放射治疗质量控制和保证Word下载.docx
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常组织、体表解剖标记间的关系，这个过程也称为定位或模拟。
其它信息，如曾经接受过的放射治疗、目前正在进行的化疗等一些影响正常组织放射敏感性的因素也应在计划过程中综合考虑；
3在完成上述两个过程的前提下开始进行“剂量计划”，病人解剖信息和
在模拟定位过程中的射野设置输入计算机的放射治疗计划系统（,），计划者计
算剂量分布并对其进行优化，物理人员评估计划并报请放射肿瘤医师认可。
这个过程全部借助于进行。
系统是一系列计算机软件，包含图示、病人数据输入设备、治疗数据输出设备的工作站系统；
4计划复核。
在这个阶段病人被带到模拟定位机和治疗机上进行计划复
核，并再产生一些输出图像，上的信息也将输出到其它计算机系统（如验证复核
系统或治疗实施系统）[1]。
上述过程可以看出，一个完整的治疗计划是一个涉及到许多人员的复杂过程。
在过去的10多年中，精巧和复杂的计划系统越来越多，除了计划系统的软件越来越复杂外，许多诸如三维射野视观（'
s,）显示、数码重建放射图象（,）、三维剂量计算和显示、剂量体积直方图（,）等功能已成为新一代系统的基本功能，并且复杂的计划过程会带来更复杂的治疗，如电子射野影像、多叶光栏和计算机控制治疗实施等，它们具有提高和改善病人疗效和提高投照效率的潜力，当然同时它们的使用和质量保证也需要更多的人力和物力。
国际放射单位与测量委员会（）建议放射治疗的剂量精度为5%。
根据这个要求，放射治疗中每个步骤（其中包括计划过程）中的不确定性应小于这个值。
日常治疗中发生的误差是随机性的，而治疗计划过程中出现的误差往往是系统性的，而且在整个疗程中是恒定的。
因此，对和放疗计划设计过程实施质量保证是相当重要和完全必要的。
为了达到质量保证的目标，需要有一定的设备保证，如影像设备、、射线测量设备（计算机数据获取系统、体模），同时还需要有各类专业人员，包括放射肿瘤医师（）、放射物理人员（）和放疗技师（），更重要的是对质量保证所需的人员数量应实事求是地进行评估，特别是在引进新的精密设备时，增加了治疗的复杂性，要求有更多的人员，以确保系统的安全使用和质量保证程序得到确实执行[2]。
放射治疗科的总体质量保证工作需由一个专门委员会来组织，治疗计划的质量保证程序应经该委员会的认可和备案。
当然和放疗计划设计过程的质量保证，首先是放射物理人员的职责，但也应该得到放疗科内其它人员的支持和配合。
放射肿瘤医师独立地对治疗计划的关键过程负责，这些关键过程包括剂量处方、确定靶区及剂量和正常组织限量、对计划的最终认可。
他们应持有资格证书。
放射物理人员主要负责计划系统质量保证程序的设计和实施、向计划系统输入所需的机器数据、参与并审核病人的治疗计划，另外，他们还要决定本院治疗计划的质量保证程序，包括所需的测试、允许误差、测量频度，并能估计到所进行的测量的局限性。
他们也应持有资格证书。
放疗技师负责治疗计划的某些方面，如病人体位的固定、模拟定位和计划复核，他们应了解设备安全使用的范围，判断由于设备、病人相关问题和工作人员失误而产生的误差。
他们也应持有相应的证书。
放射剂量技师（）负责获取病人数据、设计治疗计划、计算剂量，并且在放射肿瘤医师和放射物理人员指导下提交每个病人的计划文件，协助放射物理人员实施质量保证程序。
他们也应持有相应的上岗证书。
