强调放射治疗头-颈部仿生模型及临床应用

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1、期刊文献强调放射治疗头-颈部仿生模型及临床应用林大全,宋锦平,王远萍,黄志伟（1．四川大学人机工程及医疗设备研究所,四川成都610065；2.四川省人民医院X刀治疗中心,四川成都610072；3.四川新医药研究所,四川成都610065）摘要：强调放射治疗仿真体模按中国人体50百分位参数，用透明全能谱组织等效材料制成，使体模具有高度仿生性、可视性，模拟了十个器官组织。既是人体解剖的模型，又是组织等效的放射诊断模型和放射治疗模型，是医学影像训练的操作模型。这样，可实现多种剂量计(适合电离室，半导体探测器，热释光剂量计，胶片剂量计)的归一化对比。应用表明，该模

2、型可用于机械精度的校正，靶点、靶体积剂量验证，临近重要器官剂量分布测定，保证剂量不确定度小于5%。关键词：强调放射治疗仿真体模临床应用一、前言科学的进步，社会的发展，放射治疗技术已成为肿瘤的三大治疗手段.其中60—70%肿瘤患者需单纯放射治疗与外科手术化疗治疗相结合。近40年来立体定向放射治疗（StereotacticRadiotherapySRT）提高了靶点的几何精度和剂量精度。实形放射治疗（ConformalRadiotherapyCRT）保证了靶体积与肿瘤病灶的形态相一致；强调放射治疗(IntensityModulatedRadiotherapyM

3、RT)使射线的能量调整保障肿瘤靶区有最佳的透射、散射、能量沉积的效果，使肿瘤靶点、靶体积剂量大大提高，使临近和紧要器官剂量大幅度减小。这样，不仅提高了放射治疗的生存率，又提高了患者的生存质量，是放射治疗的巨大进步。放射治疗新方法的研究、临床治疗剂量学的研究、放射治疗计算机计划系统研究开发、数学模型的科学性、放射治疗的安全性、临床可操作性都必须用仿真体模来检验和验证。为保证放射治疗全过程的质量控制和质量保证，强调放射治疗新型体模(IMRTphantoms)的研究和应用为国内外所关注。林大全生物医学工程及仪器教授，国家级有突出贡献的专家，四川大学人机工程及医

4、疗设备研究中心主任、四川省人机系统及仿生工程重点实验室学科带头人、北京大学兼职教授、中国创造学会、中国医学物理学会理事。20余年来，从事仿生材料及仿生人体模型研究，“中国人仿真人体模型”系列产品，1992年被国际辐射剂量单位与测量委员会（ICRU）命名为“成都剂量体模”（ChengduDosmitryPhatom）是向全世界推荐的最新剂量体模之一。期刊文献二、材料与方法强调治疗头，颈部体模具有如下6个特点：1.中国人体参数的特征性按中国人体50百分位（平均值+标准差×K），计算出相关的外形尺寸、脏器尺寸和颅骨尺寸，可避免与西方人种前后径大于左右径引入的剂

5、量偏差。2.采用新型的全能谱等效材料按人体十一种主要元素相似的“基本元素等效法”对碳，氢，氧，氮进行“互补替代法”，避免了微量金属元素的加入，特征谱线对剂量能谱的干扰在50KEV——20MEV能谱范围内与人体组织的等效误差小于2%，不均匀性误差小于1.2%。因此具有全能谱等效吸收的特性，提高了体模材料的仿真性。3.体模的仿生性和可视性为保证实验中对器官剂量点的定位，采用光学半透明材料（对可见光透过率约70%），从外部见解剖学的特征，脏器的空间分布，模拟了颅骨，鼻咽腔，下颌骨，牙齿，大脑半球，晶状体，腮，腺，舌。既是人体解剖的模型，又是组织等效的放射诊断模

6、型和放射治疗模型，是医学影像训练的操作模型。4.多种剂量计的可测性设置了专门的测试孔，测试棒和可调换的鼻咽部体模板，适合电离室(IonizationChambers)，半导体探测器(SemiconductorDetectors)，热释光剂量计(ThermolumineDosmitry)，胶片剂量计(FilmDosmitry)进行体内外剂量分布的测定。　A.电离室由颈部插入和下颚插入，避免电缆导线的干扰。B.半导体探测器（φ60×10mm椭圆体，组织等效厚度相当于5mm）十通道剂量分布测试仪具有十个并行接口，各探测器采用一一对应的线性和能量曲线输出，减小探

7、测器分散可能引起的偏差。可测定靶区或感兴趣区域的剂量，临近区域和紧要器官的剂量。C.热释光剂量鼻咽腔部分设置可替换的非均匀结构的体模板按需要打出3×3,5×5(mm)TLD孔，不用的孔可用组织等效材料填塞块。D.胶片剂量计由于采用半透明和弹性体的仿生材料，邹氏强度70，压缩和恢复时间小于1.5秒，加之采用了平面涂层理保证胶片间的间隙小于0.02mm，肉眼看不见压缝透光间隙。期刊文献三、临床应用用德国西门子Sotatom---plus4螺旋CT扫描仪进行体模的定位扫描。用美国Radionics计算机治疗计划系统及定位框架进行头模的放疗计划设计及空间定位。用

8、德国西门子Siemens6740直线加速器作辐照源。用英国Farmer2570剂