半野技术结合非共面照射技术在乳腺癌胸锁联合照射中的应用

目的：介绍一种乳腺癌适形放疗中新的射野衔接技术,以保证乳腺癌患者放疗时锁骨上区域与胸壁区域靶区剂量均匀衔接,并降低治疗计划设计与实施中的操作复杂度。方法：选取一例乳腺癌胸锁联合照射病人,锁骨上靶区采用半野照射技术,胸壁靶区采用非共面切线野照射技术,使上下两组照射野在射野衔接处相切。使用直线加速器6MV-X射线照射靶区,处方剂量设置为50Gy包绕95％靶区体积,使用治疗计划系统计算三维剂量分布。结果：半野照射技术结合非共面照射技术应用于乳腺癌胸锁联合照射时,在治疗计划系统上显示处方剂量在射野衔接处均匀衔接,50Gy处方剂量等剂量线平滑,剂量线未见明显的凹陷和突出现象,无剂量冷热点出现。结论：半野照射技术联合非共面照射技术用于乳腺癌胸锁联合照射。在TPS上演示显示使用该方法能够使相邻射野剂量均匀衔接,适用于胸壁部分靶区头脚方向长度大于20cm的患者放射治疗需求,且使用方法较传统方法更加简单易行,值得推广,临床实际使用中建议使用验证手段来保障该技术的可靠性。     

全脑全脊髓照射技术的改进

目的:介绍全脑全脊髓放射治疗的一种新技术。方法:患者采用仰卧位,在整体定位板上做颈肩和体膜固定,行CT扫描定位,将图像传输治疗计划系统,进行三维重建。按照全脑全脊髓照射的要求勾画靶区,设计治疗计划,调整剂量分布。治疗前行CBCT扫描,进行在线的体位验证。结果:通过计划系统进行剂量计算,可以直观显示靶区的剂量分布并加以调整,计划照射野衔接处没有明显的剂量冷点和热点出现体位验证结果符合临床要求;通过CBCT在线验证,保证位置准确。结论:全脑全脊髓放射治疗采用了仰卧位热塑膜固定,较传统的俯卧位使患者更舒适,治疗过程中体位容易保持,确保治疗的准确;CT模拟定位方法,较传统的模拟机定位简单易行,且定位精确;用计划系统计算剂量分布并进行调整,使靶区剂量分布均匀,避免照射野衔接处剂量分布出现冷、热点。     

放射治疗计划系统在鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野衔接中的应用

目的：利用放射治疗计划系统（TPS）对鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野进行射野衔接,观察射野衔接处的剂量分布。方法：选择一例鼻咽癌患者,通过CT模拟定位,利用TPS进行鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野间的射野衔接。使得射野衔接处剂量均匀,同时模拟计算鼻咽癌常规定位时相邻射野重叠或留空1 mm,2 mm,3 mm,4 mm,5 mm时衔接处的剂量。均给予第一阶段处方剂量36 Gy/18次,分析射野衔接处感兴趣区域（ROI）的剂量分布情况。结果：相邻射野重叠1 mm～5 mm,ROI接受120%处方剂量的体积≥10%,135%处方剂量的体积≥5%,Dmax为处方剂量的143%～148%。脊髓的最大剂量几乎没有影响,其变化幅度≤0.5%。脊髓的V36增加约3%;相邻射野留空1 mm～5 mm,ROI的D95从36Gy降到24.1 Gy,降幅为33%。结论：利用TPS进行鼻咽癌面颈联合野与颈前切线野的衔接,可以保证射野衔接处的剂量均匀性,避免出现严重的剂量冷点及热点,确保靶区内剂量,较好地保护部分正常组织。     

调强放射治疗射野和剂量的验证

目的：为确保调强放射治疗的精确,利用自制和专用设备对每个射野的位置、形状和野内剂量分布进行验证。方法：用自制的位置验证标记球,贴在病人体表的某个固定位置,和病人一起进行CT扫描,设计计划时将此标记球设为位置验证靶区进行射野位置验证。利用加速器自带的射野影像系统（EPID）和治疗计划系统（TPS）的DRR图比对进行射野形状验证。利用Matrixx二维电离室矩阵和OnmiPro软件进行每个射野的剂量验证。结果：射野位置验证在统一调整系统后,误差结果满意。射野形状验证以3mm为标准,调整前的吻合率约为75％。剂量验证通过率大于等于95％的射野占77％。结论：通过81例鼻咽癌调强放疗的实验证明,利用上述三种方法对调强计划进行验证,可以及时纠正误差,确保计划准确执行。     

