Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学验证

刘芬

【摘  要】目的：对Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学进行验证，以对其临床使用的安全性和有效性进行分析。方法：通过对Pinnacle三维治疗计划系统数学模型的计算和实验测量输出因子进行对比，同时采用荷兰辐射剂量测量委员会推荐的剂量学验证分析标准，在有关测试项目设计基础上对Pinnacle三维治疗计划系统的剂量计算精度进行验证分析。结果：对比分析显示，当前确立的Pinnacle三维治疗计划系统剂量计算精度较好，其全部开野输出因子的计算结果偏差均控制在1%以内，楔形野计算结果的偏差控制也基本控制在3%以内，而所设计的12项测试结果的最大平均偏差都在1%以下，与NCS推荐标准相符合。结论：Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学验证分析显示精确度较高，可在临床中投入使用。

【关键词】Pinnacle;三维治疗计划系统;剂量学;验证

【中图分类号】R587.1       【文献标识码】A       【文章编号】1004-7484（2019）06-0114-01

临床中，治疗计划系统作为现代放疗计划设计与剂量计算使用的重要工具，其系统的良好运行是确保临床使用安全性和有效性的关键，同时加强治疗计划系统的运行维护与管理，也是医院放射物理师的重要工作内容。需要注意的是，临床在进行现代放疗计划设计与剂量计算过程中，所应用的治疗计划系统并不是购买后就直接投入使用的，需要通過对系统进行合理设置与验证分析后，对治疗计划系统数学模型所需参数进行测试确认，在符合有关标准及规定的情况下，才能够在临床中投入并使用，从而对该系统工具进行临床使用的安全性和有效性进行保障。下文以Pinnacle三维治疗计划系统为例，对其剂量学验证及结果进行分析，以供参考。

1材料和方法

1.1 仪器与设备

本文所验证分析的Pinnacle3三维治疗计划系统为9.10版本，剂量学验证分析参数测取加速器型号为瓦里安iX，点绝对剂量测量在PTW三维水箱中进行，所使用仪器设备还包括PTW30013电离室，其中，该电离室的室壁外直径为7mm，气腔体积为0.12cm3，气腔直径为4mm;此外，该系统剂量学验证分析中，是采用PTW UNTDOS webline剂量仪与PTW30013电离室进行交叉校准，以确保实验测试与分析顺利进行，测试结果准确可靠。

1.2 方法

根据上述提供的实验测试仪器与设备系统，在进行Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学验证分析中，对每个点的剂量进行重复测量并分析三次后，以其平均值为最终结果，同时，出于对该三维治疗计划系统临床使用中的输出量稳定性考虑，还需要在不同工作日和同一工作日内均进行10×10cm射野、10cm深度处剂量的重复测量，并且对其测量结果的误差要求不超过1%。此外，在进行上述Pinnacle三维治疗计划系统的剂量计算输出因子分析中，除了需要对标准深度输出因子进行测量验证外，即SSD为90cm、d为10cm时，还需要对SSD为100cm、d为10cm时的输出因子进行测量验证，并将其作为附加深度输出因子进行实验分析。

在上述测试分析基础上，根据荷兰辐射剂量测量委员会（NCS）推荐的治疗计划系统剂量测试分析标准，进行相应的测试分析条件设计，对该系统剂量计算的相对偏差与置信限度进行测试并验证分析，以实现其剂量计算精度的评价。其中，在进行测试条件设计中，是在NCS标准上进行略微改动，根据本次测试分析的实际情况，对存在测量条件限制以及需要增加测量分析验证点的情况进行补充，以实现射野中心轴与另外两条平行线在中心轴深度轴线上的点剂量进行测量分析，上述所测量分析的点剂量除建成区内外均为剂量梯度较小区域分布点，主要表现为SSD为100cm时，测量深度分别在1、3、5、10、15、20、25和30等不同点的深度输出因子及有关测量误差情况。

1.3 测量数据的验证分析

根据上述方法对验证测量结果和治疗计划系统的计算结果进行对比，对测量值和计算值的误差分析按照进行计算，并且对统计中所涉及计算偏差作为相对偏差进行分析。如下式（1）所示，其中，表示点剂量计算值，表示点剂量的测量值，对摄影半影外或者是挡块下的点剂量相对偏差，则通过下式（2）进行表示，其中，表示同一深度射野中心轴的剂量测量值。

