国产加速器IMRT和VMAT的剂量学测试

目的 应用TG119报告中的测试例对联影公司URT-Linac 506C加速器和URT计划系统FF模型进行全面的评估。方法 主要研究调强放疗(IMRT)和容积调强弧形治疗(VMAT)计划剂量目标、点剂量和剂量分布计算准确性。测试模体采用AAPM TG119号报告测试例模体,主要包括模拟多靶区、模拟前列腺肿瘤、模拟头颈肿瘤和模拟C形靶区(简单)等。使用指形电离室和胶片,在URT计划系统(临床实验版本)和URT-Linac 506C加速器上分别优化计算和测量剂量,并分析计划剂量和测量值之间的偏差。结果 URT计划系统中的4个测试案例的计划剂量目标均满足TG119标准要求。对于不同案例点剂量验证,IMRT计划最大误差为2.62%,VMAT计划最大误差为 3.90%,均满足TG119 报告中点剂量误差小于4.5%的要求。复合剂量分布胶片测量结果的γ通过率IMRT计划均>97.50%,VMAT计划均>93.27%。结论 URT-Linac 506C加速器和URTT放疗计划系统FF计算模型性能试验结果均达到TG119报告验证标准。     

编辑多叶光栅缩小剂量热点方法在乳腺癌根治术后放疗中的应用

目的:探究编辑多叶光栅（multi-leaf collimator,MLC）缩小剂量热点方法在乳腺癌根治术后放疗中应用的可行性。方法:选取10例接受放疗的乳腺癌根治术后患者的CT图像,勾画胸壁、腋窝与锁骨上下相关预防照射区域和危及器官,基于医科达Precise医用直线加速器和CMS XiO 4.80计划系统,以5 000 cGy/25 f处方剂量分别对每例患者设计采用编辑MLC缩小剂量热点方法前、后2种放疗计划（plan1和plan2）,采用SPSS 20.0统计学软件评估2种计划靶区和危及器官剂量学参数及治疗参数的差异。结果:2种计划靶区剂量分布和危及器官受照剂量均满足临床要求,plan2相对于plan1,PTV的D1 cc降低1.87%（t=37.467,P=0.000）、D98%降低0.38%（t=2.664,P=0.000）、V107%降低7.30%（t=2.595,P=0.029）、V110%降低23.58%（t=6.684,P=0.000）,PTV的其它剂量学参数差异无统计学意义（P＞0.05）;危及器官剂量学参数和治疗参数差异无统计学意义（P＞0.05）。结论:编辑MLC缩小剂量热点方法有利于缩小PTV的剂量热点,对其它参数的影响甚微,建议设计乳腺癌根治术后放疗计划时采用该方法。     

中国医学科学院肿瘤医院在两项国际放疗计划比赛中再创佳绩,荣获全球前五北大核心CSCD

肿瘤放射治疗中至关重要的一环是放疗计划设计。放疗医生勾画靶区和危及器官、确定处方剂量和剂量限值之后,由物理师和剂量师进行放疗计划设计,需要满足靶区处方剂量,并最大程度保护危及器官和正常组织.     

ABAS软件勾画OAR临床前测试重要性研究

目的 对基于模板自动分区(ABAS)算法的图像勾画软件进行临床前测试,评估鼻咽癌放疗计划OAR勾画精度,为确定临床应用条件提供依据。方法 以放疗医师在22例鼻咽癌患者放疗计划CT图像上手工勾画的OAR结构为评价标准,分别对ABAS软件两种算法(General和Head/Neck)自动勾画的OAR进行以下测试:(1)每1例患者均拷贝1套图像,以原图像上手工勾画的轮廓为模板在拷贝图像上自动勾画,考察自动勾画对模板的还原能力;(2)以1例患者图像上手工勾画的轮廓为模板,对其余患者图像进行自动勾画,考察采用单一模板对不同患者图像自动勾画的准确度。评价指标包括各OAR的DSC、V_diff、DSC与勾画体积相关性,以及自动勾画加手工修改与单纯手工勾画的耗时差别。Wilcoxon符号秩检验,Spearman相关性分析。结果 Head/Neck算法对模板还原能力优于或相当于General算法,自动勾画DSC与所勾画结构体积大小呈正相关(r_s=0.879、0.939)。还原测试中体积>1 cm³器官自动勾画的DSC>0.8。使用Head/Neck算法基于单一模板的自动勾画中,脑干、颞叶、腮腺、下颌骨的DSC和V_diff平均值分别为0.81~0.90和2.73%~16.02%,颞颌关节和视交叉DSC为0.45~0.49。应用自动勾画加手工修改比单纯手工勾画可以节省68%时间。结论 临床前测试可以确定ABAS算法在特定临床应用条件的准确度和适用范围,所测试软件可帮助提高鼻咽癌放疗计划OAR勾画效率,但不适用于较小体积器官的勾画。     