鼻咽癌放射治疗野中野设计的探讨

背景与目的：鼻咽癌放射治疗,面颈联合野已作为标准的射野设计,用一个中心半束射野解决了面颈联合野与颈部切线野的衔接问题,但面颈联合野内存在剂量冷点与热点,剂量均匀性差。因此本研究希望就鼻咽癌放射治疗面颈联合野中进行野中野的设计作一些探讨。方法：在设计半束照射面颈联合野时,使野的下部最大剂量保持在105%左右,再在野的上部加射野的设计方案。结果：根据治疗计划系统（treatment planning system,TPS）计算,由于是一个中心的半束射野,面颈联合野与颈部切线野的衔接处无冷热点,在面颈联合野内加入野中野和颈部切线野,故比用两个中心设计的,面颈联合野与颈部切线野,技术员摆位更简单,更准确。其剂量分布比单一的面颈联合野更均匀,更合理。95%的等剂量线包容颅底及鼻咽处肿瘤体积（gross tumor volume,GTV）时,下颈及口咽部最高点剂量为105%左右,而且高剂量区容积也小。结论：用一个中心半束面颈联合野中野和颈部切线野方法照射,比单一面颈联合野照射时,剂量分布更均匀,更合理,比两个中心面颈联合野与颈部切线野照射时,技术员摆位更简单,衔接处的剂量更准确。     

全脑全脊髓转床半野照射技术的临床应用

目的：介绍一种通过转床、半野进行全脑全脊髓照射的技术。方法：模拟定位时首先设颈胸脊髓野：机架角O°,小机头0°,床角0°,SSD=100cm,野长40cm,野宽4cm～5cm,同时在体膜上标记射野上界（B点）和下界（C点）,然后设全脑野：使用半束左右两野对穿照射,机架角90°或270°,小机头11.3°或348．7°,床角0°,SAD=100cm,Y1=0,X和Y2取包括颅骨外1cm,使射野X方向中心线在透视下与B点重合,最后设腰骶脊髓野：以C点为中心使用半束照射,机架角11.3°,小机头O°,床角90°,SSD=100cm,X2=0,Y和X1取包括腰骶直至S4。同时使用Kodak-Ec-film胶片、固体水模体以及MatriXX系统在加速器治疗机上模拟射野进行射野衔接点的几何和剂量验证,并观察12例使用该技术投照期间患者的放疗反应。结果：颈胸段脊髓野与全脑野衔接点以及颈胸段脊髓野与下位脊髓野衔接点处射野边界清晰锐利,未见射野间分离和重合现象,等剂量线基本平滑,未见明显的凹陷和凸出现象,12例患者都完成全脑全脊髓的照射计划,未见明显严重的放疗反应。结论：全脑全脊髓转床半野照射技术做到了射野间的无缝衔接,方法简便,值得临床推广应用。     

PTW729二维矩阵的平面剂量验证

目的:调强计划在用于病人治疗之前必须要进行剂量学验证,以此确保调强计划各个射野出束剂量的精确度以及测量层面平面剂量分布的精确度。本文探讨逆向调强适形放射治疗过程中的剂量学验证,分析影响剂量验证结果的因素,采取相应措施消除影响,保证IMRT治疗计划临床实施的正确性。方法:选取30例需要做验证的调强计划,将计划移植至标准水模体上生成QA计划并在TPS上计算出测量平面的剂量分布,然后将计划导入MOSAIQ,ELEKTA Precise加速器执行QA计划,用PTW729二维电离室矩阵进行平面剂量验证,收集数据经矩阵扫描软件Matri Scan读出二维电离室矩阵收集的信息传递至Veri Soft软件中,对比剂量分布图得出计划通过率。结果:PTW729二维电离室矩阵能够测量照射野的剂量分布和强度分布,能够对逆向调强计划进行准确的剂量学验证,得出平面剂量验证的通过率与MLC叶片到位精准度和计划的子野面积有明确关系。结论 :利用PTW729二维电离室矩阵可以极大地简化验证工作量,提高验证的效率。     

