乳腺癌保乳术后部分乳腺三种放疗计划的剂量学比较

目的 比较容积弧形调强（VMAT）、固定野动态调强（IMRT）及三维适形放疗（3D-CRT）技术对乳腺癌保乳术后采用部分乳腺放疗的剂量学差异。方法 选取20例临床分期为T_1-2N₀M₀的早期乳腺癌保乳术后患者进行VMAT,并同时设计IMRT及3D-CRT,比较3种计划的剂量学参数,包括剂量-体积直方图（DVH）、靶区剂量适形度、靶区及危及器官的剂量、机器跳数及治疗时间。结果 IMRT及VMAT计划靶区剂量分布优于3D-CRT计划,其中最大剂量,平均剂量及适形指数（CI）组间比较差异具有统计学意义（F=14.86、8.57、18.23,P<0.05）。正常组织受量：VMAT计划在患侧乳腺V₅上优于IMRT及3D-CRT计划（F=5.83,P<0.05）;IMRT在患侧肺V₂₀、V₅及D₅上有优势（F=16.39、3.62、4.81,P<0.05）;在对侧肺的统计中,IMRT计划在最大剂量及D₅上可以得到比VMAT和3D-CRT更低的剂量（F=3.99、3.43,P<0.05）;VMAT、3D-CRT和IMRT计划所需机器跳数值分别为621.0±111.9、707.3±130.9、1161.4±315.6,计划间的差异有统计学意义（F=31.30,P<0.05）。VMAT、3D-CRT和IMRT计划所需治疗时间分别为（1.5±0.2）、（7.0±1.6）、（11.5±1.9）min。结论 IMRT和VMAT计划靶区剂量分布优于3D-CRT计划,而不提高患侧肺剂量。对于部分乳腺癌的放疗,容积弧形调强放疗在降低机器跳数和减少治疗时间方面具有明显优势。     

2 010例调强放疗患者计划剂量验证结果分析

目的 分析2 010例调强放疗计划剂量验证结果,为改进和完善调强放疗计划验证方法提供参考。方法 回顾性分析北京大学第三医院2012年2月—2016年2月美国瓦里安公司Trilogy加速器治疗的2 010例计划的剂量验证结果,其中调强放射治疗（IMRT）计划965例,容积旋转调强放疗（VMAT）计划1 045例。计划设计使用Eclipse计划系统,剂量验证采用MatriXX及Multicube模体。分析计划和测量等中心点剂量差异,3%/3 mm标准平面剂量分布的γ通过率。等中心点剂量差异<±3%定为通过,平面剂量分布γ通过率>90%定为通过。分析病变部位、治疗技术（IMRT和VMAT）对计划验证通过率的影响。结果 2 010例计划等中心点剂量平均差异为-0.3%±2.4%,γ通过率为97.9%±3.4%。88.2%和96.7%的计划能够通过点剂量验证和平面剂量验证标准。不同病变部位计划验证γ通过率不同（F=3.09,P<0.05）。不同病变计划点剂量和面剂量验证通过率不同（χ²=40.93、39.15,P<0.05）。IMRT和VMAT计划验证点剂量通过率和面剂量验证通过率差异均无统计学意义（P>0.05）。结论 大部分调强放疗计划能够通过计划验证,不同病变部位计划验证通过率不同,IMRT和VMAT计划验证通过率无差异。     

