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Varian Novalis Tx医用直线加速器HD120 MLC漏透射特性的测定及其临床影响研究
目的 研究Varian Novalis Tx医用直线加速器HD120 MLC漏透射特性测定及其对临床治疗的影响.方法 采用电离室、剂量仪、水箱及固体水对加速器不同能量下,MLC闭合射野内不同位置和方向上的漏透射特性进行测定,并以10例全脑病例为临床测试计划,研究漏透射线对MLC射野外射线敏感危及器官(Organ At Risk,OAR)晶体、眼球剂量受量影响.结果 HD120 MLC非端面处叶片内透射率为0.9％～1.4％,叶片间漏射率为1.3％～1.9％;端面处漏射率可达25％～35％.且15 MV光子线透射率较6 MV光子线略高.临床测试计划表明MLC漏透射线影响OAR剂量受量;在满足靶区覆盖要求前提下,由铅门与MLC一起遮挡OAR的保护效果较仅由中间小叶片或两侧大叶片遮挡方式好,并具有显著性差异(P<0.05).结论 HD120 MLC漏透射线对剂量学影响不容忽视,临床计划设计中应将其影响因素考虑进去,在满足靶区覆盖要求的同时实现对靶区周围OAR更好的保护效果.
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基于Auto-Planning的宫颈癌调强放疗的剂量学研究
目的 研究基于Auto-Planning(AP)的宫颈癌计划靶区和危及器官的剂量学差异,并与当前宫颈癌调强放疗(Intensity-Modulated Radiation Therapy,IMRT)计划相比较.方法 选取10例I~Ⅲ期宫颈癌病例,用Pinnacle3 V9.10计划系统基于同一CT图像进行IMRT和AP计划设计,比较两种不同计划的剂量体积直方图,分析靶区适形度指数、均匀性指数和危及器官受照剂量的差异.结果 AP计划与IMRT计划相比,靶区Dmax降低,差异有统计学意义,P=0.001.靶区Dmin、Dmean、CI和HI差异均无统计学意义.膀胱V50,直肠的V45、V50、Dmean,左右股骨头V30、Dmean,AP计划明显优于IMRT计划,差异有统计学意义(P<0.05).膀胱V30、V40、V45,直肠V40及左右股骨头V40受照剂量均低于IMRT计划.结论 宫颈癌AP计划能够达到与IMRT计划相似的靶区剂量分布.同时,宫颈癌AP计划能降低靶区高剂量,减少热点,降低危及器官受照剂量.
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三维适形、固定野动态调强和容积旋转调强在宫颈癌术后放疗中的剂量学比较
目的 宫颈癌术后放疗中,比较三维适形(CRT)、固定野调强(IMRT)和容积旋转调强(VMAT)靶区剂量分布和危及器官受照剂量,为临床治疗技术的选择提供依据.方法 顺序选取北京大学第三医院2013年10例宫颈癌术后放疗的患者,分别进行CRT、IMRT和VMAT计划设计并比较计划靶区的剂量-体积直方图(DVH)、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)和危及器官的受照剂量.结果 三种技术CI分别为0.462、0.855和0.875,IMRT和VMAT均优于CRT,VMAT较IMRT有较小的优势(P＜ 0.05,t=-2.189);HI分别为1.084、1.063和1.046,VMAT均匀性略低于IMRT(P＜0.05,t=5.127).在危及器官的受量上,CRT普遍高于IMRT和VMAT.对于低剂量区的受照体积,如小肠、结直肠、膀胱和骨髓的V10、V20,IMRT比VMAT可以获得更低的受照剂量(P＜0.05);对于高剂量区的体积V40、V50,直肠和膀胱的受照体积IMRT要小于VMAT (P＜0.05),其他如小肠、结肠和股骨头、骨髓的IMRT和VMAT差异无统计学意义(P＞0.05).结论 对于宫颈癌术后放疗的患者,CRT、IMRT和VMAT均可以达到靶区处方剂量覆盖的要求,但是在靶区的各项指标中,IMRT和VMAT均优于CRT.IMRT和VMAT相比,在HI上有优势,但是在CI指数上略小于VMAT;对于危及器官而言,低剂量体积和高剂量体积的IMRT和VMAT各自表现了不同的特点,在临床治疗中要根据要求选择不同的技术.