《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》的个案研究

目的参考《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》(标准报批稿),对RayStation调强放疗计划系统进行一系列测试,并验证标准报批稿的可行性。方法试验内容包括治疗计划剂量目标、点剂量计算准确性和剂量分布计算准确性。测试模体包括AAPM TG119号报告的测试例模体和固体水验证模体,调强测试例主要包括模拟多靶区、模拟前列腺肿瘤、模拟头颈肿瘤和模拟C形靶区(又分简单和困难)等。使用常见测量设备和工具,在RayStation和加速器上分别优化计算和测量感兴趣剂量,并计算和分析两者误差。结果5个模拟不同肿瘤计划的剂量目标均满足标准要求。点剂量电离室测量结果均符合标准要求,全部模拟计划的总误差为(0.83±165)%。单野剂量分布平面探测器测量结果的γ通过率均>990%,复合剂量分布胶片测量结果的γ通过率均>925%。结论RayStation 调强放疗计划系统性能试验结果均符合标准报批稿要求且证明其可行。     

直肠癌靶区勾画和计划设计指南

为了规范直肠癌放射治疗的靶区勾画和计划设计,国家癌症中心/国家肿瘤质控中心组织专家在全国多家肿瘤中心进行讨论及投票,选取典型病例制作图谱,并结合国际直肠癌靶区勾画指南/共识的推荐,由专业小组对研讨和调研结果进行汇总,形成本指南。本指南对直肠癌的诊疗概况以及放疗适应证进行了总结;在直肠癌调强放疗规范方面,从直肠癌术前及术后放疗的定位、靶区勾画、正常组织勾画、放疗剂量分割模式、放疗计划制订等方面进行分级推荐,并按照典型病例提供图谱参考,可有效地规范直肠癌放疗流程,为放疗质量控制提供参考。     

诱导化疗对局部晚期鼻咽癌IMRT靶区及剂量学影响

随着诱导化疗的进行,靶区大小、周围OAR剂量分布、原靶区剂量适形性都会发生变化,临床上该怎样合理设计放疗计划呢？国际上支持诱导化疗后放疗,但倡导按诱导化疗前GTV进行靶区勾画并剂量不降低,该观点缺乏循证医学依据。而国内相关专家学者则从靶区缩小,减少靶区高剂量区体积、提高靶区均匀剂量覆盖,降低周围OAR剂量,提高剂量适形性等方面阐明了诱导化疗后再计划的优越性,但其远期疗效与获益目前还无客观数据。另外,诱导化疗后再计划应该以什么样方案勾画靶区、怎样确定剂量分配也还没达成共识,需要继续探索。     

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CT_Air。使用plan1计划的设野及计划参数,在CT_Air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。     

鼻咽癌靶区勾画和计划设计指南

鼻咽癌的生物学行为决定了其靶区范围大且极度不规则,并被周围众多危及器官包绕。调强放疗技术能够满足肿瘤靶区肿瘤体积高剂量覆盖的同时,对周边正常组织进行很好的保护。以调强放疗为基础的综合治疗,使得鼻咽癌患者生存率明显提高,生活质量明显改善。鼻咽癌靶区的准确定义和优良的计划设计是保证鼻咽癌调强放疗疗效的基础。为推动鼻咽癌调强放疗在中国的普及和同质化应用,国家癌症中心/国家肿瘤质控中心组织国内大放疗中心编写了鼻咽癌靶区勾画和计划设计指南。本指南以已发布的国内外相关标准为依据,涵盖鼻咽癌诊疗常规,靶区定义、靶区勾画图谱和治疗计划设计等方面,旨在为国内各医疗单位鼻咽癌调强放射治疗的一致性提供参考依据。     

