基于2D探测器阵列的大场RapidArc技术治疗前质量保证中的剂量重建技术分析

《Scientific Reports》：Analysis of dose reconstruction techniques in pre-treatment QA of large-field RapidArc technique with a 2D detector array

　　

摘要

本研究旨在评估在采用Octavius 4D系统及1500 2D电离室阵列对大范围盆腔RapidArc治疗计划进行治疗前质量保证时，标准重建技术和复合重建技术对伽马射线通过率的影响。研究重点在于量化不同伽马标准及归一化模式下重建方法的效果。研究分析了10个用于盆腔放疗的大范围盆腔RapidArc验证计划，分别采用基于单次测量的标准重建技术，以及通过合并两次纵向偏移测量值在Octavius 4D系统中生成的复合重建技术。测量是在Varian TrueBeam直线加速器上使用6 MV射线进行的，剂量比较则在verisoft软件中完成。复合重建技术是通过合并两次纵向偏移的测量值来扩大探测器的有效视野。伽马分析在全局归一化和局部归一化两种模式下，针对多种标准（1毫米/2%、2毫米/2%、2毫米/3%、3毫米/2%和3毫米/3%）进行。通过配对检验评估不同重建方法之间的统计学显著性（p＜0.05）。在全局归一化模式下，所有标准下的3D伽马射线通过率均超过95%，标准重建与复合重建之间的差异可忽略不计（＜±2%，p＞0.05）。局部归一化模式则具有更高的灵敏度，在最严格的标准（1毫米/2%）下，复合重建方法的伽马射线通过率可低至标准值的?11.6%，不过在3毫米/3%的标准下，这种差异已缩小到＜2%。复合重建技术得到的体积及横截面伽马射线通过率始终与单平面分析结果相当或更高，这表明不同平面间的剂量一致性良好。该复合重建技术能提供与标准方法相当的剂量精确度，同时还能实现大范围盆腔RapidArc治疗场的全场验证。其应用显著提升了质量保证的效率，且不会影响临床治疗的可靠性。对于常规应用而言，结合全局归一化及3毫米/3%伽马标准的复合重建技术，能为大范围治疗前的质量保证提供精度与实用性之间的最佳平衡。