中国医学物理学杂志
Chinese Journal of Medical Physics 중국의학물리학잡지
- 主管单位： 南方医科大学
- 主办单位： 南方医科大学;中国医学物理学会
- 影响因子： 0.48
- 审稿时间： 3-6个月
- 国际刊号： 1005-202X
- 国内刊号： 44-1351/R
- 论文标题 期刊级别 审稿状态
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基于Choi-Williams分布的心音信号时频分析
目的:通过心音信号的时频特性分析,为心血管疾病提供辅助诊断.方法:首先对心音信号进行阈值去噪,然后基于非线性时频表示Choi-Williams分布对心音信号进行时频分析,给出正常心音与心律过快心音的三维图和等高线分布.结果:基于平稳小波的Penalizd high硬阈值去噪效果好,Choi-Williams分布三维图可清晰地看出时间-频率平面上的能量分布特性,而心音信号的各个部分在等高线分布的时频面上能够清晰地表现出来.结论:通过ChoiWilliams分布对心音信号时频分析,从一个新的视角较好地反映出了人体心音信号的一些本质性特征,有望成为心血管疾病诊断的一种重要判别依据.
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基于有限元分析的脉搏形态三维重构
利用有限元模拟分析的方法获取脉搏的三维形态.基于双目视觉脉搏图像传感器工作原理,利用三维软件PRO/E建立脉搏图像传感器模型,把建好的模型导入Abaqus软件,应用Abaqus/Standard对模型进行静态分析.结合中医切脉思想和双目视觉测量的实验过程,把整个模拟分析过程分为4步:第1步是模拟脉搏跳动,第2和第3步模拟切脉过程,第4步模拟中医得到脉搏特征信息.提取模型传感器气囊探头薄膜上不同位置的130个特征点,获取其中一个特征点的一个脉搏周期的脉搏波形,对提取的130个离散特征点利用“三角形”法连接成三维曲面.相比于利用双目视觉测量原理获取气囊探头薄膜上的空间少量离散特征点直接插值构成的三维曲面的方法,本文方法重构的三维图具有提取的空间离散特征点多,同等条件下节约了0.120 379 s的时间,更能够切合指感施压下切脉皮肤表面的时空域变化的优点,为进一步在时空域中提取多种表征脉搏形态的特征奠定了基础.
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基于磁场矢量控制的持续正压通气呼吸机设计
目的:呼吸机是阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(Obstructive Sleep Apnea Syndrome,OSAS)有效的治疗手段,为提高持续正压通气(Continuous Positive Airway Pressure,CPAP)呼吸机电机的响应速度,降低工作时整机噪声,提高OSAS治疗时患者舒适性,本文首次将电机转子磁场矢量控制(Field-Oriented Control,FOC)方法用于CPAP呼吸机电机的控制,有效解决上述问题.方法:采用以Cortex-M4为内核的TM4C 129XNCZAD作为主控芯片,完成外设驱动、LCD显示和压力控制等,使用SDP600压差传感器和MPXV5004GC6U压力传感器采集管道内的压差和压力信号.利用具有强大的浮点运算和系统处理能力TMS320F28069FPZT数字处理器实现FOC电机控制算法,两个处理器通过SPI协议进行通信.结果:由整机工作噪声以及电机响应速度的数据表明,使用FOC控制策略能有效降低整机工作噪声和提高电机响应速度,在输出压力平稳度上与呼吸机领导国际品牌ResMed S9呼吸机无明显差异.结论:采用FOC电机控制策略的CPAP呼吸机具有电机响应速度快、噪声低、压力输出波动小等优点.
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建立L-02肝细胞脂肪变模型方法比较及脂肪乳诱导脂变条件的优化
目的:比较二甲基亚砜(DMSO)溶解油酸、乙醇溶解油酸、无水乙醇、50％胎牛血清和医用脂肪乳对L-02肝细胞的影响,优化L-02肝细胞脂肪变性模型的良好条件与方法.方法:用含10％胎牛血清PRMI-1640培养液培养细胞,细胞均匀分布进入对数生长期后随机分为正常对照组、DMSO组、DMSO+油酸组、乙醇+油酸组、乙醇组、50％胎牛血清组和医用脂肪乳组,分别用DMSO+油酸、乙醇+油酸、0.4％乙醇、50％胎牛血清(FBS)和20％医用脂肪乳培养48 h,用MTT法检测细胞活力,油红O染色观察细胞数、细胞内脂滴,用试剂盒检测细胞内甘油三酯及蛋白质.用医用脂肪乳培养L-02肝细胞,研究医用脂肪乳诱导L-02肝细胞脂肪变性的浓度和时间.结果:DMSO组和乙醇组细胞生长呈下降趋势,DMSO+油酸组和乙醇+油酸组细胞生长均呈现先升高后降低趋势.甘油三酯和蛋白质测定表明,医用脂肪乳能很好地诱导L-02肝细胞脂肪变性,医用脂肪乳含量10％,造模培养49 h,细胞脂变效果好.结论:医用脂肪乳诱导L-02肝细胞,脂变率高、脂变细胞形态好,适合L-02肝细胞脂变模型的建立.
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双泵复苏术模型血流动力学的非线性机制
双泵复苏术是一种将体外反搏和主动按压放松以及吸气阻力阀相结合的复苏术.研究表明在心肺复苏按压的放松期间,下肢的体外反搏可以有效改善心肺复苏的血流动力学效果.基于体外反搏在双泵复苏术中占据的重要地位,从血流动力学基本理论出发,研究了双泵复苏术仿真过程中的血流动力学问题.对课题组成员建立的双泵复苏术数学模型进行简单介绍.该线性模型重点研究心肺复苏仿真问题中血管顺应性的非线性机制.基于原始模型,提出一套适用于仿真体外反搏血流动力学的非线性模型,并用动物实验数据进行验证.该动力学模型可以定量分析双泵复苏术的血流动力学效果.考虑下肢血管非线性血流动力学问题后,模型仿真的血流动力学优于原模型,并能够反映动物实验数据中升主动脉压曲线的主要生理特征.
