宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

不同位置子宫颈癌三维与二维近距离放疗剂量学研究和最适治疗人群探讨

目的 通过对CT引导的宫颈癌三维与二维近距离放疗计划的剂量学比较,探讨不同位置子宫对危及器官剂量分布和靶区适形度的影响以及二维近距离放疗治疗宫颈癌的最适人群。方法 纳入我科30例宫颈癌患者的72 次三维近距离放疗计划,并重新设计二维计划,测量子宫位置前后、左右偏离角度。分别按照宫体前后偏离角度(T)及HRCTV体积(VHRCTV)将数据分为A、B、C、D及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组,以探寻二维计划最适子宫位置和HRCTV体积范围。统计采用配对t检验差异。结果 宫体前后偏离角度与两种计划的CI值及HRCTV D90无相关性(P值为0.077~0.633),与两种计划中膀胱D2 cm³呈正相关(P值为0.001~0.030),直肠D2 cm³呈负相关(P值为0.011~0.016)。B组(|T|≤10°)及Ⅲ组(VHRCTV为86~96 cm³)中两种计划危及器官参数及CI 值均相近(P值为0.040~0.463);而其他组均有不同程度上的差异(P值为0.000~0.940)。结论 子宫前后位置虽然不影响靶区适形度,但会干扰周围危及器官剂量分布,而当子宫位置接近平位(前后偏离角度≤10°)、靶区体积适当(VHRCTV为86~96 cm³)时两种计划的剂量学相近,此时最适采用二维近距离放疗。     

经阴道3D打印个体化模板在宫颈癌后装治疗中的应用价值研究

目的 介绍一种经阴道3D打印后装腔内联合插植治疗个体化模板设计方法,比较该方法和徒手插植方法的剂量学和操作安全性差异。方法 研究选取40例行¹⁹²Ir高剂量率腔内联合插植后装治疗计划。实验组为20例使用经阴道3D后装个体化模板设计方法,用基于CT影像的预计划方法设计插植针路径,用3D打印技术创建个体化模板实体和插植针路径,最后在CT引导下置入模板。对照组选取20例腔内联合徒手插植治疗计划,徒手插植方法不做预计划并且插植针方向由操作医生经验决定。结果 两组计划HR-CTV的分次D90相近,实验组正常组织D2cm³的剂量有较显著改善,且肿瘤靶区内高剂量区体积和剂量适形性指数均有改善。实验组共使用273次插植针,脱靶次数为1次,未出现插植针刺穿正常组织事件。对照组共使用203次插植针,脱靶次数4次,且观察到3次刺穿正常组织事件。结论 3D打印后装腔内联合插植治疗个体化模板方法对比徒手插植方法有剂量学优势,并且操作更安全,实际治疗可达到预计划剂量设计要求。     

宫颈癌多次计划CT引导三维近距离治疗可行性研究

目的 探讨宫颈癌患者多次计划CT引导的三维近距离治疗可行性及对危及器官剂量学影响。
方法 10例接受根治性放疗的Ⅱ_b~Ⅲ_b期宫颈癌患者每次腔内放疗前行CT扫描并勾画高危临床靶体积(HRCTV)及膀胱、直肠、乙状结肠。PLATO14.3计划系统设计,HRCTV采用D₉₀,危及器官采用D_{2 cm³}评价。处方剂量A点7 Gy单次后进行几何优化,直肠、乙状结肠D_{2 cm³}≤5 Gy,膀胱D_{2 cm³}≤5.5 Gy。第1次腔内治疗优化计划为标准计划,每次腔内放疗进行CT扫描制定几何优化计划。两组计划参数行独立样本t检验,危及器官体积与参数相关性采用Pearson法相关分析。
结果
标准计划与优化计划HRCTV的D₉₀相似(t=－0.03~－1.61,P=0.978~0.128),膀胱、直肠、乙状结肠D_{2 cm³}不同(t=－2.27~－3.35,P=0.049~0.004)。膀胱、直肠、乙状结肠体积与各自D_{2 cm³}均呈正相关(r=0.314、0.407、0.539,P=0.026、0.003、0.000)。
结论 CT引导的宫颈癌三维近距离治疗中多次计划有必要,危及器官体积对治疗CTV剂量无影响,但体积越大受照最多部位的D_{2 cm³}越高。     

