robust优化在乳腺癌调强放疗中的应用

目的探讨robust优化在乳腺癌调强放疗中的应用。方法选取10例左侧乳腺癌改良根治术后患者为研究对象,应用Raystation计划系统设计划分为A组与B组,A组为加入robust优化的调强适形放射治疗（IMRT）计划、容积旋转调强放射治疗（VMAT）计划,B组为不加入robust优化的IMRT计划、VMAT计划,剂量体积约束条件及处方剂量相同。比较A组与B组适形指数（CI）及均匀指数（HI）、靶区和危及器官剂量。结果A组计划在射野中心发生位移时,能获得较满意的剂量分布。与B组比较,A组计划靶区（PTV）的CI和临床靶区（CTV）的处方剂量覆盖率明显提高,PTV的HI明显降低,差异均有统计学意义（均P＜0.05）;而危及器官的剂量比较,差异基本无统计学意义（均P＞0.05)。结论对于乳腺癌改良根治术后的患者,用Raystation计划系统设计IMRT计划和VMAT计划时可加入robust优化,以更好地提高靶区的剂量覆盖率。     

6 MV与10 MV-X线在非小细胞肺癌中的计量学比较

目的：比较非小细胞肺癌（NSCLC）调强放射治疗计划中采用6 MV与10 MV-X射线治疗的计量学差异．方法随机选取20例NSCLC患者,分别采用6 MV与10 MV-X射线对每例NSCLC进行IMRT的计划设计,应用ADAC Pinnacle8.0f治疗计划系统提供的卷积/迭代算法,对相同的靶区运用2种能量进行IMRT计划设计,通过比较剂量体积直方图（DVH）、PTV参数（Dmean、Dmin、Dmax）、适形指数（CI）及均匀性指数（HI）,分析计量学参数．结果6 MV与10 MV放疗计划的DVH、PTV参数、CI、HI及等剂量线相近,并无明显统计学差异（P〈0.05）,6 MV计划的靶区剂量均匀性及高剂量覆盖靶区程度略优于10 MV计划,正常肺组织、食管、心脏、脊髓等危及器官（OAR）的受量基本相同．结论对于NSCLC的放射治疗建议优先6MV-X线．     

基于4D-CT的放疗计划在胃癌中的应用价值

目的:比较分析4D-CT计划和常规3D-CT计划两种不同计划的靶区体积及相关剂量学方面的差异,评估4D-CT技术应用于胃癌放疗在剂量学方面的价值。方法:胃癌术后患者10例,在仰卧位平静自由呼吸下行CT模拟定位,先常规3D扫描再行4D扫描并根据呼吸周期重建得到10个不同呼吸时相的CT图像。勾画完整的放疗靶区(GTVs、CTVs)及危及器官。在三维计划系统中,以20%的时相基准,分别根据计划靶体积(PTV3D、PTV4D)为10例患者各设计2套放射治疗计划,PTV3D在临床靶体积(CTV)的基础上外加常规安全边界,PTV4D是在10个时相CTV融合后形成的4D内靶体积(ITV4D)基础上外放摆位边界,比较两者靶区及正常组织在体积及相关剂量学方面的差异。结果:在靶区PTV覆盖率与剂量分布均匀性方面差异无显著性;4D计划较3D计划肝平均剂量明显下降(P<0.05),肝V30、V40有下降但差异无显著性(P>0.05);双肾V20及平均剂量未见显著差异(P>0.05);CTV3D与ITV4D的体积分别为(433.04±139.71)cm3和(535.44±150.89)cm3,后者体积增加了(102.40±21.77)cm3;PTV3D与PTV4D的体积分别为(860.87±226.52)cm3和(787.87±193.83)cm3,后者体积减少了(73.00±46.38)cm3,均具有显著的统计学差异。结论:3D计划存在夸大或遗漏靶区的风险,应用4D-CT能在不遗漏肿瘤放疗靶区的基础上尽可能的缩小靶体积,保护危及器官。     

