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研究生: 游佩潔
Pei Chieh Yu
論文名稱: 二極體應用於頭頸部活體劑量驗證的系統誤差分析
Systematic Uncertainty Analysis of Diode In Vivo Dosimetry for Head and Neck Cancer Radiotherapy
指導教授: 董傳中
Chuan-Jong Tung
趙自強
Tsi-Chian Chao
李宗其
Chung Chi Lee
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 原子科學院 - 生醫工程與環境科學系
Department of Biomedical Engineering and Environmental Sciences
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 68
中文關鍵詞: 活體劑量驗證二極體
外文關鍵詞: in vivo dosimetry, diode
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  • 本研究藉由活體劑量驗證,來偵測照射條件的誤差。根據實驗的結果,可建立活體劑量驗證的協定,此外,對於系統的不準確度也加以分析,進而排除系統的不準確度。由病人體表入射及出射劑量,再經由穿透率曲線推導出中軸劑量。量測前,需建立校正因子與修正因子,校正因子是劑量對讀值的比值,修正因子是非參考狀況及參考狀況之間的比值,故包括射源到表面距離修正因子及照野修正因子。所使用的光子能量為 6 MV (Varian 2100C/D machine),二極體型號是 VeriDose 30-472 (5-11 MV),由於是量測兩測對照傳統照野的病人,故計算劑量時不包含不均質的修正。為找出系統不準確度的來源對二極體本身做量測(1)溫度依存性(2)面具造成劑量的擾動(3)離照野邊緣遠近散射的影響。假體的量測結果,其劑量誤差平均值為 0.184 %,標準差為 0.5 %。活體共量測 204 個照野,其劑量誤差平均值為 0.45 %,標準差為 3.12 %。若修正病人不對稱所造成的影響,標準差將降為 2.39 %;如果將手算劑量程式做不均質的評估,標準差將降為 1.51 %。系統不準確度由溫度而來的大約有 3 – 4 %;由面具而來的有 1 %;由面具和假體表面間隙造成的有 2 %;離照野邊緣四分之一邊長處將小於 2 %。只要經過不對稱修正及不均質評估,活體劑量驗證就可成為偵測劑量準確度的方法。


    目錄 第一章 前言 第二章 實驗原理 2.1.活體劑量驗證系統 2.2.中軸劑量演算法 2.2.1.中軸穿透率曲線法 2.2.2.平方反比法預測中軸穿透率 第三章 實驗器材與方法 3.1.二極體劑量計的特性 3.1.1.穩定性實驗 3.1.2.內在精密度實驗 3.1.3.二極體劑量計劑量線性度的實驗 3.1.4.二極體劑量計表面所覆蓋的增建區大小 3.1.5.劑量擾動 3.1.6.角度的依存性 3.2.建立穿透率曲線 3.3.參考狀況 3.4.臨床設定修正因子量測 3.4.1.射源到表面距離修正因子 3.4.2.照野大小修正因子 3.4.3.多葉式準直儀修正因子 3.4.4.楔形濾器修正因子 3.5.量測系統不確定性分析 3.5.1.溫度造成的不確定性 3.5.2.面具造成的不確定性 3.5.3.輻射照野邊緣距離造成的不確定性 3.5.4.等中心點偏移造成的誤差 3.6.假體量測 3.7.病患量測 3.7.1.等中心點偏移修正 3.7.2.不均質劑量評估 第四章 結果 4.1.二極體劑量計特性 4.1.1.穩定性 4.1.2.再現性 4.1.3.劑量反應線性度 4.1.4.