栅扫描重离子束治癌束流配送系统对运动靶区的适形放疗(Ⅰ)模拟计算

从理论上研究了在主动型栅扫描束流配送系统下,靶体运动对靶区剂量均匀性以及重离子治疗适形程度的影响.模拟计算了在实验测量得到的脉冲束流照射下,栅扫描系统引导束流对运动靶体实施照射后,靶体运动模式与靶区各等能量断层剂量分布均匀性的关系.由这些模拟计算结果,得到了一些针对运动靶体提高靶区剂量分布均匀性的策略.模拟计算提供了一种评估运动靶体上剂量分布的有效手段,其结果及内涵为今后该方向上的可行性实验研究奠定了坚实的基础.     

栅扫描重离子束治癌束流配送系统对运动靶区的适形放疗冰(Ⅰ)模拟计算

从理论上研究了在主动型栅扫描束流配送系统下,靶体运动对靶区剂量均匀性以及重离子治疗适形程度的影响.模拟计算了在实验测量得到的脉冲束流照射下,栅扫描系统引导束流对运动靶体实施照射后,靶体运动模式与靶区各等能量断层剂量分布均匀性的关系.由这些模拟计算结果,得到了一些针对运动靶体提高靶区剂量分布均匀性的策略.模拟计算提供了一种评估运动靶体上剂量分布的有效手段,其结果及内涵为今后该方向上的可行性实验研究奠定了坚实的基础.     

离子束治疗中的靶区运动补偿方法

相对于被动式束流配送系统,由患者呼吸因素而引起的肿瘤靶区运动会对主动式束流配送系统下的离子束放射治疗带来非常严重的影响,造成离子束辐射场剂量分布的严重畸变,甚至对肿瘤靶区周围的健康组织造成严重损伤,很大程度上影响离子束治疗的疗效。因此,在主动式束流配送系统下,建立针对由呼吸因素引起的运动肿瘤靶区的适形调强照射方法就显得必要,且具有重要意义。系统介绍了呼吸运动探测、4D-CT 以及目前主要的3 种运动补偿方法(多次扫描、呼吸门控和主动跟踪技术),并对这3 种方法在靶区适形度、稳健性以及技术复杂度等方面进行了比较。在靶区适形度方面主动跟踪技术优于门控技术,而门控技术又优于多次扫描技术;在稳健性方面多次扫描技术优于门控技术,而门控技术优于主动跟踪技术;在技术复杂度方面,多次扫描技术最简单,其次是门控技术,而主动跟踪技术最复杂。Active beam scanning results in serious distortion of ion-beam irradiation field in the presence of target motion and causes damage to healthy tissues round tumor target compared to passive beam shaping techniques. Therefore,it is necessary to establish suitable conformal irradiation methods for moving targets caused by the factor such as respiration in active ion beam scanning system. In this paper, motion detection, 4D-CT and three main ion beam specific mitigation techniques, namely rescanning, gating and beam tracking, are introduced. In addition, three motion mitigation techniques are compared comprehensively in terms of target conformation, robustness and mplementation complexity,respectively. For target conformation, the beam tracking is superior to gating, and gating is better than beam rescanning;the robustness decreases in the order rescanning-gating-beam tracking; for implementation complexity, beam rescanning is the most simple technology, followed by gating, while beam tracking is the most complex technique.     

HIRFL浅层肿瘤重离子治疗终端束流配送系统性能的实验验证

详细介绍了兰州重离子研究装置(HIRFL)浅层肿瘤重离子治疗终端的被动式束流配送系统, 对该束流配送系统重要组成部件及其整体的性能进行了实验验证. Bragg峰展宽装置脊形过滤器及能量调节装置射程移位器测试结果显示该设备的性能指标达到设计要求. 为验证该被动式束流配送系统的整体性能, 进行了束流成形实验, 模拟对肿瘤靶区的三维适形照射. 结果表明: 利用该束流配送系统可实施对肿瘤的三维适形放射治疗. HIRFL浅层肿瘤治疗装置束流配送系统性能的验证为下一步开展肿瘤重离子束治疗临床试验奠定了基础.