CT-MRI图像融合对前列腺癌调强放疗靶区及正常组织剂量影响

目的 探讨CT-MRI图像融合对前列腺癌调强放疗靶区及正常组织剂量影响.方法 对10例经病理证实的中高危局限期前列腺癌患者行CT模拟定位和MRI图像采集.用CT-MRI图像融合软件确定同层面CT和MRI图像,分别在其上勾画前列腺和精囊腺靶区、直肠、膀胱等并对靶区进行调强放疗计划设计,比较它们在直肠和膀胱的剂量体积直方图参数间差异.结果 CT、MRI图像上勾画的前列腺+精囊腺平均体积分别为84.03、53.53 cm3(t=2.47,P=0.024),基于CT和MRI图像进行调强放疗计划设计后直肠V50、V60、V70分别为37.03%和30.28%(t=2.71,P=0.014)、24.99%和19.13%(t=2.83,P=0.011)、14.55%和9.53%(t=3.19,P=0.005);膀胱最大剂量分别为82.45 Gy和81.10 Gy(t=2.41,P=0.027).结论 MRI图像上勾画的前列腺+精囊腺体积比CT图像上勾画的小,基于MRI图像勾画靶区制定调强放疗计划比基于CT图像的可明显减少受较高剂量照射的直肠体积.     

Plan Quality Index – An Integrated Dosimetric Approach for Plan Evaluation with Consideration of Quality of Dose Coverage to Tumors and Quality of Organs’ Sparing

Purpose: To find an integrated solution for plan evaluation with multiple dosimetric parameters in order to ensure quality of target dose coverage and sparing of organs collectively. Materials and Methods: A mathematical logical expression called Plan Quality Index (PQI) was formulated. It includes two integrated indices 1.Integrated Dosimetric Index for tumor (IDITumor) dose coverage and 2.Integrated Dosimetic Index (IDIorgans) for Organs At Risk (OARs). PQI was used to select better dosimetric plan form multiple VMAT plans of a Nasopharynx case. In addition, the PQI was used for comparison of VMAT and IMRT plans of 64 patients with Head and Neck cancer. The plan with lesser PQI was considered as a better dosimetric plan. For statistical comparison between two techniques, paired‘t’ and Wilcoxon signed rank test were used with consideration p< 0.05 as a statistically significant. Results: The unambiguous evaluation results with PQI showed that VMAT plan was achieved the entire given dose constraints significantly better than IMRT plan in all the patients (p<0.001). Conclusion: Plan evaluation with PQI can be an unambiguous method. It evaluates the quality of tumor dose coverage (IDITumor) and sparing of OARs (IDIorgans) collectively. It enables to change the priority of evaluation criteria of a specified structure based on the clinical requirements. It does not require any specialized program. It can be calculated using ordinary excel program. Using the single value as PQI, the effective determination of a quality plan among many plans can be possible and it can be used for comparison of different techniques.     

CT及3.0T MRI在食管癌IMRT中的价值

目的 探讨CT及3.0T MRI在食管癌IMRT计划中的价值。方法 选取2013-2015年本院放疗科首次确诊并行根治性IMRT的食管癌患者35例,分别在CT及MRI T2WI与DWI融合图像上勾画靶区,以相同处方剂量和OAR限制剂量分别制定计划,比较2种计划的靶区体积、处方剂量及OAR受量差异。配对t检验差异。结果 2种计划的剂量分布及计划参数均达到了临床处方剂量要求。基于3.0T MRI计划的病灶长度、VGTV和VPTV均小于CT计划(P=0.00、0.03、0.03)。2种计划的PGTV、PTV-PGTV的D2%、D98%、D50%、HI、CI差异均无统计学意义(P均>0.05)。基于3.0T MRI计划的双肺平均剂量明显低于CT计划(P=0.00),双肺实际受量亦与CT计划相近(P均>0.05)。2种计划的脊髓最大耐受量及心脏耐受量相近(P均>0.05)。结论 基于CT及3.0T MRI计划所勾画的靶区及参数均能满足临床需求,但基于3.0T MRI计划的靶区体积更小,可能会使部分OAR潜在获益。     