电子射野影像系统用于患者调强放射治疗计划剂量验证分析

目的分析电子射野影像系统(EPID)用于调强放射治疗计划剂量验证的准确性。方法选择2014年南通市第一人民医院住院行放射治疗宫颈癌术后患者10例,年龄45~71岁,中位年龄56岁。采用7野均分(0°、52°、104°、156°、208°、260°、310°7个角度)进行计划设计及剂量分布计算,获取归零野和实际野验证时叶片位移偏移、射野通过率,并将EPID归零野验证结果与PTW电离室矩阵归零野验证的射野通过率结果进行比较。结果EPID归零野和实际野验证获得的叶片偏移1 mm以内百分比数值的绝对值差异不大,但在208°、260°及310°3个角度差异有统计学意义。射野验证通过率在0°、52°时差异无统计学意义,而104°、156°、208°、260°、310°时差异有统计学意义。EPID归零野验证时获得的射野通过率与PTW电离室矩阵的验证结果差异无统计学意义。结论 EPID可以应用于调强计划的验证。     

射野区域的剂量验证研究

目的:实现射野区域剂量分布Gamma（[γ]）通过率的计算,对治疗传输的准确性进行评估。方法:从Oncentra Masterplan治疗计划系统中随机提取6位完全匿名患者的调强放射治疗验证计划,导出DICOM格式的验证计划并利用Matlab软件重建多叶准直器区域和剂量。然后将验证计划移植到MatriXX模体并测量剂量分布。用Matlab代码对验证计划剂量分布和模体测量的绝对剂量分布进行分析。结果:传统方法[γ]通过率受计算区域选择影响较大,而以射野区域作为计算区域则避免了这个问题,两种方法计算得到的[γ]通过率有统计学差异（[P]<0.05）。结论:射野区域的剂量验证避免了[Dn]值对[γ]通过率的影响,而且对射野区域利用剂量面积直方图分析其剂量特性,有利于评估治疗计划系统临床治疗的准确性和指导临床工作。     

调强放射治疗“end to end”质量控制核查中应用针尖电离室测量小野剂量的初步研究

目的:在调强放射治疗“end to end”质量核查中,探讨应用针尖电离室对调强放射治疗小野照射进行绝对剂量测量的研究。方法:选择3省20家医院,将放有热释光剂量计TLD（距模体表面距离约7.5 cm）和胶片的国际原子能机构（IAEA）模体进行CT扫描,图像导入放射治疗计划系统（TPS）中,设计治疗计划,进行7野等中心调强照射,MLC照射野大小>2 cm×2 cm且<4 cm×4 cm。同时针尖电离室（0.015 cc）放在固体水模体距模体表面7.5 cm下进行点剂量绝对剂量验证:（1）将治疗计划中射野角度归零平移到固体水模体中进行剂量验证;（2）治疗计划射野角度不归零时为实际治疗照射方向,平移到固体水模体中进行绝对剂量验证。结果:在调强放射治疗多叶光栅小野照射的固体水模体中,用针尖电离室测量的绝对剂量与TPS计算得到的绝对剂量比较,7野照射方向归为零度时,比较偏差<5%;实际照射方向时,比较偏差<5%。验证后的计划,在IAEA模体上进行实际7野调强治疗,模体中的高剂量靶区胶片（Gafchromic EBT3 film）绝对剂量通过率均≥90%（Gamma分析:3%, 3 mm）,TLD偏差<7%。均符合IAEA提出的标准。结论:在调强放射治疗多叶光栅小野照射时,可以应用针尖电离室作为绝对剂量验证的一个方法。     

比较调强放射治疗与三维适形放疗治疗中下段食管癌时心脏和冠状动脉的受量

目的：比较调强放射治疗（IMRT）与三维适形放疗（3D-CRT）治疗中下段食管癌的心脏和冠状动脉的受量。方法：回顾性分析从2011年1月至2012年5月收治的12例中下段食管癌患者,采用Monaco治疗计划系统,所有患者分别制作五野调强放射治疗计划及三野3D-CRT计划,处方剂量均为PTV：60 Gy/30 f。比较五野IMRT和三野3D-CRT计划的DVH、靶区适形度（CI）、心脏,右冠状动脉,左冠状动脉的受量。结果：调强放射治疗计划与3D-CRT计划相比,明显降低了心脏平均剂量（23.01 Gy与28.3 Gy）和V30（24.4%与61.0%）,右冠状动脉平均剂量也有显著的降低（平均剂量23.8Gy与35.5 Gy）,而左冠状动脉平均剂量没有表现出显着改善（平均剂量11.2Gy与9.2Gy）（p〉0.05）。调强放疗显著改善了适形指数。结论：IMRT治疗与3D-CRT相比明显改善了心脏的平均剂量及V30。调强放疗计划与3D-CRT治疗计划相比使心脏V30减少了约40%,同时降低了右冠状动脉受量,这表明调强放射治疗可显着改善放疗诱发的心脏及冠状动脉疾病的风险。调强放疗具有更好的适形度。这将是长期的研究以确定放疗将如何影响冠状动脉心脏疾病的发展和其他心脏并发症。     