三维后装治疗中一种逆向剂量优化算法

目的 探讨三维后装治疗计划中一种逆向剂量优化算法(GBPO)的实现方法和结果。方法 GBPO使用标准的二次目标函数,优化代码基于LBFGS算法。回顾性选择了 7例使用不同施源器治疗的宫颈癌患者和 15例使用了三管施源器治疗的宫颈癌患者,先用等剂量线定性评估GBPO计划的质量,然后统计剂量体积直方图(DVH)参数(CTV D100%、V150%,危及器 官D0.1cm³、D1.0cm³、D2.0cm³),评估GBPO计划、IPSA计划和Graphic计划之间的差异。结果 对于使用不同施源器的 7例患者,GBPO都可以优化出适形的剂量分布,GBPO计划、IPSA计划和Graphic计划之间靶区和危及器官的DVH参数相近。对于使用了三管施源器的 15例患者,GBPO计划和IPSA计划之间DVH参数也相近,GBPO计划和Graphic计划之间危及器官DVH参数也相近,但是GBPO计划CTV的D100%高于Graphic计划(P<0.01),V150%低于Graphic计划(P<0.01)。结论 采用逆向剂量优化算法GBPO制订的计划在靶区覆盖和危及器官保护方面与IPSA计划相似,GBPO可集成在三维后装治疗计划系统中。     

IMRT同步剂量补偿高剂量率后装治疗大体积宫颈癌的疗效分析

目的 探讨IMRT同步剂量补偿高剂量率后装治疗方法在局部晚期宫颈癌治疗中的价值。方法 2010-2015年四川省肿瘤医院病理诊断明确的120例肿瘤最大径≥6 cm或最大径≥5 cm且肿瘤呈偏心性生长的宫颈癌患者接受盆腔外放疗,之后予以后装联合同步IMRT剂量补偿同步顺铂化疗。IMRT 45 Gy分25次,后装联合同步IMRT剂量补偿HR-CTV 7 Gy/次、IR-CTV 5~6 Gy/次,共5次;危及器官勾画直肠、乙状结肠、膀胱及毗邻小肠。所有入组患者均接受以顺铂75 mg/m² ,每3周1次为基础同步化疗。结果 全组患者随访14~96个月(中位数46个月)。5年局部控制、无进展生存、总生存率分别为92.8%、76.6%、81.0%。胃肠道、泌尿生殖系统急性1-2级早期不良反应分别为57.8%、14.6%,3级分别为8.1%、2.9%;晚期1-2级不良反应分别为8.4%、5.3%,3级分别为0.97%、1.3%。结论 IMRT联合同步剂量补偿HDR-ICBT方法治疗局部晚期宫颈癌严重不良反应发生率低,且具有较好的局部控制率和总生存率,是肿瘤体积较大的局部晚期宫颈癌患者综合治疗的有效方法。     

乌德勒支施源器在宫颈癌3D-IGBT应用观察

目的 观察乌德勒支施源器在局部晚期宫颈癌3D-IGBT中的临床应用情况,揭示其在IC-IS的应用规律。方法 回顾分析45例接受根治性放疗的局部晚期宫颈癌患者,外照射后行3D-IGBT,其中45例130次IC-IS入组。将满足计划目标剂量分次定义为A组(37例86人次),余为B组(22例44人次),成组t检验差异。结果 施源器使用15、20、25 mm卵圆体的频率分别为50.0%、20.0%、30.0%,30 mm型号无使用。共置插植针499根,6、7、10、11孔位使用频率分别为23.1%、21.2%、21.2%、24.1%。A组平均插植针数为3.7根明显少于B组4.2根(P=0.008)。A组的HR-CTV平均体积为(40.71±18.43) cm³小于B组(51.81±14.74) cm³(P=0.001),A组HR-CTV的宽和高小于B组(P=0.011、0.006);而厚相似(P=0.595)。高与插植深度的差两组相似(P=0.366),宽与左右针孔间距的差A组小于B组(P=0.007)。结论 局部晚期宫颈癌行IC-IS时,乌德勒支施源器的卵圆体多选用25 mm及以下型号,插植孔位多选用6、7、10、11号。在插植针数≥4根、深度≥3 cm时,宽度是影响计划剂量的主要因素。     