此外，针对上述验证分析的偏差结果，根据NCS标准内容，其中，对射野内高剂量测点的均匀介质与简单几何条件下的偏差允许值为2%及以下，对楔形板、挡块以及不均匀介质条件的偏差控制要求在3%及以下，对更复杂条件的偏差控制要求为4%及以下;而对射野外低剂量测点的均匀介质与简单几何条件下的偏差允许值为3%及以下，对楔形板、挡块以及不均匀介质条件的偏差控制要求在4%及以下，对更复杂条件的偏差控制要求为5%及以下。如下式（3）所示，即为NCS推荐标准的置信限度表示公式，即为一组测试计算与测量值的相对偏差平均值，其中，为标准差，在测试计算偏差的平均值或者是计算偏差离散性过大情况下，都可能导致其置信限度超出相应的限度标准。

2结果分析

根据上述验证分析方法，首先对SSD（源皮距）为100cm时的输出因子计算误差验证分析显示，其开野输出因子的计算精度非常高，其偏差均控制在1%以内，而矩形楔形野的计算偏差相对较大，其中，以60?楔形板15×40cm射野计算偏差为最大，在SSD为90cm时达到3.4%，但仍符合NCS推荐标准的偏差要求。此外，在对系统点剂量计算中输出因子置信限度验证分析显示，虽然存在部分射野的计算偏差相对较大的情况，但是其偏差结果均在NCS标准允许范围内;同时，在附件测试分析条件中，其系统剂量计算的置信限度偏差验证分析结果显示各项测量的平均偏差均低于标准差，由此可见，Pinnacle三维治疗计划系统的剂量计算精度较高，能够在临床中投入使用。

当前，三维治疗计划系统在实际中的应用越来越普遍，它与传统的二维治疗计划系统相比进行剂量计算的精确度明显提升，但同时对其在实际中进行应用的质量要求也随之提高。需要注意的是，三维治疗计划系统在临床中应用是利用相应的数学模型根据测量数据进行拟合以获取相应的参数結果，从而进行剂量计算与应用实现的。因此，为确保三维治疗计划系统在临床应用的安全性与有效性，必须在使用前对实际应用治疗设备的剂量数据进行测量，并在三维治疗计划系统中输入后，通过拟合处理以进行系统测试，避免对三维治疗计划系统在临床中的正常使用产生不利影响。根据当前对三维治疗计划系统的验证分析与研究情况，其主要内容包含在以下三个方面，即针对某些疾病类型或照射方法采用仿真体模所开展的针对性深入研究，比较常见的有乳腺癌切线照射验证等，其在实际验证分析中容易受测量方法不同，对不同系统的验证结果形成相应的影响;此外，还包含对利用标准的测试数据包，在三维治疗计划系统中进行基本数据输入并根据测试项目的具体要求进行计算分析，并对计算结果与数据包测量结果进行对比，以对其进行验证判断的方法，其在实际验证分析中由于缺乏个人的临床使用治疗机数据，导致其不能作为临床使用验证结论进行应用;最后，还包含与本文相一致的验证方法，即通过对临床使用治疗机的基本参数测量，并向三维治疗计划系统中输入，通过拟合处理进行计算模型参数确定，并根据标准测试数据及方法进行测试与验证分析。

根据上述对三维治疗计划系统验证方法及其具体内容的分析，综合本文对Pinnacle三维治疗计划系统的验证分析结果可以看出，通过对临床使用治疗机的基本参数测量，并向三维治疗计划系统中输入，进行拟合处理以确定计算模型参数，然后根据标准测试数据及方法进行测试与验证分析，其各项测试与验证分析精度均比较高，该结果表明其能够在临床中使用。值得注意的是，上述验证分析过程中，对Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学测试与验证操作并非一开始就实现较高精度的验证分析结果获取，是结合齐验证分析过程中存在的问题进行不同拟合分析与调整基础上，通过多次验证最终实现相应的数学模型确定，并获取了较高的计算精度。

3结束语

总之，通过对Pinnacle三维治疗计划系统的剂量学验证分析显示，其系统剂量计算精度较高，可在临床中投入使用。

参考文献：

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