鼻咽癌调强常用布野方案剂量学比较

目的:分析在鼻咽癌逆向调强(IMRT)中两组鼻咽癌患者,用均匀9野、7野及7野非共面调强在相同条件下的剂量学差异。方法:选取28例鼻咽癌病例,分成两组,其中9野调强14例,7野调强14例,对其分别采用各自组中相同的物理调强参数,在TPS上计算需对比的设野方案计划,然后试图探讨相同计划下不同设野对靶区和重要器官的影响。结果:两组病患调强结果显示,非共面7野的靶区的最高剂量要稍大于9野,最小剂量要低于9野,7野的适形度要略差于9野,但两者差异几乎不明显,对于危及器官,9野与7野没有明显差异,在统计意义上没有显著意义。结论:对于鼻咽癌肿瘤病人,9野和7野调强在各自的条件约束下都能完成较好的计划,靶区适形度和靶区覆盖率也相差不大,综合考虑物理及生物效应,对于靶区较大的病患建议使用9野调强,对于需要特别保护晶体,7野非共面计划比较合理,对于较小肿瘤用7野照射计划相对效益更高,但总的来说照射野角度的不同对计划的影响并没有想象中那么明显,物理优化条件的好坏几乎决定了计划本身的质量。     

基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数研究

目的：从生物学优化肿瘤放射治疗计划的角度来提出可用于评估放射治疗方案可行性的评估函数。方法：在以细胞受到照射后的再修复、再群体化、细胞周期的再分布、肿瘤内乏氧细胞的再氧合,即＂4R理论＂[1]的基础上,分析生物效应剂量函数BED的变种公式,最后得出3个用于评估肿瘤放疗计划好坏的评估函数。再利用评估函数试验性的分析文献报道过的肿瘤放射治疗方案,并与对应的方案结果进行比对,理论上评价评估函数的可行性。结果：综合分析已有治疗方案参数与评估函数理论参数基本一致。结论：基于生物学优化肿瘤放射治疗计划的评估函数在临床上用来预判治疗方案是可行的。     

卷积神经网络放疗计划剂量预测:两种解码器对比

目的:拟建立卷积神经网络放疗计划三维剂量分布预测模型,比较种两解码器对网络性能的影响。方法:实验数据包括80例早期鼻咽癌的放疗计划,并随机分为训练集（70例）和测试集（10例）。基于VGG16卷积神经网络,分别采用插值和反卷积两种解码器,建立两种网络结构:插值解码VGG16网络（IVGG16）和反卷积解码VGG16网络（DVGG16）,用于端到端的放疗计划剂量预测。评价模型准确性指标主要包括外轮廓、靶区及危及器官（OAR）的平均绝对误差（MAE）,并分别记录两个网络的训练时间和预测时间。结果:使用两种解码器均可以较准确地预测患者三维剂量分布。IVGG16和DVGG16的外轮廓MAE分别为（5.48±0.46）%和（5.42±0.34）%,差别无统计学意义;靶区的预测值均较准确,MAE均低于2.63%,两种解码器没有统计学意义;两个网络均可以较准确预测OAR的剂量分布。脊髓PRV和甲状腺的MAE,DVGG16较IVGG16分别下降11.8%和15.6%（P=0.029, 0.034）,其余OAR的MAE差别无统计学意义。IVGG16和DVGG16模型训练时间分别为14.8 h和24.6 h,每例平均预测时间分别为（6.6±1.0） s和（28.7±3.9） s。结论:采用插值和反卷积两种解码器预测得到的放疗剂量在整体上具有相当的效果。反卷积解码器对部分OAR剂量分布预测准确性略优,但模型训练和预测的效率有待提高。     