乳腺癌根治术后双弧VMAT与IMRT计划的剂量学比较

目的 比较乳腺癌根治术后双弧的容积旋转调强放射治疗(VMAT)与5野的静态调强放射治疗(IMRT)2种计划之间的剂量学差异,评估VMAT技术在乳腺癌根治术后的剂量学特点与应用能力.方法 选取28例乳腺癌根治术后患者(左侧10例,右侧18例),分别制定双90度弧段的VMAT与5野的IMRT 2种计划,主要的计划评估参数为靶区的肿瘤控制概率(TCP)、适形指数(CI)、均匀指数(HI)以及接受相应处方剂量水平照射体积百分比V₉₅、V₁₁₀,危及器官(OAR)评估包括患侧肺的正常组织并发症概率(NTCP)、D_mean、V₅、V₂₀、V₃₀,心脏的NTCP值、D_mean、V₂₅,健侧乳腺的D_mean、机器跳数(MU)以及治疗时间.结果 VMAT计划与IMRT计划的TCP值分别为(96±2)%、(90±2)%(t=-6.28,P<0.01);HI值分别为0.15±0.04,0.22±0.02(t=13.29,P<0.05);肿瘤位于左侧时,心脏NTCP值在VMAT计划与IMRT计划中分别为(1.0±0.12)%,(1.7±0.13)%(t=2.14,P<0.05);肿瘤位于右侧时,2种计划心脏的NTCP差异无统计学意义,平均剂量分别为(3.27±0.26)、(6.0±0.47)Gy(t=9.21, P<0.01);VMAT计划在MU少于IMRT计划(t=9.58,P<0.01),治疗时间短于IMRT计划(t=8.40,P<0.05).结论 乳腺癌根治术后,VMAT计划具有更强的临床应用能力,且表现出更优的剂量学特点.     

乳腺癌保乳术后放射治疗中腋窝各站淋巴结实际覆盖剂量的研究

目的 研究乳腺癌保乳保腋窝术后分别采用常规切线野（CTF）、三维适形放疗（3D-CRT）和正向调强放疗（IMRT）技术放疗中Ⅰ站、Ⅱ站和Ⅲ站腋窝淋巴结覆盖剂量。方法 回顾分析连续42例仅行前哨淋巴结活检（SLNB）而未行腋窝淋巴结清扫的乳腺癌保乳术后T_1-2N₀M₀期患者。按照放射治疗肿瘤协作组（RTOG）标准勾画Ⅰ站、Ⅱ站和Ⅲ站腋窝淋巴结引流区。每位患者均制定全乳+腋窝CTF、3D-CRT和IMRT 3种放疗计划,处方剂量为50 Gy/25次,分析腋窝淋巴结覆盖剂量。结果 CTF、3D-CRT和IMRT放疗计划腋窝各站受照剂量不同,I站累及平均剂量分别为（40.1±6.8）、（35.4±8.3）和（32.9±7.0）Gy（F=10.269,P<0.05）,Ⅱ站分别为（33.2±7.1）、（30.6±6.7）和（30.4±7.0）Gy（P>0.05）,Ⅲ站分别为（9.6±6.8）、（6.4±4.5）和（5.2±3.7）Gy（F=8.377,P<0.05）。腋窝各站接受相同处方剂量的体积不同,I站V₅₀（接受50 Gy处方剂量体积）分别为21.3%、27.6%和9.6%（F=13.161,P<0.05）,Ⅱ站V₅₀分别为12.9%、15.9%和8.3%（P>0.05）,Ⅲ站V₅₀分别为0.4%、0.1%和0（P>0.05）。结论 早期乳腺癌保乳保腋窝术后采用CTF、3D-CRT和IMRT 3种放疗技术时腋窝Ⅰ站、Ⅱ站和Ⅲ站淋巴结引流区覆盖剂量有限,因此对于发现腋窝微转移、但未清扫腋窝的患者,应充分评估腋窝淋巴结转移风险,制定个体化放疗计划。     

胸上段食管癌无均整器容积弧形调强与固定野调强放疗计划的剂量学比较

目的 探讨在瓦里安TrueBeam^TM直线加速器中使用无均整器出束容积弧形调强(RA-FFF)及常规固定野调强(IMRT)两种计划剂量学差异.方法 选择10例分期为cT_2-3N_0-1M_0-1a胸上段食管癌患者定位CT资料,使用ECLIPSE^TM 10.0.4治疗计划系统分别设计RA-FFF、IMRT根治性放疗计划,处方剂量为60 Gy/30次,比较2种计划的剂量学参数和执行效率.结果 2种计划靶区适形度相似,差异无统计学意义;IMRT计划的均匀性指数高于RA-FFF计划(t=7.298,P=0.008);RA-FFF计划中肺组织的V₂₀、V₅低于IMRT计划(t=2.451、2.604,P<0.05).RA-FFF及IMRT两种计划制定时间分别为(5.3±1.4)、(3.5±1.7)h(t=2.585,P<0.05),机器总跳数分别为632±213及734±132(t=-1.287,P=0.084),治疗执行时间分别为(2.2±0.9)、(4.5±1.3)min(t=4.60,P<0.01).结论 与IMRT计划相比,RA-FFF在胸上段食管癌治疗中具有相似的靶区剂量分布,可更好地保护肺组织,计划制定时间较长但执行效率较高.     