肺癌适形放疗中两个阶段治疗计划叠加的可行性分析

目的:研究同一患者分前后2个阶段并在不同体位条件下完成总周期的治疗中,将2个阶段治疗计划相叠加后评价总周期靶区和危及器官剂量的可行性和临床应用.方法:回顾性分析小细胞肺癌患者10例,每例患者在总周期中采用不同体位重新定位1次,分2个阶段完成治疗,每个阶段分别制定三维适形计划,周期总剂量为50 Gy.均采用Cadplan R 3.1.2三维治疗计划系统完成治疗计划的设计.通过治疗计划系统叠加每例患者总周期中2个阶段的治疗计划,分析将2个阶段治疗计划叠加的可行性以及第1阶段与第2阶段治疗计划相叠加后临床应用的可行性分析.结果:前后2个阶段气管隆突在左右、前后以及头尾方向运动密切正相关(相关性检验,P值均＜0.05),证明以气管隆突作为2个阶段的治疗计划叠加标识的可行性;前后2个阶段靶区和危及器官体积变化显示除PTV2的体积变异大差异有统计学意义外,其余差异均无统计学意义,并且各危及器官剂量学相关性分析中仅脊髓最大剂量在复制计划和原计划之间无相关性外(r=0.34,P=0.34),其余剂量参数均显示出密切正相关.结论:运用三维治疗计划系统将同一患者2个阶段不同体位的治疗计划叠加时,在保证与叠加计划等中心点坐标密切相关的解剖结构在2个阶段空间位置一致,以及2个阶段的靶区和危及器官体积无明显差异的前提下,可以对体位不同的2个阶段的治疗计划进行叠加,并在临床上运用叠加计划总体评价总体周期中的靶区和危及器官剂量.     

1.5 T MR加速器临床剂量调试

目的:介绍1.5 T MR加速器的临床剂量调试方法和结果。方法:中国医学科学院肿瘤医院于2019年5月安装1台医科达Unity型1.5 T MR加速器,使用磁场兼容测量设备对其进行剂量调试。调试项目包括绝对剂量校准、数据采集和计划系统模型验证。结果:磁场下绝对剂量校准需要使用磁场修正因子修正,参考条件下的绝对剂量为87...     

鼻咽癌FFF与FF模式下VMAT计划剂量学比较

目的 比较鼻咽癌非均整(FFF)与均整(FF)模式下VMAT计划剂量学特性,分析FFF模式下VMAT计划临床可行性。方法 选取2016—2017年间Ⅱ期鼻咽癌患者10例,分别对同一患者CT图像及CTV用相同处方剂量6975 cGy和相同优化参数在RayStation计划系统平台设计6 MV X射线FFF和FF的VMAT计划,比较两种计划剂量学特性、机器跳数和出束时间。配对t检验差异。结果 FF计划与FFF计划的靶区D98%、靶区覆盖率、CI均相近(P=0.262~0.975),FF计划在靶区D2%、Dmean、HI略有优势(P=0.004~0.038);FFF计划较FF计划在左、右眼晶体受量、左腮腺受量>30 Gy体积、左颞叶Dmean有一定降低(P=0.002~0.025);正常组织(Body)在2~30 Gy内FFF计划受照体积均相似文献   