鼻腔副鼻窦肿瘤的“靶中靶”适形治疗计划研究

目的：探讨“靶中靶”三维适形治疗计划在提升复杂鼻腔副鼻窦癌靶区剂量和优化剂量分布的作用。方法：以6例鼻腔副鼻窦肿瘤病例的CT定位数据图像资料为研究对象。在同一软件上分别进行常规方法和“耙中靶”方法的二维适形治疗计划设计．并对剂量分布和体积剂量直方图（DVH）结果进行分析。常规计划为单一等中心．3—5个共面或非共面适形野。靶中靶计划由一个简单化的常规计划和一个补丁计划融合而成。结果：总体上靶剂量分布及DVH靶中靶计划优于常规计划。V90（被90％等剂量包络的靶体积的百分率）和D50（包络90％靶体积的剂量百分率）靶中靶计划均高于常规计划。6／6靶中靶计划和3／6常规计划达到CTV平均剂量〉66Gy、危及器官的平均受照剂量〈54Gy的目标。分别有3／6靶中靶计划和1／6常规计划出现小范围高剂量区，1／6靶中靶计划和5／6常规计划出现低剂量区。结论：靶中靶方式适形治疗计划可以适用于比较复杂的鼻腔副鼻窦肿瘤，能有效改善靶区剂量分布和提升靶区剂量。     

基于4D-CT研究随呼吸运动靶区的剂量分布规律

目的:基于4D-CT探讨随呼吸运动靶区的受照剂量分布特征及进行个体化精确放疗计划设计方法。材料和方法:患者在自由呼吸状态下进行多床位Cine模式扫描,每个床位Cine扫描持续时间约4s～6s。扫描后,用研究开发的4D-CT图像重建系统对所得图像进行4D-CT、最大密度投影(MIP)和平均密度投影(AIP)重建,生成多相位4D-CT、MIP和AIPCT。将重建图像传入放疗计划系统中,分别以呼气末相4D-CT、AIPCT和MIPCT图像作为基准图像,其它相位4D-CT作为融合图像进行图像配准,在基准图像上勾画靶区并进行放疗计划设计,比较基准图像和融合图像中靶区的剂量分布。结果:当肿瘤靶区位于肺尖时,呼气末相和吸气末相4D-CT中靶区的剂量分布无明显差异;靶区在肺中部和腹部时,在呼气末相4D-CT上设计的放疗计划,其剂量分布不能很好地覆盖吸气末相时的靶区,可能导致靶区漏照射;在MIP和AIPCT上设计的放疗计划,其剂量分布能较好地覆盖呼气末相/吸气末相时的靶区。结论:基于4D-CT能直观地得到不同呼吸相位时靶区的剂量分布,利用MIP和AIPCT可快速实现运动靶区的个体化精确放疗计划设计。     

简化调强技术在脑转移瘤外照射中应用的剂量学研究

目的：通过比较脑转移瘤三维适形放疗（3D-CRT）、调强放疗（IMRT）和简化调强放疗（sIMRT）技术靶区剂量分布均匀性、适形度,危及器官受照体积、剂量,以及实施治疗的机器跳数,对比三者放疗技术的剂量学差异,探讨sIMRT应用于脑转移瘤治疗的可行性。方法：针对10例脑转移瘤患者分别设计3种放疗计划：三维适形放疗、调强放疗和简化调强放疗。保证靶区和危及器官满足临床要求前提下,分别比较3种计划的靶区剂量分布、靶区均匀指数和适形指数、危及器官受照剂量、机器跳数（MU）等,探讨其剂量学差异。结果：3种照射技术均满足临床要求,靶区（PGTV）均匀指数三者没有差异。靶区（PTV）均匀指数sIMRT逊于IMRT,但与3D-CRT无差异。靶区（PGTV、PTV）适形指数sIMRT逊于IMRT而强于3D-CRT。危及器官的保护例如左、右晶体和脑干,sIMRT优于3D-CRT但与IMRT无区别,对左、右视神经和视交叉的保护,IMRT最好,sIMRT和3D-CRT差异不大。机器跳数（MU）以IMRT最多,sIMRT居中,3D-CRT最少,但3D-CRT二程计划增加照射次数,提示实际治疗时间以sIMRT最优。结论：sIMRT可减轻工作人员劳动强度,缩短治疗时间,节省资源,是一种性价比较高的放疗技术,适用于脑转移瘤放疗。