鼻咽癌调强放疗安全外放边界的临床研究

目的利用Elekta iview测量鼻咽癌调强放疗(IMRT)中的摆位误差,从而确定计划设计中从临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)的安全外放边界。方法22例鼻咽癌调强放疗患者,采用头颈肩面罩固定,应用电子射野影像系统(EPID)在放射治疗过程中,每周拍摄正侧位射野验证片1次,采用验证片上骨性标志与计划系统所形成的数字重建射线影像(DRR)进行比较,记录其摆位误差,根据所测的误差数据计算CTV到PTV的外扩边界。结果22例的数据计算结果显示,在各个方向上的总体系统误差分别为X轴(0.14±1.29)mm,Y轴(-0.33±1.39)mm,Z轴(0.04±1.13)mm;随机误差分别为X轴(±0.49)mm,Y轴(±0.57)mm,Z轴(±0.93)mm。根据文献CTV-PTV扩边公式MPTV=2∑ 0.7δ得到X、Y、Z三个方向的外扩值分别为2.9、3.2和2.9mm。结论在鼻咽癌调强放疗中,应用我科的固定及摆位技术,CTV到PTV在左右和前后方向上的安全外边界为2.9mm,在头脚方向上的安全外放边界为3.2mm是可行的。     

垫高患侧固定方式在左侧乳腺癌术后放射治疗中的临床应用

目的 探讨左侧乳腺癌术后放射治疗中垫高患侧固定方式的可行性,用以降低危及器官(OAR)的受照射剂量。方法 收集50例左侧乳腺癌女性患者,随机分成观察组和对照组,每组25例。观察组患者选择垫高患侧的固定方式,对照组为平躺不垫高的固定方式。比较两组患者的摆位误差情况;比较两组患者治疗计划的靶区和OAR的剂量分布情况。结果 观察组和对照组的靶区和OAR体积大小无统计学差异。两组患者的摆位误差在左右、前后、上下(X、Y、Z)轴上,差异均无统计学意义(P>0.05)。两组患者的计划靶区(PTV)最小剂量(D_min)和平均剂量(D_mean)均达到医生要求,差异均无统计学意义(P>0.05)。观察组15例保乳患者中,心脏、右侧乳房、右侧肺和左侧肺的D_mean比对照组15例保乳患者D_mean分别低22.37、20.63、3.26和54.58 cGy,差异具有统计学意义(P值分别为0.039、0.041、0.025、0.036)。观察组10例乳腺切除患者心脏、右侧乳房、右侧肺和左侧肺的D_mean...     

非均整模式联合呼吸门控对立体定向放疗早期非小细胞肺癌患者摆位误差及剂量分布的影响

目的:研究了非均整模式(FFF)联合呼吸门控(ABC)对立体定向放疗(SBRT)早期非小细胞肺癌(NSCLC)患者摆位误差及剂量分布的影响。方法:纳入早期NSCLC患者64例，根据放疗方法的不同分为对照组和ABC组各32例。对照组在SBRT中行FFF模式，ABC组在SRBT中行FFF联合ABC治疗。比较两组的靶区体积、摆位误差、靶区的剂量分布、危及器官(OAR)剂量分布以及安全性。结果:ABC组大体肿瘤体积(GTV)、计划靶体积(PTV),头脚、左右、前后的摆位误差均低于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组靶区D_min、适形指数(CI)均高于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组脊髓、食管、心脏、近端支气管树(PBT)、患侧肺以及健侧肺的剂量分布参数均低于对照组，差异具有统计学意义(均P<0.05)。ABC组不良反应发生率明显高于对照组，差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:FFF模式联合ABC应用于早期NSCLC患者SBRT治疗中，可有效缩小靶体积、摆位误差，降低对OVR的照射量，且安全性好。     

应用锥形束CT验证食管癌患者放射治疗时的摆位误差

目的：利用锥形束CT（CBCT）验证对进行放射治疗的食管癌患者在每次摆位过程中的误差进行分析,为医生勾画靶区时从临床靶区（CTV）外扩到计划靶区（PTV）所需的距离提供参考数据。方法：对我科治疗的43例食管癌患者进行CBCT验证,对摆位误差进行分析。结果：根据摆位误差数据计算,食管上段肿瘤外扩大小为2.6-3.9 mm,食管中下段肿瘤外扩大小为2.9-4.7 mm。结论：摆位误差在医生勾画靶区时CTV外扩到PTV的距离范围内。     