乳腺癌改良根治术后胸壁和区域淋巴引流区整体化调强放疗剂量学与不良反应分析

目的 探讨乳腺癌改良根治术后胸壁和区域淋巴引流区整体化调强放疗(IMRT)技术的剂量学特点,并观察照射后的急性不良反应。方法 对75例乳腺癌患者(左侧乳腺癌41例)以治疗位行计划CT扫描,在CT上将胸壁和锁骨上淋巴引流区加或不加内乳区作为整体勾画。针对整个靶区整体或分段设计IMRT计划,处方剂量50 Gy至少包绕90%计划靶体积(PTV),PTV包含内乳区者31例。用靶区和正常组织体积-剂量评价治疗计划,并观察计划实施后的急性不良反应。整体计划与分段计划的剂量学参数比较行成组t检验。结果 全组患者均完成计划设计和放疗,PTV适形指数、均匀指数分别为1.43、0.14,PTV包含内乳区者均匀指数较高,110%处方剂量PTV体积均<5%,正常组织实际剂量均未超出限值。整体计划(55例)与分段计划(20例)比较,其D_max、D_mean、V_107%和V_110%均不同(t=2.19~2.53,P=0.013~0.031)。32例发生≥2级皮炎,其中2级22例、3级10例;发生部位以腋窝前皱褶最为常见,多数发生于放疗后1~2周。仅2例发生2级肺炎。     

Rectal dose reduction with IMRT for prostate radiotherapy

Dose escalation in radiation therapy has led to increased control rates with some clinical trial evidence that rectal toxicity may be reduced when using intensity-modulated radiotherapy (IMRT) over 3D conformal radiotherapy (3DCRT) for dose-escalated prostate radiotherapy. However, IMRT for prostate patients is not yet standard in many Australian radiation oncology centres. This study investigates dosimetric changes that can be observed between IMRT and 3DCRT in prostate radiotherapy. Fifteen patients were selected for analysis. Two target definitions were investigated – prostate-only and prostate plus seminal vesicles (p + SVs). A five-field 3DCRT and seven-field IMRT plan were created for each patient and target definition. The planning target volume coverage was matched for both plans. Doses to the rectum, bladder and femoral heads were compared using dose volume histograms. The rectal normal tissue complication probabilities (NTCPs) were calculated and compared for the 3DCRT and IMRT plans. The delivery efficiency was investigated. The IMRT plans resulted in reductions in the V25, V50, V60, V70 and V75 Gy values for both the prostate-only and p + SVs targets. Rectal NTCP was reduced with IMRT for three different sets of model parameters. The reductions in rectal dose and NTCP were much larger for the p + SVs target. Delivery of IMRT plans was less efficient than for 3DCRT plans. IMRT resulted in superior plans based on dosimetric and biological endpoints. The dosimetric gains with IMRT were greater for the more complex p + SVs target. The gains made came at the cost of decreased delivery efficiency.     

Dose and volume reduction for normal lung using intensity-modulated radiotherapy for advanced-stage non-small-cell lung cancer

PURPOSE: To investigate dosimetric improvements with respect to tumor-dose conformity and normal tissue sparing using intensity-modulated radiotherapy (IMRT) compared with three-dimensional conformal radiotherapy (3D-CRT) for advanced-stage non-small-cell lung cancer (NSCLC). METHODS AND MATERIALS: Forty-one patients with Stage III-IV and recurrent NSCLC who previously underwent 3D-CRT were included. IMRT plans were designed to deliver 63 Gy to 95% of the planning target volume using nine equidistant coplanar 6-MV beams. Inverse planning was performed to minimize the volumes of normal lung, heart, esophagus, and spinal cord irradiated above their tolerance doses. Dose distributions and dosimetric indexes for the tumors and critical structures in both plans were computed and compared. RESULTS: Using IMRT, the median absolute reduction in the percentage of lung volume irradiated to >10 and >20 Gy was 7% and 10%, respectively. This corresponded to a decrease of >2 Gy in the total lung mean dose and of 10% in the risk of radiation pneumonitis. The volumes of the heart and esophagus irradiated to >40-50 Gy and normal thoracic tissue volume irradiated to >10-40 Gy were reduced using the IMRT plans. A marginal increase occurred in the spinal cord maximal dose and lung volume >5 Gy in the IMRT plans, which could be have resulted from the significant increase in monitor units and thus leakage dose in IMRT. CONCLUSION: IMRT planning significantly improved target coverage and reduced the volume of normal lung irradiated above low doses. The spread of low doses to normal tissues can be controlled in IMRT with appropriately selected planning parameters. The dosimetric benefits of IMRT for advanced-stage non-small-cell lung cancer must be evaluated further in clinical trials.