摘要：目的探索呼吸机涡轮加减速过程中维持母线电压稳定的优化方案。方法采用理想二极管替代母线供电电路中的二极管.并在母线上增加比较泄放电路.可在母线电压高于预设阈值时打开比较器.将能量通过功率电阻泄放。结果在涡轮急速启停时.该优化方案可有效降低母线阻抗.泄放电路可维持母线电压波动小于2 V。结论该研究提出的优化方案可有效提高涡轮加速与刹车过程中的效率与稳定性.为呼吸机涡轮母线维稳电路设计提供参考。

摘要：目的 比较加速器6MVX射线非均整模式（FFF）和均整模式（FF）下局部进展期鼻咽癌容积调强（VMAT）计划的剂量学差异.方法 选取10例已行放疗的局部进展期鼻咽癌患者,分别设计FFF和FF VMAT计划,在满足临床要求的情况下,比较两种计划的剂量体积直方图（DVH）、靶区剂量分布、危及器官受量、靶区适形度、总机器跳数和治疗时间.结果 两者均能满足临床治疗需求,FFF VMAT计划靶区最大剂量和平均剂量大于FF VMAT计划（t=-0.31、-0.35,P ＜0.05）,而计划靶区适形度略低（t=5.42,P＜0.05）,左右晶状体的最大剂量低于FF VMAT计划（t=25.87、17.45,P＜0.05）,其他危及器官剂量无明显差异.机器总跳数FFF VMAT为（699±16） MU,FFVMAT为（628±12）MU.平均单次治疗时间均约2 min,两者无明显差别.结论 两种计划均能满足临床治疗需求,FFF VMAT计划更利于保护照射野边缘危及器官,如晶状体.机器总跳数FFFVMAT计划高于FF VMAT计划但两者平均单次治疗时间无明显差别.

摘要：目的：基于经验放疗（ KBRT ）可缩小并改善因经验导致的物理师间计划水平差异。方法以直肠癌术前计划为例，用美国瓦里安Rapid Plan训练DVH预测模型，并将其初步应用于半自动计划设计。选取80例优质VMAT计划导入Rapid Plan模型训练库，将其结构分别匹配库中对应标签代码，确认处方后进行训练。检查残差散点图、回归曲线、OAR几何分布盒子图、野内区DVH分布图、训练日志文件等，排除误配后，检查原计划以排除离群值和强影响值，或增加相应计划再训练。利用模型进行10例KBRT计划设计并与临床计划比较。结果股骨头和膀胱的主分量平均拟合优度，模型DVH分别为0.999415／1．0和0.999963／1．0，GED分别为0.999651／1．0和0.999945／1．0， CD、SR值超限分别有11、4例，经排查计划均保留以使模型更具代表性。对10例KBRT计划，PGTV、PTV的HI值显著优于原计划（P＝0.00、0.04），股骨头、膀胱D50％及Dmean均显著小于原计划（P＝0.042、0.000、0.005）。结论利用Rapid Plan完成了直肠癌术前病例的KBRT模型训练，初步应用结果满足临床要求。

摘要：目的针对调强放疗(IMRT)计划大量耗费人工及计划质量高度依赖物理师临床经验且差异较大等问题,探讨一种可实现无监督调强放疗自动计划的方案。方法采用Varian Eclipse 15.6治疗计划系统(TPS)自带的脚本应用程序接口(ESAPI)和优化参数树搜索算法(OPTSA)模拟,实现整个计划设计过程。通过ESAPI进行交互,自动输入输出相关参数;利用OPTSA对靶区和危及器官(OAR)的剂量学参数进行评估,并迭代调整优化目标参数来逐步改善,最终获得满足临床需求的IMRT计划。为验证自动计划的有效性,从临床数据库中选取20例既往已完成治疗的直肠癌病例,比较基于OPTSA算法的自动计划和临床人工计划在剂量分布和特定剂量学参数上的差异。结果所有的自动计划均满足临床要求。90%的自动计划质量超过既往人工计划,10%的自动计划则与人工计划质量基本一致。PTV平均适形指数(CI)在自动计划和人工计划中分别为0.88和0.80。与人工计划相比,自动计划OAR剂量学指标平均降低11%。自动计划和人工计划平均运行时间分别为(28.15±3.61)和(36.7±4.6)min。结论利用ESAPI所创建的OPTSA自动计划质量不劣于人工计划。在保证计划质量和一致性的情况下,OPTSA自动计划可缩短计划设计中所耗费的人力时间。