Axesse和TrueBeam对鼻咽癌放疗剂量学比较与测量验证

目的 比较Axesse和TrueBeam两套放疗平台对于鼻咽癌放射治疗剂量学差异。方法 随机选取40例鼻咽癌患者,分别使用Monaco和Eclipse计划系统进行调强放疗计划设计,评价两套系统制定的计划靶区和危及器官的剂量参数,然后使用Delta4进行计划验证,比较分析Gamma通过率。结果 在靶区剂量方面,对于PGTVnx、PGTVnd＿L和PGTVnd＿R,使用Eclipse制定的计划能得到更低的靶区D_max,比Monaco分别低2.20%（P<0.05）、0.77%（P<0.05）和0.36%（P>0.05）。Eclipse制定的计划PGTVnx、PGTVnd＿L、PGTVnd＿R、PTV1和PTV2剂量适形指数更好,比Monaco计划分别高12.43%、19.15%、24.37%、18.19%和19.75%（P<0.05）。对于靶区PTV2,Monaco计划对于冷点的控制更理想,其D_min值比Eclipse计划高18.70%（P<0.05）。在危及器官剂量方面,对比Monaco, Eclipse制定的计划...     

鼻咽癌临床靶区及危及器官计划体积的确定

目的:通过对鼻咽癌患者的摆位误差分析,确定鼻咽癌患者临床靶区(CTV)外扩计划靶区(PTV)边界值的大小及外扩危及器官的计划体积(PRV)的边界值大小。方法:对2013年5-6月份的14例鼻咽癌患者的摆位误差进行测定分析。患者采用仰卧位、头颈肩热塑体膜固定技术,摆位标记标于热塑体膜上。患者初次治疗前和以后每周均需通过千伏级锥形束CT(KV CBCT)对患者治疗位置采集CT影像(层厚3mm),并与治疗计划采用的CT影像进行比对,医生认可比对结果后,记录下各方向摆位误差值(旋转误差没有考虑)。临床靶区(CTV)至计划靶区(PTV)的边界值的由经验公式MPTV=2.5Σ+0.7σ计算得出;危及器官外扩PRV的边界值由公式MPRV=1.3Σ+0.5σ计算得出(Σ为系统误差标准差,σ为随机误差标均方根)。结果:患者在x、y、z轴(x、y、z分别表示患者左右、头脚和前后方向)误差(系统误差±随机误差)分别为(-0.7±1.40)、(-0.39±1.66)和(-0.14±1.21)mm。临床靶区外扩计划靶区的边界值在左右、头脚和前后方向依次为2.38,2.64和3.17mm;危及器官外扩PRV的边界值在左右、头脚和前后方向依次为1.43,1.60和1.81mm。结论:建议在进行鼻咽癌放射治疗时外扩PTV边界值依次为左右方向3mm、头脚方向3mm、前后方向3.5mm;危及器官(视神经、视交叉、脑干)外扩PRV边界值依次为左右方向1.5mm、头脚方向2mm、前后方向2mm;脊髓的PRV边界值为各方向6mm。     

基于CTVision研究宫颈癌调强放疗中摆位误差对剂量分布的影响

目的通过测量宫颈癌调强放疗中的摆位误差,分析摆位误差对肿瘤计划靶体积（PTV）及危及器官受照剂量分布的影响。方法20例宫颈癌患者调强放疗过程中每周1次行CTVision图像引导扫描,其实时扫描图像与计划CT图像融合配准获得X、Y、Z方向上的摆位误差,将上述误差引入治疗计划系统重新计算得到PTV及危及器官的剂量分布参数并与原计划行配对t检验。结果X、Y、Z方向上的摆位误差分别为2.14、5.52、2.47 mm;再计划的PTV 95%体积剂量（D95）和最小剂量（Dmin）明显小于原计划（P<0.05）;再计划膀胱和直肠接受45 Gy剂量体积（V45）明显大于原计划（P<0.05）。结论摆位误差导致PTV D95明显不足,危及器官体积剂量均增加,因此宫颈癌放疗过程中摆位误差的在线纠正是必要的。     