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食管癌螺旋断层放疗及三维适形调强放疗计划剂量学研究
目的 近年来放射治疗设备不断更新,放疗技术持续发展,肿瘤放疗方式有了更多的选择.本研究通过评估食管癌的螺旋断层放疗(tomotherapy, TOMO)及三维适形调强放疗(intensity modulation radiation therapy, IMRT)的剂量学特性,为临床上食管癌放疗方式的选择提供依据.方法 选取2014-07-13-2015-02-25浙江省肿瘤医院胸部肿瘤放疗科10例食管癌患者,勾画靶区及正常器官后,分别传输至Raystation及TOMO计划系统,给予肿瘤原发灶(PGTV)61.6 Gy/28次,计划靶区(PTV)56.0 Gy/28次,根据RTOG 1106标准限制危及器官(organs at risk, OAR)剂量.分别对靶区的剂量体积直方图(dose volume histogram, DVH)、均匀性指数(homogeneity index, HI)、适形性指数(conformal index CI)和OAR(肺、心脏、脊髓)受照大剂量及平均剂量进行评估.结果 两种计划都能满足处方剂量要求和危及器官受量限制.TOMO计划中PGTV的中位均匀性指数(HI)为0.057 5,优于IMRT计划的0.073 5, P=0.047.TOMO计划中PTV的中位适形性指数(CI)为0.785,优于IMRT计划的0.682 5, P=0.009.TOMO计划中PGTV的中位大剂量Dmax为64.9 Gy,明显低于IMRT计划的66.5 Gy, P=0.005;TOMO计划中PTV的中位大剂量Dmax为64.1 Gy,明显低于IMRT计划的64.9 Gy, P=0.028. TOMO计划的中位总的肺剂量为10.8 Gy,低于IMRT计划的11.9 Gy, P=0.005.TOMO计划的中位总的心脏剂量为22.6 Gy,明显低于IMRT计划的24.3 Gy, P=0.028. TOMO计划的中位脊髓大剂量为40.2 Gy,明显低于IMRT计划的41.7 Gy, P=0.007.结论 食管癌放疗中TOMO放疗计划对比IMRT放疗计划,具有更好的靶区覆盖适形性及剂量分布均匀性,同时明显减少双肺、心脏及脊髓的受照剂量.
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IMRT中OAR和靶区相交体积与其吸收剂量间关系研究
目的 探讨IMRT中OAR与靶区相交体积(Voverlap)和平均剂量(DmOAR)之间的相关关系.方法 随机选取本院接受鼻咽癌IMRT的患者与宫颈癌根治性IMRT的患者各50例,以此为模板分析IMRT中Voverlap与其DmOAR之间的关系,并利用matlab软件拟合出不同OAR上述二者之间的相关公式.结果 鼻咽癌与宫颈癌患者OAR和靶区相交体积因人而异,Voverlap与其本身体积(VOAR)的比值与DmOAR和处方剂量(Dp)比值之间存在着显著正相关性(P均=0.01),并得到出二者之间相关公式.结论 IMRT过程中患者靶区大小各异,不同分期和OAR充盈程度及大小不一等因素也会导致不同Voverlap/VOAR.在制作放疗计划前根据不同OAR拟合出相关公式,在给定处方条件下通过Voverlap/VOAR提前计算出各自DmOAR,作为计划验收标准,从而减少放疗计划优化过程中主观因素造成影响.
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基于参考图像的ABAS软件自动勾画技术在头颈部肿瘤中的应用研究
目的 评估ABAS软件对头颈部肿瘤自适应调强放疗患者基于CT图像自动勾画靶区与危及器官轮廓的吻合度.方法 对随机抽取的10例已勾画轮廓的头颈部肿瘤患者设计两种形变自动勾画方式,第1种对每例患者进行基于各自CT图像的形变自动勾画,第2种是随机抽取2例患者CT图像作为参考进行其余8例的形变自动勾画.利用形状相似性系数(DSC)及交叉指数(OI)评估自动勾画与人工勾画的吻合性,并行两种勾画方式差异配对t检验.结果 第1种的所有器官DSC和OI值均＞0.80,下颌骨均高(＞0.91).大体肿瘤体积DSC值低(0.81),临床靶体积的为0.82；而临床靶体积OI值低(0.79),大体肿瘤体积的为0.82.第2种的只对危及器官进行勾画并将脊髓和脑干综合起来分析,所有DSC均在0.70左右,下颌骨DSC和Ol值均较高,这与其骨性解剖结构密切相关.第2种勾画结果中绝大多数明显低于第1种的(t =3.24 ～8.26,P=0.014 ～0.000),只有右腮腺接近有统计学意义水平(t=2.08,P=0.075).结论 ABAS软件用于自适应调强放疗患者的内部轮廓勾画可达到非常满意结果,而对常规调强放疗患者轮廓勾画应仔细选择参考图像以大限度满足临床需要.