不同调强方式在胸中上段食管癌放疗中的剂量学研究

目的 对胸中上段食管癌患者进行静态调强（IMRT）和容积旋转调强（VMAT）两种放疗方式的剂量学对比研究。方法 对20例IMRT治疗的食管癌患者行VMAT（单弧和双弧）计划的重新设计。在单弧的VMAT计划中,对其中5例患者行不同子野间隔（4°、3°、2°）以及不同计划系统（Monaco和MasterPlan）的计划设计。比较靶区和危及器官（OAR）的剂量学差异及治疗参数。结果 双弧VMAT计划各项靶区剂量学参数明显好于IMRT计划和单弧VMAT计划（P<0.05）,靶区均匀性（HI）（P<0.05）和适形度（CI）（P<0.05）最好。危及器官参数VMAT可在一定程度上降低OAR的受照剂量,但是IMRT对肺组织和正常组织（E-P）的低剂量保护要优于VMAT（P<0.05）;不同子野间隔的VMAT计划中,2°相对于3°和4°其OAR的受照剂量是减小的（P<0.05）,除了心脏的D_mean;不同计划系统设计的VMAT计划,以Monaco对OAR的保护为最优（P<0.05）;VMAT的机器跳数少于IMRT,而且有效节省了治疗时间。 结论 VMAT方式相对于IMRT能够实现更好的靶区覆盖、均匀性和适形度,同时能降低脊髓、肺组织、心脏和E-P的受照剂量;对于VMAT来说,双弧技术、小子野角度间隔能够进一步地改善靶区和OAR的受照剂量;此外,在物理参数和优化参数一致的前提下,Monaco可以更好地保护OAR。     

宫颈癌卵巢移位术后VMAT与IMRT卵巢放疗剂量的比较

目的 比较行卵巢移位术后的宫颈癌患者固定野调强（IMRT）和容积旋转调强（VMAT）计划中卵巢的剂量学差异。方法 31例接受宫颈癌根治术和卵巢移位术,术后需放射治疗的患者,设计9野均分IMRT计划和双弧VMAT计划,在保证靶区处方剂量及危及器官限量的情况下,尽量降低卵巢剂量。分析两种技术卵巢平均剂量的差异,以及卵巢-靶区间的位置与卵巢剂量间的关系。结果 31例患者中共有54个卵巢进行了有效的移位（移至靶区外）。其中9个卵巢位于宫颈癌靶区上边界以上即射野外,IMRT和VMAT的卵巢平均剂量分别为（177.8±90.7）和（166.7±70.6） cGy,差异无统计学意义（P>0.05）。45个卵巢与靶区处于相同的层面,IMRT和VMAT的卵巢平均剂量为（459.1±239.9）和（428.3±238.2） cGy （z=3.11,P=0.002）;卵巢平均剂量与卵巢体心到靶区最近距离高度负相关（IMRT：r=-0.922,P=0.001;VMAT：r=-0.865,P=0.001）;为将卵巢平均剂量降低至500 cGy,IMRT与VMAT计划中卵巢体心到靶区最近距离应分别大于3.6和3.3 cm。结论 卵巢位于靶区上边界以上时IMRT与VMAT卵巢剂量无差异;卵巢与靶区处于相同层面时,VMAT计划对于卵巢剂量和治疗效率上均优于IMRT;卵巢剂量可通过卵巢体心到靶区的最近距离预测。     