总之，放疗计划设计的过程涉及到放疗科很多工作人员，是一项具有多重复杂步骤的工作，因此它的最终不确定性是针对全局的总体累积。
同时，由于整个计划过程的复杂性，因此要求设计更强大的质量保证程序，使用适当的仪器、人员、时间去实现这个程序。
治疗计划的质量保证涉及临床、物理和行政诸方面，它的顺利实施需要许多人的团队协作[3]。
第二节临床放射治疗计划的一般内容
保证放疗计划的每一步骤正确进行是放射物理人员的重要职责，随着目前越来越多的单位开展现代基于医学影像的三维治疗，对治疗计划实施完整、综合的质量保证程序也就变得越来越迫切，而且，随着治疗技术的日趋复杂，质量保证的内涵也在不断地变化，一般来说，它应考虑以下几个方面：
1订购治疗计划系统机对其进行验收测试的指标；
2对计划系统非剂量学范畴的测试、归档和表述；
3计划系统剂量学方面的测量、测试和验证；
4日常质量保证措施；
5整个临床使用计划系统中所有步骤的质量保证；
6作为质量保证程序一部分的计算机系统运行和管理；
7销售商和用户在软件方面的职责范围和销售商的支持。
计划过程包含众多的不确定性，所有这些不确定性都会影响最终结果的精度，从质量保证的角度来看，应该了解它们的来源及分别估计它们对结果的影响，下面列出的是一些不确定性的可能来源：
1病人定位：
病人及其脏器在扫描、模拟定位和实施治疗过程中的运动会影响靶区和正常组织位置的确定，而这又会影响到射野的设置；
2影像：
图像的传输、转换过程会增加解剖结构与射野间的几何不确定性。
如采用多种图像模式的融合技术，因其中涉及到各种图像间的套准，有时会增加这种不确定性，另外，、、中的图像畸变也会增加不确定性；
3勾勒轮廓：
轮廓勾勒不正确也许是整个计划过程中最大的不确定性，因为，靶区范围的决定是一项与医生个性有密切关系的工作，不同医生间及同一医生在不同时候对同一病例所画的靶区都可以有所差别；
4设置射野：
射野设置的精度取决于每个治疗机几何参数的刻度分辨率和
允许的误差，也与日常放疗时误差的幅度和频度有关。
据报道，这类误差可达1%，计算机验证记录（）系统和多叶光栏能在一定程度上减少这类随机误差，然它们也能带来更大的系统误差。
5剂量计算：
这类误差的来源包括原始测量数据精度；
机器输出剂量稳定性；
测量仪的灵敏度和分辨率；
测量数据后处理质量；
传输过程中的失真；
数据的使用方式。
此外，计算精度还与物理模型、计算过程中所作近似的合理性、剂量计算格点的密度等因素有关。
6剂量显示和计划评估：
剂量显示的不确定性在很大程度上取决于剂量分
布表示的精度，也和所提供信息的明细程度有关。
精度与解剖结构的定义、剂量
计算的分辨率、本身的组织方式有关。
在放疗计划评估时，常用肿瘤控制概率（,）和正常组织并发症发生概率（，）。
在使用时它们应考虑与临床结果的相符性，因为计算与的数字模型需使用许多放射生物学参数，而这些参数源自于有限的临床资料。
7计划实施：
其中的误差主要来自于将计划结果输出到病人文件（印刷的
或电子的）时的不确定度。
另外，治疗者因资料不完全而引起的失误也是其中的一个方面。
决定所需的或是能够达到的精度是质量保证程序中一个非常困难的问题，因此放射物理人员应决定：
①本单位中的在临床实际中所能达到的精度；
②这个预期的精度在临床使用中如何变通。
美国医院物理学家协会（）的53号工作组对治疗计划提出了两类精度。
第一，传统放疗”它的原形是两维计划系统，使用于
手工输入轮廓，只能处理共面无挡铅，也无补偿片的射野，其算法采用二维模型。
第二，三维放疗”（3,3）:
这是一个完全三维的系统，可以计算所有常用治疗