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鼻咽癌IMRT中OAR实际受量与计划剂量差异研究
目的 观察鼻咽癌IMRT中OAR实际受量估算值与计划剂量的差异.方法 选取13例拟接受IMRT鼻咽癌患者,在放疗第10、20、30次时重新CT扫描,并勾画脑干、脊髓、左右腮腺和颌下腺,观察其体积在放疗中的变化.将放疗前治疗计划复制到每个新的CT图像上,计算整个放疗中估算增加的剂量(实际受量估算值减去物理计划剂量).结果 放疗第10、20、30次时左、右腮腺及颌下腺体积在放疗过程呈进行性下降(P值均为0.000).与计划剂量相比,整个放疗过程脑干、脊髓的Dmax分别平均增加3.76、3.68 Gy (P=0.000、0.000),左、右腮腺的D50分别平均增加5.11、3.54Gy(P=0.001、0.023),左、右颌下腺的D50分别平均增加0.49、0.75Gy(P =0.220、0.230).结论 鼻咽癌放疗过程后腮腺和颌下腺体积明显缩小.脑干、脊髓和腮腺实际受量较计划剂量显著增加,而颌下腺受量变化不明显.
关键词： 危及器官 剂量学 鼻咽肿瘤/调强放射疗法 -
调强适形放射治疗计划的优化目标与临床评价
调强适形放射治疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)计划的设计过程非常复杂.在患者的CT图像上勾画靶区和危及器官(organ at risk,OAR)并确定与照射野有关的物理、几何参数后,还需要进行的关键环节主要有:(1)定义优化标准,包括目标函数和约束条件;(2)使用优化算法;(3)临床评价.其中,合理定义优化目标并进行临床评价是IMRT成功的前提.因此,如何定义优化标准以及如何从多个计划中筛选出符合临床要求的计划是IMRT技术中关注的热点问题之一.笔者拟对IMRT计划优化的目标函数类型与计划的临床评价方法的现状做一综述,并在此基础上探浇讨今后的研究趋势[1-4].
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非小细胞肺癌三维适形放射治疗研究进展
常规二维放射治疗非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)存在以下局限性:不能有效地将剂量集中到靶区内,周围器官受量较高,总剂量难以提高,60Gy左右的剂 量不足以控制中等敏感的NSCLC;模拟定位片和二维治疗计划系统(TPS)难以准确界定靶区 和危及器官体积;不能提供危及器官受到不同剂量水平照射的真实情况及其与放射损伤之间 的关系;能够在有限层面上满足靶区和解剖要求的照射野并不能保证满足其他未显示层面上 的剂量学要求.Dillman等[1]的研究表明,常规技术使20%的放射野未能包全肿瘤 .1959年 Takahasi[2]首先提出适形放射治疗的概念,即高剂量区形状在三维方向上与病变的形状一 致,正常组织受量显著减少,称为三维适形放射治疗(3-dimensional conformal radiati on therapy,3DCRT).由于三维影像和计算机技术的进步,3DCRT在近10余年得到了很快发 展,它包括三维影像的获得、靶区确定、危及器官确定、照射野设计和剂量安排、计划评价 、计划优化、计划证实、计划实施等一系列步骤,整个过程必须有严格的措施来保证治疗质 量.
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老年食管癌放射性肺炎与临床和剂量学相关因素分析
老年食管癌患者就诊时多为中晚期,且常伴发多种内科疾病,如慢性阻塞性肺病、心血管疾病、糖尿病等[1];或身体状态较差而无法手术或拒绝手术,更无法承受综合治疗,因此单纯放疗仍然是老年食管癌患者的重要治疗方法之一,但放射性肺炎往往降低了局部疗效带来的益处.随着放疗技术的进展,尤其是剂量体积直方图被应用于三维计划中精确计算危及器官的剂量体积,为临床医生定量分析其与相应器官副反应的关系提供了客观依据[2].笔者通过临床和剂量学研究,探讨放射性肺炎发生的相关因素.