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基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数
目的:在基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数提出以后,用评估函数选取合适的治疗计划,通过对治疗计划实施结果的评判验证其在临床上的可行性.方法:充分结合临床放疗医生经验与基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数参数值来选择合适的治疗计划,选取鼻咽癌、食管癌和肺癌,对病例随机分组为比较组、超分割组以及适形调强(IMRT)组和容积调强(VMAT)组,然后从生存率、近期疗效、局控率以及近远期毒副作用等方面对病例治疗结果进行统计分析,评估治疗方案的可行性.结果:从近期疗效、局控率、生存率以及近期毒副作用来看,鼻咽癌组全程连续超分割高于其他对照组;对于食管癌后程加速超分割效果好;对于肺癌是连续超分割组好于其他对照组.这种结果跟治疗前利用评估函数预判的结果一致,即利用评估函数所选取的治疗方案是有效的.结论:基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数用于临床选取治疗方案方面是可行的.
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六点标记法提高盆腔肿瘤放疗摆位精度
目的:验证六点标记法与传统的三点标记法相比可否提高盆腔肿瘤摆位精度.方法:将60例盆腔肿瘤患者随机分为两组:三点标记组采用传统的三点标记法,六点标记组采用新型的六点标记法,每组各3例.治疗前在加速器拍摄射野验证片与计划系统生成的射野视野方向观(Beam's Eye View,BEV)相比较,统计X(左右)、Y(头脚)、Z(腹背)3个方向的摆位误差.结果:六点标记组与三点标记组Z方向两组差异无统计学意义(t=0.53,P＞0.05),说明腹背方向六点标记法未能明显减少摆位误差;X、Y方向两组有明显统计学意义(t=3.97,P＜0.05;t=3.23,P＜0.05),说明左右及头脚方向六点标记法能明显减少摆位误差.结论:使用六点定位法能明显提高盆腔肿瘤患者的放疗摆位精度,且方法简便易行,具有临床推广价值.
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基于锥形束CT图像剂量计算的可行性
目的:研究锥形束CT(Cone-Beam CT,CBCT)用于剂量计算的可行性.方法:使用Elekta ⅩⅥ系统扫描获取CBCT图像集,使用传统的CT扫描仪扫描CT图像作为参考图像集;读取通过扫描Catphan503模体获取的计划CT图像和CBCT图像中7种物质的CT值,并且根据相应的电子密度绘制出CT值-电子密度(CT-ED或者CBCT-ED)变化曲线;使用CT-ED和CBCT-ED曲线对CT图像和CBCT图像进行剂量计算并比较两者等中心剂量点处的剂量和剂量曲线分布情况,并在CT图像计划和CBCT图像计划中取相同的9个剂量点来观察两者剂量分布的一致性.结果:通过观察CBCT-ED和CT-ED曲线,发现两者的变化趋势是一致的.分别使用CT图像和CBCT图像进行剂量计算,发现应用CT图像的治疗计划和应用CBCT图像的治疗计划在等中心点处的剂量基本一致(偏差小于0.24％),并且在50％以上的等剂量曲线分布也基本一致;对9个剂量点处的剂量分析发现它们在两者中的分布基本一致(大差距剂量＜4.6％);在两个图像集中描绘相同的ROI区域,在DVH中发现该ROI在V50的剂量基本一致(约2350 cGy).结论:CBCT图像不能直接用于剂量计算,但是经过曲线校正后是可以用于剂量计算的.
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一种新型肿瘤放疗呼吸控制装置——腹部气压带的研制及临床试验
目的:探讨新型胸腹部肿瘤放疗呼吸位移控制装置——腹部气压带在肿瘤放射治疗中的应用价值.方法:应用类似袖带式血压计的原理,手动充气对腹部气压带充气加压和机械气压表读数,实现对胸腹部肿瘤放疗中呼吸位移的控制.临床试验通过对采用传统的热塑模和新型胸腹部肿瘤放疗呼吸位移控制装置——腹部气压带的实际定位比较,运用放射治疗计划系统进行配准比较.结果:配准结果显示二者压迫成形的外轮廓差别不大.将所有位置CT图像从头至脚方向对胸腹部配准,发现胸廓上部分重合较好,但是下部胸骨(呼吸束缚带)的位置较低,二者稍有差别,对治疗没有差异性影响.结论:新型胸腹部肿瘤放疗呼吸位移控制装置——腹部气压带可以达到传统的热塑模放疗固定装置的作用,减少摆位误差,且操作简单,可在治疗过程中适时修正.新型胸腹部肿瘤呼吸控制装置在实际临床应用中具有较好的应用价值.
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CT定位增强扫描对胸部肿瘤放疗剂量分布的影响
目的:观察静脉造影剂对胸部三维适形放疗剂量的影响.方法:选择胸部肿瘤患者15例,分别采集平扫和增强的CT图像,并由放疗医师在增强CT图像上勾画靶区与OAR,并复制到平扫图像上.采用两种比较方案:(1)分别在同一患者的增强图像(增强CT)和平扫图像(平扫CT)上做相同的放疗计划,包括相同的布野方式、剂量权重设计、等中心点归一等,算出不同的两个计划,通过比较其总跳数、靶区和正常组织的随机采样点的点剂量、D98％、D50％、D2％、Dmean、HI以及剂量相减分布图分析两者计划的差异;(2)将增强CT上的计划复制到平扫CT上,重新进行剂量计算,得出的计划与增强CT上的计划进行相同指标的分析比较.结果:方案(1):两者计划的跳数、随机采样点的点剂量、D98％、D50％、D2％、Dmean、HI、剂量分布图的大差异分别为5.5％、5.1％、4.3％、1.6％、1.1％、1.6％、18％,10％;方案(2):随机采样点的点剂量、D98％、D50％、D2％、Dmean、HI、剂量分布图的大差异分别为5.27％、3.2％、3.5％、4.2％、3.5％、22％、8％.结论:CT增强扫描对胸部肿瘤的三维适形放疗有较大的差异,因此在治疗过程中需考虑其影响.