3D打印模板辅助标准化施源器在ⅢB期宫颈癌影像引导自适应近距离治疗中的应用

目的 探讨3D打印模板辅助标准化施源器在宫颈癌影像引导自适应近距离治疗(BT)中的应用。方法 对 23例外照射(45Gy分25次)后宫旁受侵袭范围较大的 ⅢB期宫颈癌患者行MRI引导自适应BT,处方剂量为7 Gy/次,共4次。根据外照射前后MRI中肿瘤消退情况确定BT范围,预估应用标准化腔内联合组织间插植(IC+IS)施源器剂量欠量区域。对欠量区域虚拟经会阴组织间插植针道,并优化植入角度、间距、深度等。应用图形设计软件设计辅助插植模板,并使用3D打印技术打印辅助模板,并与标准化施源器结合紧密。在全麻条件下超声引导完成IC+IS,术后对患者行MRI定位扫描。将定位MRI传入治疗计划系统进行靶区和危及器官勾画,并给予IC+IS治疗计划设计优化,最终完成计划评估及治疗。结果 3D打印个体化插植模板平均打印时间为(3.5±1.0) h,辅助模板共引导植入插植针382根,单分次(4.2±1.5)根,剂量权重比为(16.49±9.50)%。靶区EQD2Gy,α/β=10剂量高危靶 区D90%为(90.45±3.03) Gy,中危靶 区D90%为(66.46±3.68) Gy。膀胱、直肠、小肠、乙状结肠的 D2cm³EQD2Gy,α/β=3分别为(82.69±2.60)、(73.20±2.52)、(69.35±3.32)、(69.39±3.27) Gy,均满足临床剂量要求。1年和 2年局部控制率、无远处转移生存率、总生存率分别为96%和87%、87%和70%、96%和78%。结论 利用3D打印技术制作的辅助插植施源器可以有效弥补现有标准化施源器在 ⅢB期宫颈癌临床BT时大体积靶区剂量的不足,为晚期宫颈癌BT提供了较为有效的方法。     

后装放疗计划的鲁棒优化研究

目的 探讨后装放疗计划的鲁棒优化方法在宫颈癌放疗中的应用价值。方法 回顾性选择已完成治疗的根治性宫颈癌患者 20例,用剂量体积直方图(DVH)参数对比常规优化和鲁棒优化计划差异,用DVH和DVH束评估常规优化和鲁棒优化计划的鲁棒性。鲁棒优化方法使用最差剂量分布考虑放疗中不确定因素存在时的剂量,每次优化迭代计算放射源沿人体左右(x轴)、前后(y轴)、头脚(z轴)方向偏移固定值(2mm)时的剂量分布,再加上放射源位置无偏移情况;每个体元的最差剂量分布是这几种情况中靶区内剂量最低值和靶区外剂量最高值,迭代目标函数通过最差剂量分布计算。结果 在没有放射源位置偏移情况下,鲁棒优化HR-CTV D100%均值比常规优化低,而V150%均值比常规优化高(P<0.05)。在考虑放射源位置偏移情况下,对比多种剂量分布的最差剂量学参数,鲁棒优化和常规优化的HR-CTV D100%均值相近,但鲁棒优化 的D90%均值比常规优化高(范围 0.02~0.03Gy)(P<0.05)。鲁棒优化增加了膀胱和小肠的D2cm³,直肠剂量随着鲁棒优化中考虑的放射源位置偏移方向的增加而增加。所有患者的常规优化和鲁棒优化的DVH束宽度相近。结论 基于最差剂量分布的鲁棒优化不能明显地提升宫颈癌后装放疗计划的鲁棒性,需要其他的方式减小后装放疗中的不确定因素对剂量的影响。     

Dosimetric comparison between CT-guided free-hand intracavity/interstitial adaptive brachytherapy and conventional point-A brachytherapy in the treatment of cervical cancer

Objective To analyze the dosimetric differences between CT-guided free-hand intracavity/interstitial brachytherapy[image-guided adaptive brachytherapy (IGABT)] and conventional point-A plan (CP) in the treatment of cervical cancer. Methods Twenty-six cervical cancer patients who received four cycles of IGABT in Sun Yat-sen University Cancer Center were enrolled in this study. Two sets of CT images were obtained before and after applicator adjustment to aid in the design of CP and IGABT plans. The high-risk clinical target volume (HRCTV), point A, and organs at risk (bladder, rectum, and sigmoid colon) were defined on CT images. CP and IGABT plans were designed on CT images. Parameter differences between CP and IGABT plans were analyzed with paired t-test and Wilcoxon test. Results According to the coverage index (CI) of CP, plans were divided into two groups:in group A (CI≥0.90), 20 CP and corresponding IGABT plans were included, and 84 CP and corresponding IGABT plans in group B (CI<0.90). The mean volume of HRCTV and mean tumor diameter in group A were significantly smaller than those in group B (46.7 cm³ vs. 62.1 cm³, P<0.001 and 3.1 cm vs. 4.4 cm, P<0.001). Compared with CP, IGABT significantly improved the value of D90% in all plans and group B, whereas lowered the bladder dose. IGABT also reduced the dose of sigmoid colon in group A. IGABT significantly improved conformal index and dose homogeneity index. Conclusions IGABT can significantly improve the target coverage, conformal index and dose homogeneity index, protect organs at risk. Compared with CP, IGABT has advantages in the treatment of patients with bulky tumor.     