机上能投照的射野，使用三维电子笔束模型和现代光子算法模型。
这类模型可计算三维散射、三维不均匀形状等［4］。
表2-1传统放疗与3精度要求差异
项目
传统精度
3
依据
输入轴向轮廓
0.3
0.1
传统轮廓常通过手工得到，3D轮廓通过获取
产生、轴向轮廓
0.5〜10
传统系统在外手工生成2D的轮廓，这个过程并
不很精确，在3D计划中，从到的扩展是通过软
件进行的
第三节放疗计划系统的验收和测试
验收测试常被同日常质量保证测试相混淆，实际上，验收测试指的是用以证实根据其指标运行的测试。
验收测试指标的制订应本着可定量化、可测量化的原则合理进行，此外，考虑到制造商一般无法测试和验证用户的机器数据，对指标的检测不应该基于临床特定的射野数据。
验收指标一般可分三类：
1计算机硬件：
包括和所有外围设备（显示屏幕、打印机、绘图仪、磁带机等）；
2软件特性和功能：
许多软件的指标。
不是定量化的，而仅仅是回答有~
无、是~否；
3基准测试：
在非常特定的数据下检查算法、剂量计算的正确性，并考虑
计算所需的时间。
如果放射物理人员决定订购一个新的治疗计划系统，那么，他必须仔细考虑他那里特定的临床使用需要，包括治疗计划系统的使用方式，这不仅包括剂量的计算，还应考虑需采用什么输入方式，期望使用的水平，然后将这些需求转化成具体可定量和可测试的指标。
物理人员定下这些指标后，他还应该参与同销售商的谈判以最终确定这些指标。
下面列出的是一个关于剂量精度指标的例子。
本系统应含有（美国国立癌症研究所）的电子数据系，它将被用来进行系列的剂量计算验证以测试三维电子笔束模型算法。
（1）销售商应出示电子束开放野中在为100~110，限光筒60~15152时,在80%的射野范围内其计算结果应该与的测量值在3%的精度内相符，并且其10、20、50、80和90%等剂量线位置（归一在射线中心轴的最大剂量深度）与测量值差异小于2。
（2）制造商应
验收测量的步骤是将指标分别改写成测量内容，重要的是要确保所进行的测试能够检出指标达到与否。
在设计测试步骤时还应仔细优化程序尽量减少所需的测量，所作的测试步骤应完整记录并归档，并且这些步骤应同时被销售商和用户认可。
验收测试应在系统安装后和投入临床使用前进行。
系统的硬件和软件测
试应由用户进行。
在测试算法计算精度时所需的时间也许较长，因此在制订测试步骤时应决定这些测试究竟是由用户还是制造商进行，如果是由制造商进行，用户可要求抽检其中的一部分。
验收测试及其中步骤的改变应仔细记录存档。
表2
—2列出了验收测试的推荐项目
表2—2验收测试内容
测试内容
输入
在制造商提供的标准序列上生成解剖结构，其格式是用户将使用的。
解剖结构
用上述序列产生一个病人模型，勾勒体表和内部器官结构，产生三维显示。
射野描述
用制造商提供的标准射野工具验证设野功能。
光子剂量计算
用一个标准光子野的数据进行剂量计算，这个测试应包含多个开放野、不同*、
挡铅野、野△、不均匀介质、多射野、非对称野和楔形野等。
电子线剂量计
用一个标准电子野的数据进行剂量计算，应包含开放野、不同、异形野、不
算
均匀介质和表面不平坦等。
近距离治疗剂
对每种类型的单个源进行剂量计算，并推广到多源情况，包括妇科带卵形器
量计算
的标准布源技术腔内，乳腺癌双平面插植间质治疗。
剂量显示、
计算结果的显示、米用制造商提供的标准剂量分布验证的正确性，还可以米
用用户生成的剂量分布重复上述过程。
输岀
打印所有计划文件以证实文本和图像输岀的正确性。
:
源皮距；
△:
多叶光阑；
：
剂量体积直方图
第四节非剂量学范畴的质量控制和保证
现代的治疗计划系统包含许多与剂量计算非直接相关的方面，因此对它实
施质量保证程序时也应涉及这些方面。
这些非剂量学内容在三维系统中相对较多，但不能因此认为二维系统就不需要作这类测试。
要对所有这些内容作全部的测试需要花费很多时间，故开始时应首先测量临床上要涉及的那些功能。
病人体位及固定的重要性在于它是治疗计划的基础，体位固定的质量影响到病人体位重复的精度，并进而影响到治疗的精度。
采用某些固定设备会改变图像的质量（如伪影）和机器量计算。
这些影响都应事先仔细考虑。
只有很少一部分固定技术能对病人进行真正“固定”，因此即使使用了固定技术，仍存在着病人体位的不确定性。
在定位阶段，病人的靶区和正常组织传统上是在模拟定位机上决定的，而现在基于信息上的虚拟模拟已越来越普遍。
不管是采用何种技术，病人位置的信息必须精确地获得并准确地传输到计划系统中去。
因此对模拟定位机、扫描仪和虚拟模拟工作站的机械性和图像质量进行严格的检测也是质量保证程序的一部分。
例如对模拟机、，应检查所有的几何精度、激光标记等。
决定病人解剖的“图像”可以简单到手工轮廓或复杂到多种模式（）的断层图像，其质量直接影响到以后剂量计算的精度。
对于图像的质量保证应确保获取过程处于最佳状态，并且其传输、使用过程都是正确的。
许多图像参数会影响到以后的计划，不恰当地设置和读取参数（像素大小、层厚、值、标度和方向）会导致系统错误地使用图像数据。
为了正确地使用图像信息，建议对影像检查制订规范以供日常使用，这些规范应包含如下内容：
①须对病人扫描的范围；
②病人的体位及固定装置；
③用作病人体表坐标系的标记物放置位置；
④扫描参数，（如层厚、间隔）；
⑤胸、腹
部扫描时的呼吸要求；
⑥使用造影剂的细则。
1、图像转换和输入靶区和解剖组织的模型化和描述是计划过程重要的一环。
如果器官轮廓勾勒不正确，再精确的剂量分布也会失去意义。
目前，作为基本图像信息已越来越广泛，通常，它们以影像格式储存并通过网络或媒介输入。
建议所有的影像设备和计划系统制造商都能与协议兼容以减少图像在不同格式间的转化，进而提高传输效率和减少出错。
图像信息的质量保证应包含以下内容：
①图像几何：
列出并
复核图像参数，如像素数，像素大小、层厚；
②扫描位置与方向：
列出并复核每一图像位置参数，特别是病人左右、头脚的坐标方向；
③文本信息：
复核文本信息传输的正确性；
④图像数据：
复核灰阶值的精度、特别是在将值转化成电子密度时；
⑤图像无损性：
检查图像的所有特征，包括系统内确保正确识别原始图像和被修改过图像的工具。
2、解剖结构
在三维计划系统中，病人的解剖信息要比二维系统复杂得多，因为三维系统中病人的解剖结构必须是连续的，这些结构常由画在二维层面上的轮廓重建组合而成。
相对于这方面的检测有以下9项：
1结构属性：
检查类型（体表轮廓、内部结构、不均匀性），因为不正确的属性会导致结构使用不正确；
2相对电子密度：
检查使用相对电子密度的定义是否正确，（分块定义密
度/通过值导出密度），因为计算不均匀修正用到的相对电子密度的正确性取决于它的定义；
3显示特性：
颜色、描绘方式，及在结构显示中择取何种类型的轮廓；
4自动勾勒轮廓的参数：
检查自动勾勒轮廓参数的设置，因为不同的参数设置所定出的轮廓也不同，一般应根据不同的器官决定不同的参数；
5由轮廓生成结构：
必需注意以下问题：
a.是否可使用非轴向轮廓？
b.决定轮廓的点数是否有限？