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两种优化技术在宫颈癌术后IMRT计划中的比较
目的:比较两步法(Two Step Progress,TSP)与直接子野优化(Direct Aperture Optimization,DAO)在宫颈癌术后调强放射治疗(IMRT)计划的计划质量和执行效率上的差异.方法:选取20例宫颈癌术后照射的放疗患者,行CT图像扫描后勾画靶区及危及器官,分别用两种优化方法制定IMRT计划,比较两个计划的靶区适形度和均匀性、危及器官受量、机器跳数和子野数的差异.结果:DAO计划中靶区PTV1、PTV2的适形指数和均匀性要优于TSP计划.两种计划中左右股骨头受照剂量V40和Dmean差异无统计学意义.而在直肠、膀胱、小肠的受照剂量V40和Dmean差异有统计学意义,且DAO计划均比TSP计划受照剂量低.DAO计划机器跳数平均减少17.4％,同时子野数也平均减少了25.6％.结论:虽然两种计划都能满足临床要求,但是DAO技术在靶区治疗和执行效率上有明显的优势,显著减少了机器跳数和子野数,缩短治疗时间.
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左乳腺癌保乳术后混合调强放射治疗计划与单纯调强放射治疗计划剂量学比较与分析
目的:通过比较左乳腺癌保乳术后混合调强放射治疗计划(Hybrid IMRT)与单纯调强放射治疗计划(Pure IMRT)的剂量学特点,分析同一病种不同计划的剂量学差异,评价不同设计方案的剂量学优势,为临床放疗方案的选择提供依据.方法:随机抽选20例左乳腺癌保乳术后患者,采用ADAC Pinnacle V9.6计划系统对每例患者分别设计Hybrid IMRT和Pure IMRT,利用剂量体积直方图(DVH)比较两种计划的靶区和重要组织器官的剂量学分布、适形指数(Conformity Index,CI)和均匀性指数(Heterogeneity Index,HI)及机器总跳数(MU).结果:1.Hybrid IMRT的以下指标优于Pure IMRT:(1)差异均有统计学意义(P＜0.05)的参数如下:计划靶区(PTV)覆盖指数(V92由98.74％提高到99.58％、V95由97.93％提高到99.40％、V100由91.01％提高到92.49％);PTV小剂量(Dmin由3749.98 cGy提高到3986.10 cGy);PTV均匀性指数(HI由1.10降到1.08更接近1);总跳数(MU由698.96降到552.94);左肺剂量体积指标(V10由31.76％降到23.95％);右肺平均剂量(Dmean由173.69％降到139.78％);右肺剂量体积指标(V5由8.00％降到2.26％);心脏大剂量(Dmax由5205.02 cGy降到5013.10 cGy);心脏剂量体积指标(V10由35.19％降到19.01％、V20由16.78％降到10.58％);右侧乳腺剂量体积指标(Vs由34.99％降到20.37％、V10由10.41％降到5.69％).(2)差异均无统计学意义(P＞0.05)的参数如下:PTV大剂量(Dmax由5543.69 cGy降到5523.93 cGy);PTV平均剂量(Dmean由5194.01 cGy降到5170.89 cGy);高剂量热点指标(V105由39.78％降到27.02％、V108由20.14％降到13.19％);左肺平均剂量(Dmcan由1128.99 cGy降到1111.96 cGy);左肺剂量体积指标(V5由45.01％降到44.37％、V20由17.79％降到17.69％);右侧乳腺平均剂量(Dmean由453.97％降到368.96％).2.Hybrid IMRT计划的以下指标劣于Pure IMRT计划:(1)差异均有统计学意义的参数如下:左肺剂量体积指数(V30由13.58％上升到14.85％、V40由10.53％上升到12.01％);心脏剂量体积指数有所增加(V40由2.05％上升到4.52％).(2)差异均无统计学意义的参数如下:适形度指数(CI由0.67降到0.65);右肺剂量体积指数(V10由0.04％上升到0.10％);心脏剂量体积指数(V5由49.59％上升到55.03％、V30由6.79％上升到7.01％).结论:与Pure IMRT计划相比,Hybrid IMRT计划在提高靶区覆盖率的同时减少了热点区域从而增加了靶区剂量均匀性.在保护正常组织方面也显示出较明显的优势,特别是降低了肺、心脏、健侧乳腺的低剂量照射,减少了低剂量放射损伤效应的发生概率.但在患侧肺的V30～v40及心脏的V40方面不如Pure IMRT计划好.另外,Hybrid IMRT计划显著降低了机器总跳数,减少了机器损耗,提高了治疗效率,缓冲了医疗资源紧张的局面.因此在不能确保患者体位及摆位精度良好的前提下,Hybrid IMRT技术是临床更好的选择.
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VARIAN直线加速器IGRT全碳纤维治疗床与虚拟治疗床对高能X射线剂量的影响
目的:探讨放疗后斜射野中VARIAN直线加速器影像引导放射治疗(IGRT)全碳纤维治疗床与虚拟治疗床对高能X射线的剂量学研究.方法:将固体水模体置于加速器IGRT治疗床的中心处,改变机架角度,从不同机架角度即射野入射角度让不同能量(6 MV和15 MV)的高能X射线穿透治疗床的薄、中、厚3个部分,分别测量对比穿透因子(F值),并利用放射治疗计划系统设计加虚拟治疗床和不加虚拟治疗床的计划,计算对比测量值与放射治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)计算值的差异百分比(PD).结果:6MV和15 MVX射线对IGRT治疗床薄、中、厚3个位置的F值随射线入射角度的变化分别在机架角度110.时小,对应的F值分别为0.9510、0.9496、0.9409和0.9668、0.9645、0.9600;IGRT治疗床薄、中、厚3个位置测量值与计划设计相对应的IGRT虚拟治疗床位置的PD值在160.～180.范围内达到大,分别为2.79％、2.37％、1.81％和1.15％、0.90％、0.53％;IGRT治疗床薄、中、厚3个位置测量值与放射治疗计划系统不加虚拟治疗床计算值的PD绝对值在120.时较大,分别为1.85％、2.23％、3.08％和1.42％、1.68％、1.83％.结论:在TPS中加虚拟治疗床的PD绝对值比不加虚拟治疗床的PD绝对值小,所以加虚拟治疗床在临床上是必要的.而对于后斜射野,F值和PD值均受以下3个因素影响:(1)射线入射角度,入射角度越大则F值及PD值越大;(2)全碳纤维治疗床的厚度,床厚度越大则F值、PD值越小;(3)高能X射线能量,能量越大则F值越大,但PD值越小.