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前列腺癌IMRT中膀胱充盈状态对靶区及OAR影响
目的 研究前列腺癌IMRT中膀胱不同充盈状态对靶区及OAR的影响.方法 选取10例无严重合并症的局限期前列腺癌患者,CT定位时分别在膀胱不同充盈状态(排空、注入生理盐水150 ml及300 ml)进行3次全盆腔CT扫描,将获得的CT图像分别传输至TPS.由同一医生勾画靶区及直肠、膀胱、股骨头后,在同一处方条件下由物理师进行治疗计划设计.将3种膀胱不同充盈状态下获得的靶区及OAR剂量学参数进行分析和配对t检验.结果 在定位和实际照射时膀胱充盈状态一致情况下,膀胱不同充盈状态对靶区及股骨头剂量学参数无影响(P=0.077～0.998,0.219 ～0.969),对膀胱剂量学参数影响很大(P=0.000～0.562),对直肠部分剂量学参数会产生影响(P =0.000～0.645),而且膀胱充盈对保护膀胱和直肠有利.如果定位和实际治疗时膀胱充盈状态不一致,则会造成理论计算获得的PTV、膀胱及部分直肠剂量学参数与实际治疗结果存在差异(P =0.000～0.913).结论 前列腺癌患者IMRT时建议采用膀胱充盈状态较好且要注意疗程中充盈程度一致性.
关键词： 膀胱充盈状态 靶区 危及器官 前列腺肿瘤/放射疗法 -
鼻咽癌调强放疗过程中再次计划实施必要性的临床研究
鼻咽癌的调强放疗已逐渐得到广泛应用,与整体挡铅放疗相比,照射靶区剂量分布有明显改善,同时很大程度降低了周围正常组织和危及器官的受照剂量.鼻咽癌调强放疗的靶区剂量分布变化较大,势必需要尽可能提高定位精度和减少摆位随机误差,从而保证实际照射治疗剂量.本研究观察调强放疗中体积和横径改变以及靶区剂量变化,从而提出再次计划的必要性.
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鼻咽癌IMRT中气腔对靶区及OAR剂量影响
目的 明确IMRT中气腔效应对鼻咽癌患者原发肿瘤及OAR受照射剂量影响.方法选择鼻咽癌患者9例,放疗前及放疗第25次分别接受CT定位扫描.在放疗前CT图像上勾画靶区及OAR,制定计划plan1.复制plan1,将此放疗前CT图像与放疗第25次CT图像融合.在放疗前CT图像上勾画靶区退缩后形成的空腔并将空腔的密度强制设为0,并将放疗前勾画的靶区减去空腔体积形成新靶区,此CT图像命名为CTAir.使用plan1计划的设野及计划参数,在CTAir上计算剂量分布,形成放疗计划plan2.假设plan1和plan2分别被全程使用,配对t检验比较有气腔和无气腔情况下原发肿瘤及OAR受量.结果 有气腔情况下肿瘤Dmean、D95、D90、D10、D5较气腔出现前增加(P=0.000、0.001、0.001、0.001、0.005),剂量增加<0.5 Gy.气腔后方肿瘤区见剂量建成效应,大剂量在气腔后方1.4 cm处,剂量差值为0.36 Gy.出现气腔后脑干D2cc及D1cc高于气腔出现之前(P=0.036、0.044).视交叉、左视神经、右视神经Dmax在出现气腔后较前增高(P=0.438、0.434、0.477),剂量增加<0.12 Gy.结论 鼻咽癌IMRT中气腔效应使原发肿瘤及OAR受量增高较小可忽略不计,但要注意放疗前OAR已经接近或超过耐受剂量者.
关键词： 鼻咽肿瘤/调强放射疗法 气腔效应 危及器官 -
脑胶质瘤术后IMRT中弥散张量成像示踪视觉通路纤维束应用研究
目的：探索弥散张量成像（ DTI）示踪视觉通路纤维束融入放疗定位CT制定保护性放疗方案的可行性。方法选取2013—2015年间本院收的31例脑胶质瘤术后拟行放疗患者。所有患者行放疗定位CT、常规平扫或增强MR及DTI检查。将获取的视觉通路纤维束DTI图像与3DT1解剖图像融合，导入TPS。采用IMRT技术分别制定将整体视觉通路纤维束作为OAR进行剂量保护方案和未考虑保护的常规方案。配对t检验两者差异。结果两种放疗计划在保证靶区照射剂量及常规OAR保护情况下，PTV的CI、HI均相近（P＝0．875、0．597）。保护性放疗方案患者患侧视束Dmax、Dmean分别降低至9．01％、9．05％，健侧17．96％、15．52％；患侧视辐射纤维束Dmax、Dmean分别降低至5．37％、5．48％，健侧12．89％、11．21％（所有P＝0．000）。结论利用DTI显示视觉通路纤维束融入放疗定位CT制定保护性放疗方案，可减少整体视觉通路纤维束的辐射剂量，从而大程度降低放疗后发生视觉功能障碍的风险。
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复发性鼻咽癌X线调强放疗和质子治疗剂量学研究
放疗是鼻咽癌治疗的主要方法,X线调强放疗(IMXT)的临床应用和发展,是肿瘤放疗技术的一大进步,对鼻咽癌的治疗尤为重要.鼻咽癌放疗后局部复发的患者,如何提高再程放疗的局部控制率、降低危及器官的受照剂量和再程放疗的放射性损伤是众多放疗科医生所关注的问题.