宫颈癌近距离治疗中隐匿性子宫穿孔研究

目的 基于宫颈癌近距离治疗中隐匿性穿孔CT图像,评价三维计划和二维计划剂量学差异,为临床提供参考。方法 回顾2019—2020年间在重庆大学附属肿瘤医院行单纯腔内(宫腔管+穹隆管)三维近距离治疗宫颈癌817人次,其中发生隐匿性子宫穿孔16人次。基于Oncentra Brachy Therapy计划系统,单次处方剂量6Gy,对穿孔CT图像分别设计三维计划(3D组)及二维计划(2D组),用体积剂量参数评估两组计划包绕体积、靶区适形指数(CI及COIN)和危及器官(OAR) D2cm³的参数。结果 宫颈癌近距离治疗发生隐匿性子宫穿孔率为1.96%(16/817)。处方剂量曲线包绕体积3D组大于2D组[(40.74±14.98) cm³∶(91.46±19.71) cm³,P<0.05],但处方剂量曲线包绕的高危临床靶区体积3D组与2D组相近(P>0.05);CI、COIN值3D组大于2D组(0.79±0.10∶0.38±0.09、0.72±0.96∶0.37±0.18,均 P<0.05)。膀胱、直肠、乙状结肠、小 肠D2cm³受量3D组小于2D组(306.06±77.57) cGy∶(548.03±164.21) cGy、(252.27±72.60) cGy∶(411.16±118.74) cGy、(127.25±62.84) cGy∶(227.45±94.48) cGy、(228.79±94.90) cGy∶(450.95±157.96) cGy (均 P<0.05)。结论 宫颈癌近距离治疗时使用图像引导有助于发现隐匿性子宫穿孔,当发生隐匿性子宫穿孔时使用三维计划基本可以满足临床需要且明显优于二维计划。     

儿童阴道横纹肌肉瘤60Co高剂量率三维后装治疗应用价值研究

目的 探讨⁶⁰Co高剂量率三维后装在儿童阴道横纹肌肉瘤放疗中的应用流程,并从剂量学角度分析可行性。方法 选取5例已行儿童阴道横纹肌肉瘤放疗患儿CT定位图像,分别设计3种治疗计划:计划A为3DCRT外照射,计划B为后装治疗,计划C为后装治疗联合外照射。根据EQD2评估CTV和OAR剂量学参数并单因素方差分析。结果 与计划A相比,计划C的CTV的D₉₀、D₅₀、D_mean更高(P=0.00),直肠、膀胱和股骨头剂量低,卵巢剂量略高(P=0.00)。与计划B相比,计划C的CTV 的D₉₀更高,D₅₀、D_mean较低,卵巢剂量较低,直肠、膀胱和股骨头剂量略高。计划B的直肠、膀胱D_{2 cm³}最低。结论 儿童阴道横纹肌肉瘤的放疗需根据原发肿瘤位置及手术后是否残留选择合适的治疗方式。CT引导的⁶⁰Co高剂量率三维后装治疗方式流程简单快捷,患儿耐受性好,靶区剂量高,正常组织保护好。     

等效均匀剂量在宫颈癌腔内联合插植近距离治疗中的应用

目的 探索等效均匀剂量(EUD)在宫颈癌腔内联合插植近距离治疗(BT)计划中的应用。方法 随机选取在天津医科大学肿瘤医院接受腔内联合插植BT的宫颈癌患者20例,分别进行基于EUD和混合EUD (h-EUD)计划的优化设计,分析比较计划结果与预先的混合逆计划优化(HIPO)计划间剂量学差异。为进一步评估EUD目标在优化设计中的作用,对所有病例增加了虚拟的均匀组织间插植实验。结果 3种优化计划具有相似的适形指数,与HIPO计划相比,EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D2cm³分别减少了0.22、0.23、0.28 Gy,平均EUD分别减少了0.14、0.20、0.15 Gy;h-EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D2cm³分别减少了0.16、0.22、0.24 Gy,平均EUD分别减少了0.20、0.13、0.16Gy (P均<0.05)。在虚拟插植实验中,EUD目标能对危及器官提供更加显著的剂量改善。结论 宫颈癌腔内联合插植BT采用EUD优化方法能在保证靶区剂量基本一致,并有效降低正常组织受量、改善治疗计划。