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肿瘤调强放射治疗中子宫活动度
目的:通过统计研究15名手术前宫颈癌病人的调强放射治疗技术(IMRT)治疗过程中的子宫活动度,为制定放疗计划中更准确的计划靶区(PTV).同时使得在使用锥形束CT(Cone-Beam CT,CBCT)以及图像配准过程中,更好地确定治疗位置以确保剂量的准确性.方法:通过Philips 16排CT获取病人治疗前的模拟定位CT图像,CMS(XIO)计划系统完成宫颈癌IMRT放射治疗计划,传送定位CT图像至Elekta Synergy的ⅩⅥ系统.选取15名手术前宫颈癌病例.在放射治疗前获取CBCT图像,通过ⅩⅥ系统进行3D图像配准,获取治疗中摆位误差(60组数据),子宫位移(60组数据),计算获取治疗中病人子宫活动度数据(60组数据).子宫活动度为通过摆位误差和子宫位移计算后得到的绝对值差值数据.整个研究获得1 80组研究数据,每组数据分别包含3个方向:Left-Right (LR),Anterior Posterior (AP),Inferior-Superior(IS),以及3个方向的旋转角度.本文研究子宫在各个方向上的活动度,确定治疗计划制定时,PTV的确定不仅包括了系统误差数据,同时结合了治疗时的随机误差数据.结果:子宫活动度为:系统误差(∑)LR、IS、AP的数值为0.15cm、0.22 cm、0.41 cm;随机误差(δ)LR、IS、AP的数值为0.11cm、0.11cm、0.15 cm.子宫内膜癌与宫颈癌摆位误差数据为:系统误差(∑)LR、IS、AP的数值为0.18 cm、0.23 cm、0.29 cm;随机误差(δ)LR、IS、AP的数值为0.08 cm、0.05 cm、0.07cm.通过DVH和靶区覆盖可能性分析指出,PTV的间隙为摆位误差与子宫活动度误差的总和.计算得到PTV为:LR=0.67 cm,IS=0.88 cm,AP=1.37 cm.结论:研究子宫活动度对于在肿瘤放射治疗中,治疗的随机误差与系统误差分析具有指导作用.指导物理师对PTV外放的合理性,有效降低正常组织受量与靶区剂量的充足.
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基于解剖结构的三维剂量验证系统物理模型测试及应用
目的:测试基于矩阵探测器测量引导,在患者解剖图像上对计划剂量进行扰动修正的三维剂量验证系统(3DVH)的准确性,评估其临床应用可行性.方法:分别设计一系列固体水模体测试计划,以指型电离室和慢感光胶片测量各测试计划的点剂量和平面剂量;利用3DVH系统得到重建剂量,将计划系统计算剂量和重建剂量分别与上述的测量剂量进行比较,以评估系统剂量重建准确性.分别选取头颈部肿瘤调强放疗(IMRT)计划和前列腺癌容积弧形调强(VMAT)计划各6例,比较计划系统计算剂量和3DVH系统重建剂量,分析系统验证结果的临床意义.结果:就点剂量而言,除6周期振荡窄缝野和模拟C形靶区的IMRT和VMAT计划外,其他测试例的计划系统计算剂量和指型电离室测量剂量的偏差、PDP重建剂量和电离室测量剂量的偏差均不超过3％;就面剂量而言,其他测试例计划系统计算剂量和PDP重建剂量分布的γ通过率(3％/3 mm)均高于98％.6例头颈部肿瘤IMRT计划靶区、PGTVnx、PGTVnd和6例前列腺癌VMAT计划靶区的D95和Dmean的重建偏差均小于3％,γ通过率均高于95％;两种计划的危及器官验证结果为,除IMRT计划左右晶体外,其他器官剂量-体积参数在总体上均有较好的符合率,γ通过率也均高于95％.结论:基于患者解剖结构的3DVH系统是调强剂量验证的一个理想工具,可以提供基于患者解剖信息的剂量验证评估.
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电子-光子线混合调强与单纯光子线调强在左乳腺癌放疗中的剂量对比研究
目的:比较在左乳腺癌保乳术后调强计划设计时,单纯X线与电子线混合X线两种方案之间的剂量差异,探讨在左乳腺癌保乳术后调强放疗时采用电子-光子线混合照射的可行性.方法:随机选择在放疗中心接受放疗的左乳腺癌病人10例,为每个病例设计两个调强计划,命名为计划X和计划E-X.计划X为单纯的光子线调强计划;计划E+X为电子-光子线混合调强计划.计划X和计划E-X有相同的主射野数和主射野角度,并给定相同的处方剂量50.0 Gy,单次剂量2.0 Gy.在靶区剂量均满足临床要求的前提下,对比靶区适形度、双肺V5、V10和Dmean、心脏V30、V40和Dmean、脊髓Dmax对侧乳腺Dmax等参数的剂量学差异.结果:PTV的适形度指数CI在两个计划中不存在统计学差异(P=0.511);左右肺的V5、V10、Dmean,心脏的Dmean和脊髓的Dmax在两个计划中均存在明显的统计学差异(P＜0.01);心脏的V40和对侧乳腺的Dmax在两个计划中不存在统计学差异(P＞0.05).结论:与单纯的光子线调强比较,电子-光子线混合调强治疗保乳术后的左乳腺癌具有明显的剂量优势.