c.在轮廓锐角处的响应？
d.轮廓遗漏的后果？
e.是否要求轮廓均匀间隔？
f.能否处理分支结构？
6通过一种结构扩展或压缩生成另一种结构[如在巨检肿瘤体积（,）外增加安全边界自动生成（,、和计划靶区体积（,）]：
了解生成算法的局限性，生成的结构是二维还是三维？
复核如尖角处、直角、凹陷区域等复杂情况下的结构生成；
7非轴向轮廓生成结构：
与上面轴向轮廓生成结构的测试相同，但要对所有方向上的轮廓进行；
8结构端点的闭合性：
检查结构端点闭合情况，列出不同结构默认的闭合
方式，因为结构闭合不正确会影响剂量计算精度，靶区的形状，射线视观（'
s,）
的显示和的生成及组织修正；
9结构定义：
用简单轮廓完成基本表面生成功能，并检查在极端情况下的正确性。
结构的基础是轮廓，对轮廓功能的检查内容包括：
1手工获取轮廓：
制订步骤，检查并记录正位、侧位片上参考点的源皮距
（），检查激光线以减少系统的或与病人相关的误差；
2数字化仪描迹过程：
每周用标准轮廓测试数字化仪，检查其整个平面上的精度；
3二维图像上的轮廓：
检查显示的轮廓与原始图像的一致性、轮廓在三维坐标中位置的正确性、极端情况时（过多的点、环状轮廓）的相应每个轮廓的标识及与三维结构的对应性；
4自动勾勒轮廓：
在多种情况下（不同灰阶梯度、不同图像类型、标记物、造影剂、异物）检验算法的正确性；
5分支结构：
是否允许在一个层面上有同一结构的两个轮廓？
能否映射回结构？
检查结构的三维重建和剂量体积直方图（,）；
6透视中的轮廓显示：
检查、中轮廓的投影是否正确；
7定位片上的轮廓：
这种图像的特征是在横断方向上有点源发散效应而在轴线方向没有；
8从表面提取轮廓：
能否对重建的三维结构曲面采用任意方向的平面截取轮廓？
（三）密度表示
在中，图象不仅用作迭加剂量分布的背景，不同组织的值还可作病人组织密度修正，对密度特性进行的测试内容有：
1相对电子密度表示：
检查系统能否根据生成正确的相对电子密度，并检验它在轮廓、图像变化后能否正确运行；
2值转换：
验证值~密度转换正确性；
3编辑：
检验用以编辑相对电子密度操作的功能；
4测量工具：
检查测量某点电子密度的工具。
计划过程中有时须设置填充物，故应测试计划系统填充物功能，包括其相对电子密度、密度测量工具、自动设置功能，与射野位置关系，剂量计算、机器量计算及输出。
（四）图像的使用和显示
应检验系统显示图像的窗位和窗宽设置，系统显示与显示相符的情况，生成的图像（如由横断生成的矢状、冠状或任意平面的图像）的位置、极端灰度的正确性，从影像上取消床面的可能性（床面的存在并且作为人体一部分计算会造成不正确的剂量分布），区域分析功能（对某一感兴趣区域探测值的最大、最小、平均值），位置测量（点坐标、线段长度，夹角），三维立体描绘（颜色和描绘功能），使用多个窗口的可能性。
（五）图像套准
的一个强大功能是不同来源影像间的套准和融合，为了实现这个功能，应具有定量地将一组数据套准到另一组相数据的功能。
数据套准功能的检验既涉及验收测试也与日常检查有关，这是一项相对庞大而复杂的工作。
四、射野设置射野也是的基本操作，设野的许多方面和功能都是质量保证程序的关键内容。
（一）射野的布置和定义
射野的基本参数有：
标识（机器、类型、能量），几何参数（等中心位置、机架角、床转角、光栏角）；
距离（源~光栏距、源~托架距、源~多叶光阑距）；
光栏设置（对称、非对称）；
射野挡铅；
；
电子线限光筒；
体表挡铅；