內建的增建厚度 4.1.5.劑量計造成的屏蔽效應 4.1.6.角度的依存性 4.2.出射穿透率曲線及中軸穿透率曲線 4.3.劑量讀值校正因子量測 4.4.臨床設定修正因子量測 4.4.1.射源到表面距離修正因子和照野大小修正因子 4.4.2.多葉式準直儀修正因子 4.4.3.楔形濾器修正因子 4.5.量測系統不確定性分析 4.5.1.溫度造成的不確定性 4.5.2.面具造成的不確定性 4.5.3.輻射照野邊緣距離造成的不確定性 4.5.4.等中心點偏移造成的誤差 4.6.假體驗證結果 4.7.活體量測結果 4.7.1.等中心點偏移修正 4.7.2.均質劑量評估 第五章 討論 5.1.穿透率曲線法和算術平均法的中軸劑量差異 5.2.穿透率曲線法和幾何平均法的中軸劑量差異 5.3.跟文獻比較 5.4.用治療計畫系統推導出水等效厚度 第六章 結論 第七章 參考文獻 圖目錄 圖 2-1 實驗架構 圖 2-2 評估的腫瘤劑量需在人體的中間,且左右對稱 圖 2 -3 人體的左右只是近似對稱而不是絕對對稱 圖 2-4 兩側對照照野的百分深度劑量。(A)腫瘤在中間(B)腫瘤在旁邊 圖 2-5 中軸穿透率曲線法適用於(A)不適用於(B) 圖 2-6 水等效厚度示意圖 圖 2-7 假體量測示意圖,實心圓是二極體,空心圓是游離腔 圖 2-8 左圖是出射的穿透率曲線,右圖是中軸的穿透率曲線 圖 2-9 Mayneord F factor 理論示意圖 圖 2-10 穿透率的量測值和Mayneord F factor估計值的比較 圖 3-1 (a)二極體劑量計放大圖(b)計讀儀及五個二極體 圖 3-2 假體 (plastic water phantom) 圖 3-3 二極體穩定性實驗 圖 3-4 二極體造成劑量擾動實驗 圖 3-5 二極體角度依存性實驗 圖 3-6 參考狀況 圖 3-7 射源到表面距離修正因子實驗 圖 3-8 照野修正因子實驗 圖 3-9 多葉準直儀修正因子實驗 圖 3-10 楔形濾器修正因子實驗 圖 3-11 溫度依存性實驗 圖 3-12 面具影響評估 圖 3-13 離照野邊緣遠近對二極體讀值影響的實驗 圖 3-14 中軸劑量不等於等中心點劑量 圖 3-15 不對稱的實驗 圖 3-16 將病人的照射條件在假體中做劑量量測 圖 3-17 所量測的病人癌病種類分佈圖 圖 3-18 不對稱的修正 圖 3-19 不均質的修正 圖 4-1 二極體讀值和劑量的關係 圖 4-2 角度依存性 圖 4-3 左圖是出射穿透率曲線,右圖是中軸穿透率曲線 圖 4-4 射源到表面距離修正因子及照野修正因子 圖 4-5 多葉準直儀的修正因子 圖 4-6 楔形濾器的修正因子 圖 4-7 溫度依存性 圖 4-8 面具的影響 圖 4-9 面具和病人表面間隙的影響 圖 4-10 二極體離照野邊緣距離對讀值的影響 圖 4-11 活體劑量驗證的統計結果分析 圖 4-12 經過不對稱修正的劑量誤差和水等效深度與實際深度差別的相關性 圖 4-13 沒有經過任何修正時的分佈(左)與經過不對稱修正的分佈(右)的比較 圖 4-14 經過不均質修正的劑量誤差和水等效深度與實際深度差別的相關性 圖 4-15 沒有修正的分佈(左)與經過不均質修正分佈(右)的比較 圖 5-1 水等效曲線法與算術平均法的比較 圖 5-2 沒有修正的算術平均法與有不對稱修正的算術平均法法的比較 圖 5-3 水等效曲線法與幾何平均法的比較 圖 5-4 沒有修正的幾何平均法(左)與有不對稱修正的幾何平均法(右)的比較 圖 5-5 其他文獻的活體劑量驗證結果 表目錄 表 4 1 二極體的特性 表 4 2 校正因子(即劑量對讀值的比值) 表 4 3 等中心偏移所造成的誤差在假體中的實驗 表 4 4 假體量測結果 表 5 1 文獻比較

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