宫颈癌术后三维适形放疗和共面等分设野调强放疗计划的对比分析

目的探讨宫颈癌术后三维适形放射治疗（3D-CRT）和共面等分设野调强放射治疗（IMRT）计划靶区及其周围危及器官受
照剂量的差异。方法随机选择10 例宫颈癌术后患者,进行CT扫描、靶区和危及器官的勾画,处方剂量50 Gy。分别进行
3D-CRT和共面等分设野IMRT计划设计,计算靶区剂量均匀度指数(HI)、适形度指数(CI)、最大受照剂量、最小受照剂量、平均受
照剂量和危及器官照射体积等并对结果进行比较分析。结果5F-IMRT、7F-IMRT和9F-IMRT在靶区适形度方面明显优于
3D-CRT;在危及器官（膀胱V30、V40、V50,小肠V50和直肠V30、V40、V50）保护方面,5F-IMRT、7F-IMRT和9F-IMRT明显优于
3D-CRT,P<0.05。而各IMRT计划之间差异无统计学意义,P>0.05。结论宫颈癌术后辅助放疗共面等分IMRT计划无论在靶
区适形度还是正常组织保护方面均优于3D-CRT,同时也证实7野或9野IMRT未必较5野获益更多。5野与7、9野的IMRT相
比,在治疗时间及费用方面有独特的优势,值得在临床上推广。
     

螺旋断层与常规静态调强放疗前列腺癌的剂量学研究

目的：研究螺旋断层放疗（helical tomotherapy,HT）和常规静态调强放射治疗（IMRT）在前列腺癌治疗中的剂量学特点及危及器官保护方面所存在的差异。方法：选择10例已行螺旋断层放射治疗的早期前列腺癌患者的CT图像,统一勾画肿瘤靶体积及危及器官后,分别传输至螺旋断层放疗计划系统和常规静态调强治疗计划系统,统一给予肿瘤处方剂量76Gy/35次。结果：HT计划的剂量均匀性指数与IMRT计划相似,HT计划在直肠和膀胱的V20、V30、V40和V50均比IMRT计划小;双侧股骨头在V20、V30和V40均显著低于IMRT计划。结论：两种治疗计划的剂量学分布均能满足临床治疗所需,但HT比常规静态IMRT更陡峭的剂量梯度,并可更好地保护肿瘤周围的器官。     

宫颈癌术后静态调强放疗与单个和2个全弧容积调强弧形治疗的剂量学比较

目的: 比较宫颈癌术后静态调强放疗(IMRT)与单个全弧容积调强弧形治疗(VMAT)(Arc1)、2个全弧VMAT(Arc2)的计划质量、治疗效率和执行精度,为临床上宫颈癌术后VMAT治疗的弧数选择提供参考依据。 方法: 选取20例宫颈癌术后患者,给以相同的处方剂量和优化参数,分别设计7个野IMRT(7F-IMRT)、Arc1和Arc2计划,比较7F-IMRT与Arc1计划和Arc2计划的计划靶体积(PTV)和危及器官(OAR)的剂量学差异、治疗计划机器跳数(MU)和执行时间,采用γ分析法评价通过率,验证治疗计划的剂量准确性。 结果: Arc2计划靶区适形度(CI)和靶区剂量均匀性(HI)均优于7F-IMRT计划(P<0.05),7F-IMRT优于Arc1计划(P<0.05);Arc2计划直肠V₅₀、小肠V₄₀和V₁₀均低于7F-IMRT计划(P<0.05),而Arc1计划的直肠、膀胱和小肠的近似最大剂量(D_2cc)、平均剂量(D_mean)和V₅₀均高于7F-IMRT计划(P<0.05或P<0.01);与7F-IMRT计划比较,Arc2计划的MU和治疗时间分别减少24%和54% (P<0.05),剂量验证的3mm/3%的γ通过率三者比较差异均无统计学意义(P>0.05)。 结论: 宫颈癌术后患者VMAT治疗,采用单个全弧难以满足临床要求,宜至少采用2个全弧,能缩短治疗时间,减少治疗中分次内误差和患者的不适感。     

