟, 薛松, 等. V isual C ++5. 0应用指南[M].
北京:人民邮电出版社, 1998.
(收稿日期:2007-03-27)