摘要：目的设计一种联合深度学习剂量预测和参数迭代优化算法的容积调强放射治疗(VMAT)全自动计划方法。方法选取2018年6月至2021年1月北京大学肿瘤医院既往165例直肠癌患者的VMAT计划开展研究,其中145例用于训练和验证深度学习模型,该模型用于预测危及器官的剂量,20例用于研究比对自动计划和人工计划的质量。该方法从危及器官的预测剂量分布中提取关键的剂量体积直方图(DVH)值作为初始优化参数(IOPs),利用治疗计划系统可编程接口自动创建VMAT计划,通过设计迭代优化算法自动调节优化参数(OPs)。结果剂量预测模型训练后能有效预测出20例测试计划危及器官的关键DVH值,与参考值相比差异均无统计学意义(P>0.05)。20例VMAT自动计划均能满足临床处方剂量要求,对于PTV和PGTV的适形性指数(CI),人工计划与自动计划比较差异均无统计学意义(P>0.05);而PGTV的D1和均匀性指数(HI),自动计划均高于人工计划,分别为0.6 Gy和0.01,两者比较差异均有统计学意义(t=-7.05、-6.92,P<0.05)。自动计划比人工计划的膀胱平均V_(30)下降2.7%(t=3.37,P<0.05),股骨头和危及器官辅助结构(Avoidance)的平均V_(20)分别下降8.37%和15.95%(t=5.65、11.24,P<0.05),并且膀胱、股骨头、Avoidance的平均剂量分别降低了1.91、4.01和3.88 Gy(t=9.29、2.80、10.23,P<0.05)。测试的20例直肠癌患者病例的自动计划平均时间为(71.82±25.48)min。结论本研究利用直肠癌病例验证了一种联合剂量预测和参数迭代优化算法的VMAT自动计划方法的可行性。相比于人工计划,VMAT自动计划无需人工干预,在提高计划设计效率、计划质量和临床资源利用率等方面有很大的应用潜力。

摘要：目的:提出一种关于RPM放疗呼吸门控系统束流时间延迟性能的参考质控方法,给出参考条件下VB与EDGE加速器的时间延迟测量结果。方法:首先设计梯形质控呼吸曲线并加载运动模体,利用定位CT扫描由运动模体驱动的W-L模体,然后设计用于束流出束和截止延迟测量的两类质控计划,最后在加速器上执行质控计划,使用EPID采集模体的静态参考图像与运动测量图像,通过分析致密金属球在运动图像和参考图像中的位置差,反推束流的时间延迟,分别在VB与EDGE两台加速器上做方法验证。结果:VB与EDGE加速器的束流出束时间延迟均小于100 ms,截止时间延迟基本一致,VB加速器约为14 ms,EDGE约为22 ms。10FFF各剂量率的出束时间延迟基本一致,而6FFF、6 MV和10 MV则随剂量率的变化略有增加。4个能量各剂量率的束流截止时间延迟均较小且相对一致,部分能量有随剂量率变大而延迟缩小的趋势。结论:本研究提出的RPM束流时间延迟参考质控方法和条件具有较高的测量可信度和较强的临床实操性,测量结果表明RPM呼吸门控系统响应灵敏,研究结果为呼吸门控系统的时间延迟质控提供了重要的方法学指导与数据参考。