有无Auto flash优化时摆位误差对乳腺癌容积旋转调强放疗计划剂量学的影响

目的: 探讨有无Auto flash参与优化时,不同方向的摆位误差对乳腺癌VMAT计划的剂量学影响。方法: 选取20例行VMAT技术照射的右侧乳腺癌根治术后患者。Monaco治疗计划系统在优化时可以选择是否对靶区采用Auto flash虚拟外放多叶光栅边界进行优化,对治疗时Auto flash参与优化的计划,制定一个无Auto flash的计划,对于治疗时无Auto flash参与优化的计划,制定一个有Auto flash的计划。2个计划的优化函数和条件均保持一样。对制定好的计划在头脚、上下、左右6个方向上分别引入3 mm和5 mm的摆位误差,重新计算剂量分布,以PTV的V100,D98,D2,Dmean,患侧肺的V20、V5,健侧肺的V5,脊髓的Dmax以及心脏的Dmean的变化幅度评价治疗计划对摆位误差的敏感性。结果: 对3 mm的摆位误差,有Auto flash优化的VMAT计划在任一方向上PTV的剂量偏差均小于5 %,无Auto flash优化的VMAT计划在下方向上的PTV剂量偏差大于5 %,其余均小于5 %。对5 mm的摆位误差,有Auto flash优化的VMAT计划在左和下方向的PTV剂量偏差大于5 %,其余均小于5 %,无Auto flash优化的VMAT计划在左和下方向的PTV剂量偏差大于5 %,其余均小于5 %。但就偏差的幅度而言,有Auto flash的计划小于无Auto flash的计划。结论: 有Auto flash的计划,在有摆位误差时剂量学差异小于无Auto flash的计划,在制定乳腺癌计划时应该采用Auto flash参与优化。两种计划均在内、上、前这三个方向上剂量学偏差最小,外、下、后三个方向上剂量学偏差最大,在摆位时更应该刻意关注。     

左侧乳腺癌保乳术后不同调强放疗计划的剂量学研究

目的 比较左侧乳腺癌保乳术后不同调强放疗技术的剂量学差异.方法 选取14例左侧乳腺癌保乳术后患者,分别设计4野静态调强(4F-IMRT)、混合调强(Hy-IMRT)和2个部分弧长容积旋转调强放疗(VMAT)计划,并比较3组计划的计划靶区(PTV)、危及器官和正常组织剂量参数以及治疗效率的差异.结果 3组计划PTV的最小剂量、平均剂量(Dmean)、适形度指数和V105相差不大,但最大剂量、均匀性指数和V110差异有统计学意义(P<0.05),其中4F-IMRT的靶区剂量分布最优.不同计划患侧肺V5、V10、V15、Dmean以及心脏的V10、V20差异有统计学意义(P<0.05),Hy-IMRT患侧肺和心脏的剂量参数优于4F-IMRT和VMAT计划.Hy-IMRT靶区外正常组织的V5、V10明显优于其它两种计划(P<0.05).4F-IMRT所需机器跳数(MU)最多,而VMAT的治疗时间最短.结论 4F-IMRT在降低计划靶区高剂量区体积和提高剂量均匀性等方面有明显的优势;Hy-IMRT对左肺、右肺、心脏等危及器官保护较好,治疗所需的MU也最少;VMAT可以缩短治疗时间,提高患者舒适性和放疗工作效率.     

基于神经网络学习方法的放疗计划三维剂量分布预测

目的研究利用神经网络建立患者几何解剖结构特性与对应放疗计划三维剂量分布的关联模型,用以新患者的计划剂量 学特性预测。方法收集并应用25例固定13野临床前列腺癌IMRT/SBRT计划,处方剂量为50 Gy,以体素为研究对象,提取器 官体积、射线角度、器官位置关系等信息,采用神经网络构建剂量预测模型。随机选取20例用于训练,5例用于验证,以验证预 测方法的可行性与有效性。结果实验表明,模型训练误差较小,验证样本剂量差异小,预测结果准确。模型训练误差较小,点 对点平均剂量差异不高于0.0919±3.6726 Gy,DVH差异不超过1.7%。5例验证样本,剂量差异为0.1634±10.5246 Gy,百分剂量 差异在2.5%以内,DVH差异在3%以内。三维剂量分布显示剂量差异较小,预测剂量分布合理。模型对膀胱和直肠预测性能表 现较好,股骨头次之。结论本文使用神经网络学习方法成功建立了同肿瘤类型患者几何解剖结构特性和对应计划三维剂量分 布之间的关联,不仅可以为计划提供质量标准,还为实现自动计划控制和计划设计奠定基础。     