鼻咽癌三种调强放疗计划剂量学对比研究

目的 对比鼻咽癌常规固定野调强（IMRT）、容积旋转调强（VMAT）以及断层调强（HT）3种不同调强放疗计划的剂量学差异。方法 选择18例接受VMAT治疗的鼻咽癌患者,以相同处方剂量和目标条件分别重新进行IMRT和HT计划设计。比较3种计划靶区的均匀度（HI）、适形度（CI）、最大剂量以及平均剂量。危及器官的最大量和平均量以及感兴趣区的剂量体积、计划执行时间和机器跳数（MU）。结果 3种计划在靶区的覆盖率满足临床要求。IMRT计划在靶区的HI和CI方面结果最差,HT计划结果最优。危及器官方面,IMRT计划受量最高,HT计划的脊髓、脑干和腮腺受量最低;但对于视神经、晶状体以及视交叉HT计划的受量最高而VMAT计划的受量最低。IMRT的治疗时间（8.0±0.5） min高于VMAT（3.9±0.1）min和HT（7.4±0.9）min。与VMAT相比,IMRT每次治疗为（711.4±78.7）MU,高于VMAT的（596.4±33.7）MU。结论 鼻咽癌IMRT、VMAT以及HT计划在靶区覆盖和危及器官保护上都可以达到临床要求,在靶区的适形度和均匀性上HT计划优于VMAT和IMRT,但在治疗时间和加速器的机器跳数上VMAT较有优势。     

左侧乳腺癌根治术后调强放疗中剂量累加的研究

目的 通过形变配准及刚性配准进行左侧乳腺癌放疗中靶区及危及器官剂量累加的研究,探讨二者受量的变化规律。方法 回顾分析16例女性左侧乳腺癌根治术后患者,靶区包括锁上淋巴结引流区加胸壁,均采用6 MV X射线调强放疗（IMRT）。所有患者均接受定位、二程CT扫描,在定位图像（CT1）上制定放疗计划为Plan1,在二程定位图像（CT2）上制定放疗计划为Plan2。利用Velocity软件将Plan2的剂量进行刚性、形变配准到CT1剂量累加后获得Plan-rigid、Plan-deform。比较4个计划中靶区及危及器官的剂量学差异。结果 CT2比CT1的CTV体积平均缩小6.64%;形变后靶区剂量均匀性指数（HI）提高23.05%,而形变后心脏、左、右肺戴斯相似系数（DSC）均低于形变前（0.94±0.01 vs.0.89±0.05、0.96±0.01 vs.0.91±0.03、0.96±0.01 vs.0.92±0.03）,且差异均有统计学意义（Z=-3.208、-3.533、-3.535,P<0.05）;心脏及左肺各剂量-体积指标在Plan2、Plan-rigid、Plan-deform与Plan1的组间差异均无统计学意义（P>0.05）;在Plan-rigid组各剂量-体积指标均高于Plan-deform组。结论 靶区及危及器官体积、剂量-体积指标变化较小的左乳癌根治术后患者在进行放疗剂量累加时,推荐使用刚性配准,且初次调强计划的剂量-体积指标可基本反映双肺及心脏的受量情况。     

