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众里寻她千百度,Halcyon就在灯火阑珊处

保证患者接受的剂量与治疗计划的高度一致是所有放疗专家追求的终极目标。追求,寻找,终于看到那颗璀璨的放疗钻石——Halcyon横空出世了!她极大提高了QA/QC的工作效率,保证了各级放疗单位高效高质的完成QA/QC任务,并正在为全球癌症患者带来全新的临床获益。

环形机架Halcyon系统,是业界的又一突破与创新,其简洁高效的设计和应用理念,使得QA/QC效率得到全速提升,让我们在研究文献中来感受她的光芒吧!

1、更便捷的设备调试(commissioning)和参考剂量校准

任何放疗设备在投入临床应用之前,都需要进行严格的调试,其内容主要包括测试系统功能、记录系统特性、验证剂量算法重现测量剂量的能力等。传统上,需要测量和采集每一台医用直线加速器大量的射束参数,并输入治疗计划系统,以建立该加速器的机器模型,俗称“灌数据”。

而Halcyon的机器模型数据已经预配置在Eclipse计划系统里,无需为Halcyon新机器“灌数据”,从而更便捷的完成设备调试。相同的机器模型也便利了患者在院内Halcyon之间换机治疗,或者在(医联体的)不同医院中接受Halcyon治疗。

在预配置机器模型的准确性方面,比利时鲁汶大学Robin教授等研究表明[1],该预配置数据的TPS完全符合AAPM MPPG 5.a 和 AAPM TG-119调试标准要求(见下图)。

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计算得到的剂量曲线和实测的剂量曲线之间的比较

患者接受的辐射剂量来自于加速器的辐射输出,参考剂量校准是将加速器的输出量进行标定,建立其输出量与绝对剂量的关联,这项工作直接影响患者的吸收剂量准确性,并且也是监管机构关注的重点。加州大学圣迭戈分校(UCSD)Samantha等在Halcyon 系统上完成TG-51参考剂量学的工作[2]后得出结论:Halcyon会使得参考剂量学的工作更加简便。这一特性将非常有利于那些物理人力与质控设备资源有限的医院,高质量完成QA/QC工作。

2、更高效的设备QA和患者QA

a)QA项目减少

放疗设备各子系统、各部件是否运行在正常状态,需要放疗物理师来检查和验证。Halcyon的辐射系统结构设计简洁,无需使用Jaw与灯光野、治疗床不需要旋转、无需外置的激光灯,IGRT系统无机械支臂的运动,这一系列设计有助于减少设备QA项目并大大减少物理师的工作量。

b)优化的设备QA

Halcyon自带MPC为自身做设备性能检查,方便了设备QA。为了测试MPC的实际效果,Yuting Li等在研究中预先嵌入已知误差,并使用MPC 测量偏移与已知偏移之间的差异 ,以评价MPC探测剂量和几何参数误差的能力[3] (见下图) 。研究结果显示:MLC位置平均差异为0.05mm;治疗床位置三个方向的平均差异分别为纵向0.02mm、横向0.07mm、竖向0.01mm;机架角度平均差异为0.014°。该项研究结论为,Halcyon的MPC功能是准确和有效的,可以用于Halcyon晨检。

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MPC床移位测量中体模的摆放

c)简捷的患者QA

任何患者计划在应用到患者治疗之前,都需要验证该计划的准确性、可执行性,在Halcyon上执行的治疗计划也不例外。北京大学肿瘤医院胡俏俏物理师等[4]研究发现:Eclipse计划系统集成的患者计划QA模块Portal Dosimetry和传统的二维矩阵测量均可用于Halcyon治疗计划剂量验证;而且,Portal Dosimetry在验证效率和由空间分辨率所致的剂量验证精度方面优于矩阵测量方式。

3、准确的成像剂量计算和治疗剂量计算

Halcyon对患者的每个分次治疗都进行IGRT图像引导,明显提高了分次治疗的位置准确性;图像引导频次的增加,使得医生和物理师更加关心成像剂量。有研究者在54种成像条件组合下比较测量和Eclipse计算的成像剂量[5],结果如下图所示;并且得出结论,Halcyon 成像剂量计算误差小于治疗剂量的0.5%;计算的累积成像剂量和治疗剂量准确反映了实际剂量。

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比较测量和Eclipse计算的正常组织成像剂量

此外,由于每个分次治疗的初始摆位不尽相同,患者实际接受的成像剂量与治疗计划中的成像剂量之间存在差异,北京大学肿瘤医院的Yuliang Huang、Hao Wu等研究者回顾分析临床试验中的患者数据[6],发现PTV区域平均剂量差异仅为−0.61 cGy (−0.71%) (仅成像剂量)和 −0.00 (0.00%)(合并了治疗剂量)。由此验证了成像剂量计算的准确性,和覆盖所有分次的可靠性。

治疗剂量计算准确性的重要性毋庸置疑,需要验证整个系统能够在临床上复杂的解剖结构条件下,是否仍然能够准确的计算剂量分布。比利时鲁汶大学的研究者Robin等研究发现[1],使用Halcyon预配置数据的TPS,在非均匀仿真体模上做的E2E测试结果均在临床可接受的范围内,并符合相关的认证和标准。

总之,从射束模型配置、参考剂量学测量、设备性能检查、设备QA、患者QA、成像剂量和治疗剂量计算等方面,Halcyon可以实现高质量高效率的QA/QC,这有利于各级放疗单位高效的完成QA/QC任务,物理师可以获得更多的时间来进行科研等重要工作。

Halcyon保证了放疗工作者在轻松愉快的工作环境中,高质量的保障放射治疗的安全性和有效性,从而为使用者带来与其他设备不同的良好体验。

众里寻她千百度,蓦然回首,Halcyon就在灯火阑珊处。

* Halcyon:国械注准20183050514

参考资料:

[1] Robin De Roovera, Wouter Crijns et al. “Validation and IMRT/VMAT delivery quality of a preconfigured fast-rotating O-ring linac system”; Med. Phys. 46 (1), January 2019, P328 – P339
[2] Samantha A.M. Lloyd, Tze Yee Lim, et al. “TG-51 reference dosimetry for the HalcyonTM: A clinical experience”; J Appl Clin Med Phys 2018; 19:4:98–102
[3] Yuting Li, Tucker Netherton, et al. “Independent validation of machine performance check for the Halcyon and TrueBeam linacs for daily quality assurance”;J Appl Clin Med Phys 2018; 19:5: 375–382
[4] 胡俏俏, 蒋璠等,”瓦里安Portal Dosimetry和PTW 1500矩阵在Halcyon聊治疗计划剂量验证的对比研究”;中华放射医学与防护杂志2019年1月第39卷第1期,P58 -P62
[5] Yuting Li, Tucker Netherton, et al. “Normal tissue doses from MV image-guided radiation therapy (IGRT) using orthogonal MV and MV-CBCT”; J Appl Clin Med Phys 2018; 19:3:52–57
[6] Yuliang Huang, Hao Wu, et al. “Dose calculation deviations induced by fractional image-guided-couch-shifts for Varian Halcyon MV cone beam CT”; Physica Medica 58 (2019) 66–71