楔形滤片［名称、类型（物理、动态、自动）、角度、最大楔形野面积、方向、附件限制（挡铅、等）］；
射野整修（光子补偿片、光子/电子填充物、调强装置）；
归一方式（射野不完整权重或射野剂量归一点）。
需要在设置、编辑保存和整个计划使用射野时理解、记录和测试这些参数的意义，了解这些参数如何被使用和被修改是设计质量保证程序时重要和困难的部分。
如果系统支持，则还需检验系统的参数，这些参数包括：
叶片宽度；
叶片运动的最大、最小距离；
叶片数；
相邻叶片位置最大差异；
叶片过中线最大距离；
叶片透射、叶片读数分辨率；
叶片算法（叶片顶端与轮廓的相交方式）；
叶片标记；
顶端形状；
叶片位置编辑的可能性；
叶片动态可能性；
与动态多叶光阑（,）同步性。
（二）机器标识、限位和读数现代的容量很大，能装载许多治疗机的数据，对每一台治疗机及其能量，需要有详细的描述信息，这些信息的内容有：
1多种能量/方式和特殊模式；
2独立准直器和叶片的运动限位；
3楔形滤片数量、类型与方向；
4名称代码转换（即治疗机名称及其射线类型、能量大小在中的标识代码）；
5每个运动自由度的标度、限度和分辨率；
6运动速度；
7治疗机整体几何形状。
对机架角、光栏角、床转角的标度与方向，国际电工委员会（）有专门规定，当然，各制造商也有按自己标准刻度这些标度的（特别是一些老设备），因此，需要检查确保计划系统输出的参数与实际治疗机标度一致。
（三）几何精度
中设置的射野位置和方向应和实际的治疗机情况一致，此外，还需要检查：
1在内部，每个参数的几何分辨率和精度必须用伴随在输出文件中或打印输出中的坐标值保证；
2运动的复杂组合应该能够可分解显示以验证参数之间相互关系的正确。
（四）射野形状设计
最终的照射野形状可由矩形光栏、聚焦挡铅模、电子束不规则异形铅块和决定，并通过多种方式输入计划系统，必须对每一种输入形状都进行检查，这些测试有：
1挡块类型：
检查系统辨别中间屏蔽型（）、周围屏蔽型）及适形型（）挡铅的能力，并考虑挡铅边缘的聚焦性；
2透射率：
对完全屏蔽型和部分屏蔽型挡铅正确标出透射率或铅块厚度；
3叶片适形方法：
表明匹配照射野形状的所有方法；
4电子线限光筒：
检查系统中不同大小限光筒的可调用性；
5打印输出：
检查所有表示射野大小或用于制备挡铅的打印输出。
对手工输入射野形状的，如采用数字化仪，或在窗口中用鼠标输入的或采用键入坐标输入叶片位置的，需复核胶片放大率、数字化仪的精度，测试输入点数变化对最终形状的影响，检查所有轮廓在、上的位置，观察它们与射野边缘的关系。
如果射野形状的决定是自动的，应对生成射野形状的算法功能作更复杂的检查。
对于而言，还有另外需考虑的内容：
如检查叶片到达的位置与期望位置的差异；
检查每一种匹配轮廓的方法，测试时应包括多种复杂的轮廓形状。
（五）楔形滤片
对中的楔形滤片功能的测试内容有：
1方向与角度表示；
确保楔形滤片的方向和角度在整个计划过程中一致；
2二维显示：
检查在不同的二维平面上（平行、正交、倾斜）和不同的机架角、光栏角和楔形滤片角时的滤片显示；
3三维显示：
在上述情况下，检查室内观视（）中的显示；
4方向与射野限制：
楔形滤片一般有其可使用的射野面积限制，须检查确认在实际情况下不能实施的楔形野在计划系统中也不允许，由于不同的能量、不同的滤片的面积限制也可能不同，因此须对每个能量、每个滤片进行复核；
5自动楔形：
验证实施“一楔多用”的开放野和楔形野剂量
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