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辐射自显影胶片EBT2在单次曝光与多次曝光条件下的剂量学研究
目的:研究辐射自显影胶片EBT2在全身放射治疗的剂量测量中单次辐照与多次累积辐照后的剂量学稳定性,从而判断是否可用单张胶片记录多分次治疗中的累积剂量.方法:对3张胶片分别给予200 cGy、400 cGy、800 cGy的辐照,分别在照射后10h～96h内进行多次测量,观察黑化时间对胶片剂量的影响;对3张胶片分别给予100 cGy、150 cGy、200 cGy的辐照,每天重复扫描5次共扫描4d,并与第1次扫描结果相比较,分析重复扫描对胶片剂量的影响;将EBT2胶片分为2组,一组每日分别给予100 cGy、150 cGy、200 cGy的剂量照射,累计重复4d;另一组分别一次性给予200 cGy、300 cGy、400 cGy、450 cGy、600 cGy、800 cGy,比较接受相同剂量不同照射方式下的胶片剂量.结果:辐照4d后的胶片剂量相比于辐照24h后的剂量要高2％～3％;累积照射4d后的胶片剂量相比于单次接受同等剂量要低1.5％～2.5％.同时也发现扫描仪的灯光对胶片剂量并不产生明显影响.结论:辐射自显影胶片EBT2可以用于多次照射后累积剂量的测量.
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肺部肿瘤立体定向放射治疗摆位误差及靶区外扩距离
目的:应用锥形束CT(cone-Beam CT,CBCT)测量肺部肿瘤立体定向放射治疗分次间和分次内的摆位误差,测算在线校正和非在线校正时计划靶休积(PTV)的外扩距离.方法:选择25例肺部立体定向放射治疗患者,在分次治疗前和治疗后两次CBCT扫描,得到CBCT1和CBCT2两套图像.分别将两套CBCT图像与治疗计划CT图像进行配准,获得分次间和分次内各方向的摆位误差,分析校正前后摆位误差的变化情况,根据测量误差值计算在线校正和非在线校正时PTV的外放距离.结果:所有患者各方向分次间误差在线校正后均减小.校正前左右X、前后Y、头脚Z方向的摆位误差(系统误差+随机误差)分别为:(0.050+0.368) cm、(0.162±0.510)cm、(-0.156±0.151)cm,各方向的大偏差分别为:1.07 cm、0.62 cm、1.07 cm,误差中位值分别为:(-0.1、-0.22、-0.15)cm;在线校正后X、Y、Z方向的摆位误差(系统误差±随机误差)分别为:(0.009±0.086) cm、(0.069±0.190)cm、(0.062±0.077)cm,各方向的大偏差分别为:0.34 cm、0.21 cm、0.42 cm,误差中位值分别为:0.03 cm、0.07 cm、-0.15 cm.测算在线校正和非在线校正的PTV外放距离X、Y、Z方向分别为:0.754 cm、1.008 cm、0.398 cm和0.239 cm、0.368 cm、0.212 cm.结论:通过CBCT在线校正可提高位置精度、降低摆位误差,缩小PTV外放距离,减少正常组织照射体积.
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Truebeam加速器无均整滤过器6 MV X射线SBRT治疗计划的剂量验证评估
目的:通过Delta4模体验证在Truebeam加速器上执行的体部立体定向放射治疗(Stereotacic Body Radiation Therapy,SBRT)计划,评价SBRT治疗计划执行过程的可靠性.方法:按抽签法在Eclipse10.0治疗计划系统中选取40例SBRT治疗计划,将选取的治疗计划移植到Delta4模体进行剂量计算,得到计算后的剂量分布,再与Delta4模体实际测量得到的剂量分布进行比较,运用γ分析验证两者剂量分布的一致性,以电离室验证治疗计划中心点的绝对剂量.结果:所有Delta4验证的SBRT治疗计划,采用γ(3％,3 mm)标准进行分析时,通过率均＞98％(98.9％～100％);当用更为严格的γ(2％,2 mm)标准进行分析时,其通过率均＞90％(91.2％～98％).SBRT治疗计划用电离室在模体中心点处进行的绝对剂量验证,其计算值和测量值的误差均＜2％(-0.8％～1.5％).结论:在Truebeam加速器上执行的无均整滤过器6MVX射线SBRT治疗计划是安全可靠的,Delta4是一个用于验证无均整滤过器模式弧形旋转治疗计划的理想设备.
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基于蒙特卡罗模拟的CyberKnife病人治疗计划剂量验证
目的:为保证CyberKnife的精确治疗,本研究利用蒙卡方法建立一套适用于CyberKnife的蒙卡剂量验证系统,并与实际计划的放射治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)优化结果相比较,验证TPS所得的优化剂量.方法:采用BEAMnrc和DOSXYZnrc模拟代码,模拟Accuray第4代CyberKnife治疗系统.研究中对直径分别为25 mm、30 mm、40 mm、50 mm、60 mm的5个准直器进行模拟得到组织体模比(Tissue Phantom Ratio,TPR)数据和剂量离轴比(OffAxis Ratio,OAR)数据,并与测量数据比较,以确保系统的精确性.结果:在TPR和OAR数据的比较中,模拟系统所得数据和实际测量所得数据吻合的很好.在深度为5 cm时,准直器视野范围内OAR数据的全局相对误差均小于1％;自动化质量验证模体40％等剂量线内伽玛因子通过率为99.88％(3 mm,3％),1例肝部病人计划模拟中,对应的伽玛因子通过率为88.56％(3 mm,3％).结论:建立的蒙卡系统能够正确地模拟CyberKnife出束情况,实施治疗前病人计划的剂量验证工作,适用于作为基于蒙卡的第三方剂量检验软件.
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电离室矩阵验证近距离治疗中放射源位置的准确性
目的:研究用电离室矩阵验证近距离治疗机192Ir源驻留位置的准确性.方法:使用MatrixScan 1.1软件采集数据.塑料施源管拉直固定在二维电离室矩阵探测器面板上,选择中心电离室为测量参考电离室.以1mm为间隔改变源的驻留位置,驻留时间固定为10s,读取每个驻留位置的电离室读数,确定矩阵面板上中心电离室计数大的源位置;分析电离室测量的剂量线性和重复性.设置±1 mm的源位置误差进行测量,利用Verisoft 5.0软件作γ分析,标准为3％/1mm,确定源的位置准确性.结果:同一个电离室重复读数以及电离室之间读数的偏差范围都在±1％以内,剂量仪读数与放射源的位置非线性变化,而且读数随放射源位置变化的灵敏度较高.电离室矩阵可以检测的源驻留位置的灵敏度在±1 mm以内.结论:电离室矩阵验证近距离治疗机192Ir源驻留位置结果准确,方法简单,成本低,可以用于后装治疗系统的质控.