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低位直肠癌手术前后调强放疗同步希罗达化疗的初步比较
直肠癌局部复发率仍以吻合口、骶前区为主~([1-2]),所以提高局部剂量有可能进一步提高局部控制率.但提高剂量会加重危及器官尤其是小肠的副反应,研究证实直肠癌调强放疗较常规放疗有明显的剂量学优势,能更好地保护小肠、膀胱和股骨头.
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鼻咽癌调强放疗中的剂量学研究
调强放疗(IMRT)与普通放疗和适形放疗相比,靶区剂量分布有明显优势,同时降低了正常组织和危及器官受量.鼻咽癌IMRT已取得满意的局部控制和生存率,并降低了放疗并发症.鼻咽癌IMRT对靶区勾画的精确性要求很高,同时需要尽可能减少系统和随机误差以保证治疗质量.国内外多项研究表明鼻咽癌IMRT过程中腮腺和靶区体积、轮廓横径出现变化[1-3].
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摆位系统误差对鼻咽癌调强放疗剂量的影响
近年来,随着调强放疗(IMRT)技术在国内外广泛应用,摆位误差问题已倍受关注.其不仅会导致部分靶区不能得到足够的剂量,从而降低肿瘤局部控制率,使复发率上升,还可能使高剂量区移到危及器官的区域内,造成严重并发症或后遗症[1-3].因此,笔者初步观察了鼻咽癌IMRT患者在不同摆位系统误差情况下靶区及危及器官照射剂量的变化情况,旨在分析摆位系统误差对鼻咽癌IMRT剂量的影响.
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锥形束CT测量鼻咽癌放疗计划靶区外放研究
放疗靶区中为了弥补靶区运动和摆位误差等不确定因素而设定了临床靶区(CTV)-计划靶区(PTV)和危及器官计划靶区(PORV)外放范围.笔者通过17例鼻咽癌患者应用锥形束CT(CBCT)精确分析靶区运动和摆位误差,建立群体化CTV-PTV和PORV外放.
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基于图谱库的ABAS自动勾画软件在头颈部肿瘤中的可行性研究
目的：测试并评估自动轮廓勾画ABAS软件在自动勾画头颈部肿瘤OAR轮廓的几何精度。方法将已进行IMRT的头颈部患者40例作为ABAS软件的患者图谱库。另选择40例新患者作为测试图像，采用单模板即1对1和多模板即10对1的两种勾画方式对其CT图像进行相关OAR的自动勾画。分别通过比较自动勾画与手工勾画的体积差异（ΔV％）、位置差异（Δx、Δy、Δz ）、形状一致性（ Se 、Sp 、DSC）和勾画时间来评估自动勾画方式应用于临床的可行性，并行两种自动勾画方式差异的配对t检验。结果单模板和多模板两种自动勾画方式OAR平均体积偏差分别为（－0．16±0?41）％和（－0．02±0?29）％（P＝0?000），平均DSC值分别为0．68±0?20和0．74±0?16（P＝0?01），并且两组自动勾画差异有统计学意义（ P＜0?05）。两组自动勾画的位置差异在3个方向上均＜0?4 cm，除了颞叶、下颌骨和脊髓。 ROC曲线中除了视神经和视交叉大部分OAR结果均落在第一象限区域，自动勾画时间比手工勾画节省了42％～72％。结论基于图谱库的ABAS自动勾画软件，对头颈部肿瘤患者大部分OAR能达到满意自动勾画结果，其中以多模板的自动勾画效果更佳，此外还可大大缩短临床医生用在器官勾画时间。