摘要：目的:开发并测试一套基于Web的剂量体积直方图(DVH)数据自动提取工具。方法:(1)采用Django应用框架和Python编程语言,设计一套基于Web的DVH数据自动提取工具。(2)利用自动工具分析从Eclipse计划系统中导出的30例相同类型计划的DVH表单数据,并采用人工方法读取DVH图中的相应参数作为对比,分析其耗时、准确性等方面的表现及误差产生原因。结果:自动提取DVH数据的效率远高于人工分析,且正确率更有保障。对于计划靶区体积的均匀性指数、股骨头和膀胱D_(50%)和平均剂量等参数,自动与人工提取的差异极小(误差≤0.01%,P>0.05)。但对于适形指数(CI)值的计算,由于计划系统空间采样算法的原因使得基于等剂量线结构转换测量以及DVH表单数据分析之间的结果存在较大差异[CI_PGTV平均相差(2.60±1.04)%,CI_PTV平均相差(0.66±0.29)%,P<0.001],但Web工具采用的DVH分析结果更加接近Eclipse自动生成的CI值,且有效避免了后者一次只能计算一个CI值的缺陷。结论:本工作开发的基于Web的工具可以对海量DVH数据进行高效、准确的自动统计,且具有跨平台应用等优势。

摘要：目的:针对激光等离子体加速的质子束流特性,设计用于剂量递送的新型紧凑治疗头系统,并通过模拟计算验证该方法的有效性与适用性。方法:基于实验上已实现的激光质子束流参数,利用散射体设计软件NEU(Nozzles withEverything Upstream)进行流线型散射体设计。通过散角选择和能散调制进一步优化剂量递送效率,并利用蒙特卡罗模拟计算软件TOPAS(TOol for PArticle Simulation)及底层的Geant4(GEometry ANd Tracking)计算引擎分析并验证激光质子通过此剂量递送方法后水模体中的剂量分布。结果:在直径6cm、高5cm的圆柱形靶区内,深度剂量分布平坦度在±1%以内,横向剂量分布在±3%以内。结论:此剂量递送方法及系统适用于现阶段激光质子束流特性,水模体靶区内剂量递送均匀、高效且稳定。

摘要：为适应放疗临床采用胶片开展射野剂量参数快速校验和离线深度分析的需求,本设计开发了基于MATLAB的胶片射野剂量学数据处理与分析工具包。工具包由GUI图形交互程序和功能模块函数集两部分组成:图形交互程序通过流程式操作,实现数据快速导入与处理,并能自动计算射野尺寸、半高宽、最大剂量深度等关键射野剂量学指标;功能模块函数集,可独立调用并获取过程中间变量,数据处理和分析自由度大,可做二次开发。工具包的开发为放疗临床采用辐射变色胶片开展射野剂量学质控提供了有力技术支撑,可有效提升质控工作效率与资源效益。

摘要：目的:研究Eclipse新光子优化算法(Photon Optimizer,PO)不同优化分辨率对直肠癌术前同步推量容积调强计划靶区(PTV)和危及器官受量的影响,指导临床选取合适的优化分辨率,保证计划质量,提高效率。方法:利用Rapid Plan模型,分别在1.25、2.50和5.00 mm优化分辨率设置下预测剂量体积直方图(DVH),通过Application Programming Interface脚本输出。用不同优化分辨率对20例患者进行计划设计,导出各计划表单DVH并用自编的MATLAB程序计算平均DVH,用SigmaPlot和SPSS软件绘图和统计分析。记录并比较各分辨率DVH的预测、计划优化时间。结果:不同优化分辨率生成的DVH预测区间及优化参数完全相同,且预测时间差异不大,但使用1.25 mm分辨率完成计划优化大约是2.50和5.00 mm分辨率的3~4倍。3种优化分辨率均能满足临床处方剂量,PTV和计划肿瘤靶区(PGTV)的适形度指数、PTV的均匀性指数差异均没有统计学意义。PGTV的均匀性指数存在统计学差异,但差异幅度在0.01以内,无临床意义。1.25 mm分辨率并不总能取得最好的危及器官保护,平均DVH图差异也十分微小。结论:靶区和危及器官剂量受优化分辨率影响很小,但时间差异明显。2.50 mm优化分辨率的性价比最高。