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基于Flatten-Filter Free模式治疗原发性肝癌的剂量学研究
目的:比较原发性肝癌的Flatten-Filter Free(FFF)模式和Flatten Filter(FF)模式的单弧、双弧以及七野固定野治疗的剂量学差异.方法:选取13例原发性肝癌患者,在增强CT图像上勾画靶区及危及器官和正常组织,并在同一套CT图片上设计单个全弧、双全弧和七野固定野的FFF模式和FF模式的调强计划,病人总的治疗剂量200 cGy×30次.通过剂量体积直方图统计PTV相关的剂量学参数、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI),肝脏的剂量体积学参数、机器跳数、治疗时间和计划时间等利用SPSS20.0进行配对非参数Wilcoxson符号秩检验的统计学处理.结果:3种放疗计划FF和FFF模式靶区的HI和CI均没有统计学差异(P＞0.05),靶区的V95％、大剂量、小剂量和平均剂量有统计学差异(P＜0.05),在单弧、双弧和七野固定野调强计划的FF和FFF模式中,靶区的V95％FFF比FF分别低34.3％、13％、1.2％,靶区大剂量FFF模式比FF分别低1.54％、1.39％、2.2％,靶区的小剂量分别降低17.9％、6.6％、9.23％,平均剂量分别降低9.23％、2.0％、2.3％.结论:FFF模式可以有效降低正常肝脏组织受量,减少病人治疗时间,可以在图像引导基础上进一步提高放疗的安全性.
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鼻咽癌颅底破坏肿瘤靶区拆分勾画剂量学研究
目的:探讨鼻咽癌颅底骨质破坏调强放疗中肿瘤靶区拆分勾画的可行性,为鼻咽肿瘤和颅底骨质破坏区域给予不同处方剂量提供剂量学支持.方法:2010年7月～2011年12月将30例具有颅底骨质破坏、无远处转移的初治鼻咽癌的GTVnx拆分勾画为GTVnp和GTVbone,分别代表为鼻咽肿瘤和颅底骨质破坏区域.在每个病人的定位CT上设计3个治疗计划,第1个计划:GTVnp和GTVbonc处方剂量相同,但相对较低,6800 cGy～7000 cGy;第2个计划:GTVnp和GTVbone处方剂量相同,剂量相对较高,7000 cGy～7400 cGy;第3个计划:GTVnp和GTVbone处方剂量不同,GTVnp6800 cGy～7000 cGy、GTVbone 7000 cGy～7400 cGy.比较鼻咽癌颅底骨质破坏调强放疗GTV拆分勾画肿瘤靶区体积变化、肿瘤靶区及正常组织的剂量变化.结果:3个计划95％的处方剂量均能包括各自的靶区,颅底剂量分布不均匀,尤其上两层靶区,3个计划PTVbbone的Dmax与Dmin平均相差1231 cGy、1824 cGy、1731 cGy,PTVbonc的Dmean分别为6910cGy、7550.1 cGy、7541.8 cGy;鼻咽剂量分布均匀,PTVnp的Dmax与Dmin平均相差429.3 cGy、571.4 cGy、926.7 cGy;PTVnp的Dmean分别为6966 cGy、7557.6cGy、7222.7 cGy.双侧腮腺、口腔剂量与GTVnp剂量梯度相关,口腔平均剂量相差约341.5 cGy～513.4 cGy,双侧腮腺的平均剂量相差362.3 cGy～491.7 cGy.脑干、脊髓、双侧中耳、左右视神经、颞叶剂量分布无显著差异.结论:鼻咽癌颅底骨质破坏GTV拆分勾画可行,能满足鼻咽肿瘤和颅底骨质破坏区域的不同剂量要求,降低了口腔、双侧腮腺等正常组织的剂量.
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放疗定位膜制作及体位固定质量控制
目的:通过放疗定位膜制作及放疗摆位实践,分析影响放疗体位固定及定位膜制作的各种因素,探讨不同部位肿瘤放疗时佳体位固定方法及定位膜制作流程中的注意事项,提高放疗摆位精确性.方法:选取2013年6月～2014年1月间,在瓦里安TrueBeam 1103直线加速器治疗的头颈部患者37例;在瓦里安RapidArc直线加速器治疗的胸部患者56例,盆腔患者43例.所有患者在首次放疗前行KV-CBCT扫描,以后每周扫描1次.应用Offiine Review软件,将CBCT扫描图像和计划CT图像进行配准,分析靶中心在x轴(左右)、y轴(背腹)、z轴(头脚)方向上的误差值及其误差分布情况.结果:系统误差(均数)±随机误差(标准差)在左右(x)方向、背腹(γ)方向、头脚(z)方向分别为头颈部x(0.98±0.79) mm,y(0.96±0.86)mm,z(1.13±0.99) mm;胸部x(2.11±1.56) mm,y(1.52±1.22)mm,z(2.50±1.68)mm;盆腔x(1.89±1.43) mm,y(1.33±1.25)mm,z(2.48±1.62)mm.在放疗过程中,头颈部患者摆位平均偏差小于2mm,胸部及盆腔患者摆位平均偏差均小于3 mm,完全达到了调强放射治疗摆位精度的要求.结论:放疗定位膜体位固定技术是开展调强放疗的重要环节,放射治疗技师通过对不同部位热塑定位膜制作和体位固定技术的合理应用,可以明显提高患者体位的重复性和准确性,从而减少放疗摆位误差,对调强放疗肿瘤靶区剂量的准确实施很有意义.