调强适形放射治疗鼻咽癌6例体会

目的: 介绍调强适形放射治疗鼻咽癌的效果。方法: 2001年8月~2002年6月收治经病理证实的鼻咽癌6例,孔雀系统进行调强适形放射治疗。每周3~5次,每次3~3。5 Gy,总剂量(归一到常规分割)49~70 Gy。结果: 95%等剂量曲线包绕PTV,均匀度指数(最大剂量/处方剂量)平均1。158,重要器官的平均受量均低于其耐受剂量(TD5/5)的50%。结论: 调强适形放射治疗鼻咽癌能较好地保护周围敏感器官,放疗反应小。     

手臂位置对射波刀放射治疗脊柱肿瘤患者的剂量学影响

目的: 评估患者手臂位置变化对射波刀脊柱肿瘤放射治疗潜在剂量学的影响。方法: 选取胸椎与腰椎肿瘤患者各12例,勾画患者手臂轮廓并修改CT值和密度,使其等效为空气,模拟手臂完全移出射野的极端情况。保留原治疗计划的射束条件再次计算剂量,通过与原始计划的剂量体积直方图(dose-volume histogram, DVH)的参数比较,分析计划靶区(planning target volume, PTV)100%处方剂量的覆盖体积(V₁₀₀)、95%PTV体积受照剂量(D₉₅)、90%PTV体积受照剂量(D₉₀)、适形指数(conformity index, CI)与异质性指数(heterogeneity index, HI),以及脊髓、胃、食管、肠道的最大受照剂量(D_max)、1cc体积(1 mL)受照剂量(D_1cc)和2cc体积(2 mL)受照剂量(D_2cc)的变化。结果: 与原治疗计划相比,模拟计划的PTV V₁₀₀、D₉₅、D₉₀、CI平均升高0.86%、2.02%、1.97%、0.80%,差异有统计学意义(P < 0.05);脊髓D_max、D_1cc与D_2cc平均升高2.35%、2.59%、1.49%,差异有统计学意义(P < 0.05);胃D_2cc平均升高1.70%,差异有统计学意义(P < 0.05);食管与肠道剂量差异无统计学意义。结论: 在基于射波刀的脊柱肿瘤放射治疗过程中最极端的双臂位置情况下,发现手臂位置的改变对剂量学影响很小,并且随手臂位置的改变,靶区与危及器官(organ at risk, OAR)的剂量有所增加,但增幅相对较小,因此,在某些特殊情况下,患者确实无法始终保持手臂位置一致时,可以进行合理的调整,但是为了保证剂量的精确投照,应尽可能实现患者治疗体位的稳定性与一致性。     

CBCT在盆腔肿瘤放疗摆位中的临床应用

目的应用Vrian Trilogy锥形束CT（CBCT）分析盆腔部调强放射治疗中的摆位误差,为设计放疗临床靶区（CTV）外放到计划靶区（胛V）提供数据参考。方法30例盆腔肿瘤患者均采用调强放疗技术,真空袋固定,首次治疗均需行CBCT扫描,以后每周扫描1次,将CBCT图像和计划CT图像进行自动及手动匹配,获得X（左右）、Y（头脚）、Z（前后）方向的偏移数据,以判断摆位的准确性。结果患者首次摆位后行CBCT扫描,其在X、Y、Z方向上的误差分别为（1．73±0．62）mm、（5．63±0．13）mm、（2．81±0．52）mm;经纠正后的误差明显降低,且与首次摆位后的误差相比,有统计学意义（P〈0．05）;但在治疗过程中的再次摆位误差较纠正后显著增加（P〈0．05）;根据MPTV的计算公式（M=2．5∑总＋0．7总σ）,纠正前X、Y、Z方向的MPTV分别为4．58mm、11．82mm、6．45mm,纠正后X、Y、Z方向的MPTV分别为1．78mm、2．84mm、2．14mm。结论使用CBCT扫描系统,能较准确、高效地修正摆位误差,提高治疗精确度,并为治疗单位准确设定计划靶体积（PTV）提供了依据。