基于肺通气功能图像引导的调强放疗射野角度优化研究

目的 探讨基于肺通气功能图像引导的肺癌调强放疗中射野角度优化对保护功能肺的剂量学优势。方法 选取拟行调强放疗的非小细胞肺癌患者16例,分别行双相位(呼气末和吸气末)CT定位扫描,将图像传至肺通气功能分析软件系统,获取肺通气功能的三维分布,确定功能肺(FL)区域,并传至治疗计划系统与呼气末CT定位图像进行图像融合。分别设置剂量约束参数制定两类计划:常规的调强放疗(IMRT)计划和肺通气功能图像引导的调强放疗(f-IMRT)计划,每一类计划再分别设计5野均分角度和手动设野两种子计划。IMRT以降低全肺(TL)受量为目标,f-IMRT则以降低功能肺剂量为目标。对比分析IMRT和f-IMRT两类计划中5野均分角度和手动设野之间靶区和正常组织受照的剂量差异。结果 同一类调强放疗计划下,5野均分角度和手动设野之间的PTV剂量学参数差异无统计学意义;手动设野的脊髓、食管和心脏的受量较5野均分角度均有程度不等的变化,但仅食管的平均剂量和心脏V₆₀差异有统计学意义(t=4.33、-2.37,P<0.05)。在IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的低剂量区受照体积FLV₅、FLV₁₀、FLV₂₀分别为(54.2±29.1)%、(42.5±22.1)%、(26.3±20.7)%,手动设野的分别为(30.2±18.5)%、(24.1±12.0)%、(17.8±8.9)%(t=4.87、 4.74、 2.33,P<0.05)。在f-IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的FLV₅、FLV₁₀、FLV₂₀分别为(52.4±20.7)%、(37.1±12.2)%、(21.1±5.8)%,手动设野的分别为(29.2±18.3)%、(23.0±14.8)%、(16.7±9.7)%(t=5.30、4.84、2.23,P<0.05)。全肺(TL)低剂量区剂量学参数也不同程度下降(t=7.96 ~ 6.07,P<0.05)。结论 在肺癌的调强放疗中,结合肺通气功能图像优化放疗计划,并进一步优化射野方向,能有效地降低功能肺的受照剂量,可降低放射性肺炎的发生率和严重程度,改善患者的生活质量。     

三维适形、逆向调强和旋转调强放疗技术治疗胸段食管癌的剂量学比较

目的 比较胸段食管癌3种放疗技术( 3D-CRT、IMRT、RapidArc)的剂量学特点,并分析3种技术的优劣及应用特点.方法 15例胸段食管癌患者入组,依据CT图像,勾画靶区,针对患者的同一套CT图像的相同靶区分别制定3D-CRT、5野IMRT(IMRT5)、7野IMRT( IMRT7)、9野IMRT(IMRT9)、单弧Arc( Arc1)、双弧Arc( Arc2)共6套计划.PTV处方剂量为40 Gy分20次4周+19.6 Gy分14次7d.结果 3D-CRT计划各项靶区剂量学参数明显差于IMRT计划及RapidArc计划(t=5.77、3.52,P＜0.05),6套计划的PTV V95(％)分别为:3D-CRT (91.55 ±2.90),IMRT5(96.66±1.05),IMRT7 (96.87±1.23),IMRT (96.81±1.16),Arcl (94.98±1.41),Arc2 (95.93±1.32).RapidArc计划的靶区适形度(CI)最好(t=3.76,10.01,P＜0.05),IMRT计划的靶区均匀性(HI)最好(t =3.93、3.37,P＜0.05).危及器官参数RapidArc与IMRT各计划之间差异无统计学意义.3D-CRT和RapidArc计划的机器跳数明显少于IMRT计划,差异高达75％.结论 对于胸段食管癌患者,采用IMRT或RapidArc技术可以在保护正常组织的同时,涵盖临床必需的治疗靶区.3D-CRT计划对降低正常组织低剂量散射区方面优势明显.RapidArc计划靶区剂量学参数与IMRT计划比较未见明显优势.     

Postmastectomy radiotherapy for left-sided breast cancer patients: Comparison of advanced techniques