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斗篷野三维适形放疗和调强放疗治疗霍奇金淋巴瘤计划剂量对比分析
目的:研究斗篷野三维适形放疗技术(3DCRT)和调强放疗技术(IMRT)治疗霍奇金淋巴瘤的剂量学差异以探讨佳计划设计方案.方法:选择12例霍奇金淋巴瘤,采用PINNACLE V9.2三维放射治疗计划系统对每例患者分别制定2野3DCRT计划和2野、5野、7野IMRT计划,分析各治疗计划PTV的大剂量(Dmax)、小剂量(Dmin)、平均剂量(Dmean)、靶体积适形指数(CI)、均匀指数(HI)以及肺、脊髓、心脏等正常组织受量的差异.结果:(1)2野IMRT和2野3DCRT计划的适形指数分别为(0.42±0.06)、(0.45±0.06),差异无统计学意义(P＞0.05),5野、7野IMRT计划的适形指数分别为(0.63±0.08)、(0.59±0.07),明显优于2野3DCRT计划,差异有统计学意义(P＜0.05);(2)2野、5野、7野IMRT计划的均匀指数分别为(1.06±0.05)、(1.06±0.07)、(1.03±0.05),均优于2野3DCRT计划(1.13±0.08)(P＜0.05);(3)2野IMRT和2野3DCRT计划的肺组织受量各参数均无显著差异,2野IMRT计划的肺受量V5、V10均明显优于5野、7野IMRT计划(P＜0.05),但V20、V30差异无统计学意义(P＞0.05);(4)4种计划的脊髓、心脏、喉等正常组织受量均在耐受剂量范围之内.结论:2野IMRT计划靶区均匀性优于2野3DCRT计划,肺组织受照剂量优于5野、7野IMRT计划.因此霍奇金淋巴瘤斗篷野放疗建议选用2野IMRT计划.
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三维旋转估计及其在医学影像配准中的应用
目的:针对基于迭代优化的影像配准方法在迭代初始值离目标值较远的情况下普遍需要消耗较多的时间或者易陷入局部极值的问题,提出了一种基于局部梯度信息统计相关的三维旋转估计方法.方法:首先通过构建三维高斯梯度滤波器求出影像的局部梯度,然后根据局部梯度计算出影像的方向分布直方图,后由两幅影像对应的方向分布直方图相关匹配的结果估计旋转差异.将该方法应用于基于优化的医学影像刚体配准中,比较在没有初始值估计和由该方法提供初始值估计的两种不同情况下配准迭代所需的时间以及配准后的效果.结果:经过测试,当虚拟旋转的角度不是很大时(比如在20°以内),该方法估计的结果与虚拟变换设定值之间的偏差通常不会超过3°,一般在2°以内.同时,该方法在医学影像配准中的应用明显减少了迭代所需的时间,且相比较由于不了解迭代初始值的信息而将其假设为零的情况,通过应用该方法来估计初始值有效降低了优化在迭代过程中陷入局部极值的可能.结论:当影像之间的旋转差异不是太大时(比如不超过20°),可以采用本文提出的方法来估计旋转,并且能获得较为理想的估计结果.此外,该方法在医学影像刚体配准中的应用提高了迭代优化的效率,也有助于进一步避免局部优的问题.
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成人注意缺陷多动障碍静息态功能连接分析
目的:注意缺陷多动障碍(Attention Deficit Hyperactivity Disorder,ADHD)是一种在儿童期多发的疾病,对ADHD的研究也主要集中在儿童期疾病,却往往忽略了占有相当大比例的成年人,大部分的成人患者都是从儿童期疾病发展而来的,因此进一步研究成人期的疾病信息对于ADHD的致病机理和疾病在成长发育中的延续变化具有显著的意义.本文旨在通过静息态功能磁共振成像的方法从功能连接的角度来研究成人患者在情感和认知方面存在的脑区异常,并试图对比疾病在儿童期和成人期的差异.对象与方法:实验对象有成人ADHD患者组和成人正常对照组,分别20例,年龄20岁～50岁,均无其他人口统计学差异.分别获取两组被试的静息态功能磁共振数据,预处理后基于成人AD-HD前扣带回(ACC)头尾部也存在情感和认知功能分离的假设,均选取两组被试在MNI坐标下的ACC头尾部两个感兴趣种子区域ROI1(5,2,46)和ROI2(5,34,14),并进行感兴趣区域与全脑的功能连接计算以及功能连接的单样本、双样本t检验的统计分析.从统计分析可以得出两组被试的两个感兴趣区域分别与全脑显著相关的脑区分布,患者组与正常对照组在相应的功能连接结果中的差异脑区以及t值峰值坐标位置.结果与结论:在单样本t检验中,ADHD成人患者组和正常被试组ACC头尾部的两个感兴趣位点与全脑的功能连接中存在情感和认知功能分离的现象,即背侧尾部区域与运动辅助区等认知执行相关脑区相关,腹侧头部区域则参与下前扣带回等情感过程.在双样本t检验中,ADHD成人患者组相对于正常组在两个感兴趣区域与情感相关的脑区功能连接中,部分脑区连接增强部分脑区连接减弱;与运动相关脑区的功能连接没有明显差异;成人ADHD组的ACC头尾部与部分注意网络区域功能连接增强,与默认网络部分区域功能连接减弱.因此,ACC头尾部在人类情感和认知过程中存在重要影响,而且成人和儿童ADHD患者的ACC头尾部与全脑功能连接可能存在显著意义的差异.
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类同轴X线相衬成像中空间相干性
目的:在临床应用中,X线光源是有限尺寸的多色光源.本文假定微焦点X光源是一个强度分布均匀的圆形准单色光源.基于基尔霍夫衍射理论,且结合空间相干性,再通过傅里叶变换,终计算得到吸收衰减函数和相位衰减函数,分别代表对吸收效应和相位效应的影响,本文就空间相干性的两个参数:源半径和佳成像距离在X线成像中对相衬成像的影响进行计算分析.方法:通过MATLAB计算得到了不同X射线源半径(a)和源-探测器距离(Source-Detector Distance,SDD)情况下的相衬效应曲线,由此分析不同的a和SDD对应的佳成像距离.结果:(1)SDD对于相衬效应所产生的影响:当a取一定值时,SDD数值越大,其对相衬效应产生的影响越明显;(2)a对于相衬效应的影响:SDD取一定值,a越小,其相衬成像效果越好;但当a＜5 μm,a继续减小,其对相衬效应产生的影响几乎无变化.因此,当a＜5μm时这种影响可以忽略.结论:a取0.5 μm～20 μm时相衬成像效果较好;若确定了a的值,适当增大SDD,既保证了相衬成像的效果,同时成像佳位置也较容易确定.
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CT和MRI诊断脑神经胶质瘤52例分析
目的:探讨CT和MRI影像学在诊断脑神经胶质瘤中的作用.方法:回顾性分析2005年1月至2014年12月手术病理确诊的神经胶质瘤患者52例,男性27例,女性25例,年龄(24.5±10.8)岁.患者均进行头颅CT(增强扫描8例)和MRI平扫和增强扫描,这些检查均在术前1周内完成,并对结果进行分析,同时进行随访.结果:52例肿瘤直径1.6 cm～8.8 cm,均为单发,幕上42例和幕下10例.42例手术后进行放化疗,10例进行综合治疗.CT显示48例均表现为低密度或混杂密度肿块,4例表现为高密度肿块.MRI显示T1WI呈轻度低信号或等信号,T2WI呈高信号,26例有囊性坏死实性小肿块,22例含壁结节性大囊性肿块和4例单纯囊性肿块.神经胶质瘤进行WHO分级结果为:48例为Ⅰ～Ⅱ级,4例为间变型为Ⅲ～Ⅳ级.46例患者接受CT或MRI随访0.5年～6年,失去随访5例,32例病情稳定,9例行2次手术.结论:CT和MRI影像学诊断神经胶质瘤有重要的作用.儿童和青少年当肿瘤为囊变实性肿块和壁结节的囊性肿块,且有瘤周围水肿和钙化时应考虑为神经胶质瘤.
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纳米炭示踪在结直肠癌根治术淋巴结检出中的应用
目的:探讨纳米炭示踪在结直肠癌根治术淋巴结检出中的应用价值.方法:随机将70例结直肠癌患者分为试验组和对照组:试验组术前一天在肠镜引导下于肿瘤周围黏膜下层注射纳米炭再行根治术;对照组直接行根治术.比较两组淋巴结检出及转移情况.结果:试验组检出淋巴结(21.6±6.8)枚/例,淋巴结黑染率为72％,多于对照组的(12.4±3.3)枚/例(P＜0.05);检出＜5 mm淋巴结(12.5±6.3)枚/例,多于对照组的(3.7±3.0)枚/例(P＜0.05).黑染淋巴结的转移率为19.9％,高于未黑染淋巴结的7.1％和对照组的14.5％ (P＜0.05).试验组＜5 mm转移淋巴结检出率高于对照组(P＜o.05).结论:纳米炭淋巴结示踪可增加结直肠癌术后淋巴结检出率,尤其是微小淋巴结(＜5 mm)检出,有利于提高病理分期准确性.
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脂蛋白相关磷脂酶A2与iMAP血管内超声斑块特征的相关性
目的:通过iMAP血管内超声(iMAP-IVUS)检测以分析冠状动脉粥样硬化斑块的成分,对脂蛋白相关磷脂酶A2 (LP-PLA2)与冠心病及斑块特征的关系进行探讨.方法:选择2012年5月至2014年12月在我院心内科住院行冠脉造影检查并行iMAP-IVUS的95例患者作为研究对象,根据造影结果及临床资料分为急性冠脉综合征组及稳定型心绞痛组,采用酶联免疫吸附实验法测定LP-PLA2浓度,分析各组间LP-PLA2水平、iMAP-IVUS的斑块特征及LP-PLA2水平与斑块成分的关系.结果:急性冠脉综合征组和稳定型心绞痛组小管腔面积、外弹力膜内横截面积、斑块面积和斑块的小管腔负荷无显著差异(P＞0.05),但是两组间的重塑指数、斑块的成分存在明显差异(P＜0.05).急性冠脉综合征组LP-PLA2水平高于稳定型心绞痛组(P＜0.05),且LP-PLA2水平与斑块脂质坏死组织面积呈正相关.结论:冠心病患者的临床表现与冠脉重塑及斑块的性质密切相关,经iMAP-IVUS证实,血浆LP-PLA2水平与急性冠脉综合征患者易损斑块有良好的相关性,可作为预测易损斑块的炎性标志物.
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3D打印技术在儿童先天性心脏病诊断及治疗中的应用进展
3D打印技术已经广泛应用于骨科等外科相关医学领域,其有标准化建模、个性化治疗等优点.现阶段二维的图像很难清晰显示复杂的心内空间结构,3D打印技术能帮助医生更好理解复杂的先天性心脏的解剖结构.本文对3D打印技术在儿童先天性心脏病诊断及治疗中的应用进行综述,同时分析3D打印技术在此领域中应用的局限性及未来发展前景的展望.
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耳鸣治疗设备的研究进展
耳鸣是一种常见的耳科疾病,其病因复杂,治疗呈多元化特点,目前尚无明确的治疗方法和模式.然而随着医用电子技术的不断发展,结合一些耳鸣疗法的特殊要求,耳鸣治疗设备的研制成为耳鸣治疗领域的研究热点之一.本文回顾了一些治疗耳鸣方法的研究进展,总结并分析了相关设备的研究现状,从而提出了耳鸣治疗设备的发展和研究方向.
| 年 | 期数 |
| 2019 | 01 02 03 |
| 2018 | 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 |
| 2017 | 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 |
| 2016 | 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 |
| 2015 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2014 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2013 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2012 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2011 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2010 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2009 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2008 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2007 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2006 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2005 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2004 | 01 02 03 04 05 06 |
| 2003 | 01 02 03 04 |
| 2002 | 01 02 03 04 |
| 2001 | 01 02 03 04 |
| 2000 | 01 02 03 04 |
| 1999 | 02 03 04 |