Postmastectomy radiotherapy (PMRT) has been shown to improve the overall survival for invasive breast cancer patients, and many advanced radiotherapy technologies were adopted for PMRT. The purpose of our study is to compare various advanced PMRT techniques including fixed-beam intensity-modulated radiotherapy (IMRT), non-coplanar volumetric modulated arc therapy (NC-VMAT), multiple arc VMAT (MA-VMAT), and tomotherapy (TOMO). Results of standard VMAT and mixed beam therapy that were published by our group previously were also included in the plan comparisons. Treatment plans were produced for nine PMRT patients previously treated in our clinic. The plans were evaluated based on planning target volume (PTV) coverage, dose homogeneity index (DHI), conformity index (CI), dose to organs at risk (OARs), normal tissue complication probability (NTCP) of pneumonitis, lifetime attributable risk (LAR) of second cancers, and risk of coronary events (RCE). All techniques produced clinically acceptable PMRT plans. Overall, fixed-beam IMRT delivered the lowest mean dose to contralateral breast (1.56 ± 0.4 Gy) and exhibited lowest LAR (0.6 ± 0.2%) of secondary contralateral breast cancer; NC-VMAT delivered the lowest mean dose to lungs (7.5 ± 0.8 Gy), exhibited lowest LAR (5.4 ± 2.8%) of secondary lung cancer and lowest NTCP (2.1 ± 0.4%) of pneumonitis; mixed beam therapy delivered the lowest mean dose to heart (7.1 ± 1.3 Gy) and exhibited lowest RCE (8.6 ± 7.1%); TOMO plans provided the most optimal target coverage while delivering higher dose to OARs than other techniques. Both NC-VMAT and MA-VMAT exhibited lower values of all OARs evaluation metrics compare to standard VMAT. Fixed-beam IMRT, NC-VMAT, and mixed beam therapy could be the optimal radiation technique for certain breast cancer patients after mastectomy.     

Assessment of semi-automated stereotactic treatment planning for online adaptive radiotherapy in ethos

IntroductionThe Ethos treatment planning system allows for the rapid generation of online adaptive treatment plans while the patient is on the treatment couch. One promising application of online adaptive radiotherapy is its use in stereotactic radiotherapy. The purpose of this study was to ensure the Ethos treatment planning system (TPS) can produce clinically acceptable stereotactic plans, that are non-inferior to those from the Eclipse TPS.MethodForty patients that received previous stereotactic radiotherapy treatment on a Halcyon, 20 of which were lung cases, and 20 that were brain cases, were replanned using the Ethos TPS. The generated IMRT and VMAT plans were compared to the clinical Eclipse VMAT plan.ResultsThis study found that the Ethos TPS can produce VMAT plans of equivalent quality (target coverage, conformity and OAR doses) to those from the Eclipse TPS for lung SBRT and brain SRT. The IMRT plans produced by the Ethos planning system were marginally inferior to Eclipse VMAT plans, with the differences likely primarily due to beam geometry rather than the optimization system. Ethos plans were generally more modulated than Eclipse plans. With careful selection of optimization structures and reduction in the body contour, VMAT plan generation time could be reduced by 87%.ConclusionEthos can generate stereotactic VMAT plans that are equivalent to those from Eclipse in the timeframe required for online adaptive radiotherapy.     

Monaco与Pinnacle计划系统在肺癌容积旋转调强计划中的比较

目的 比较Monaco和Pinnacle 2套计划系统设计的肺癌容积旋转调强(VMAT)计划的计划质量、治疗效率和剂量验证精度.方法 选取20例肺癌病例,其中左肺癌10例,右肺癌10例,分别利用Monaco 3.0和Pinnacle 9.2两套计划系统设计VMAT计划,比较2种计划的靶区适形度、均匀性、最大剂量(D_max)、平均剂量(D_mean)与最小剂量(D_min)及危及器官的受照剂量;比较治疗计划执行时间、机器跳数和剂量验证的准确性.结果 除PTV的D_min外,Monaco计划靶区的其他各项剂量学指标都明显优于Pinnacle(t=5.927~12.034,P<0.05);2种计划除患侧肺V₁₀、全肺V₅外,Monaco计划肺的其他剂量学指标都差于Pinnacle(t=3.545~7.485,P<0.05),Monaco计划对心脏的保护明显优于Pinnacle(t=2.836~4.011,P<0.05),但较差的是Monaco计划执行时间(t=9.780,P<0.05)和MU数量(t=5.304,P<0.05).Monaco计划的Delta⁴验证结果优于Pinnacle(t=4.937,P<0.05).结论 对于肺癌的VMAT计划,Monaco与 Pinnacle两套计划系统都能满足临床应用要求;Pinnacle在肺的保护与计划执行方面有明显的优势,Monaco在靶区剂量分布和心脏的保护,以及剂量验证方面具有优势.