Pinnacle与Eclipse计划系统对感兴趣区体积计算的比较

目的 分析Pinnacle与Eclipse计划系统在计算靶区与正常器官感兴趣区(ROI)体积上的差异,为临床应用提供参考.方法 在Pinnacle计划系统上、在层厚分别为1、3、5mm的CT上分别勾画1、2、5个层面的正方形和圆形ROI.同时选取头、胸、腹部肿瘤病例各5例.在患者CT上勾画常见的正常器官ROI.将图像和ROI通过DICOM协议传输至Pinnacle和Eclipse计划系统,分析两种计划系统计算的ROI体积.结果 小体积的ROI两种计划系统计算结果有明显的差异,ROI体积越小体积差异越大(小体积相差12倍,大体积基本相同);体积计算的差异受许多因素的影响,感兴趣区的层数和几何体的大小与体积计算的差异显著线性相关(R2=1.000,P=0.000),CT层厚(R2=0.200,P=0.972)和几何体形状(R2=0.200,P=0.089)的对体积计算的差异的影响不显著.几何中心不一致对Pinnacle的ROI体积计算无影响,Eclipse的ROI体积计算有3%左右的增加.CT层厚与R0I体积呈正比(Pinnacle的R2=0.548,P=0.011;Eclipse的R2=0.502,P=0.027).对视交叉、视神经和晶体的体积差异均＞35%.结论 两种计划系统间传输ROI,特别是小体积ROI,需要注意两种计划系统在计算ROI体积时的差异.     

Pinnacle与Eclipse计划系统对感兴趣区体积计算的比较

目的 分析Pinnacle与Eclipse计划系统在计算靶区与正常器官感兴趣区(ROI)体积上的差异,为临床应用提供参考.方法 在Pinnacle计划系统上、在层厚分别为1、3、5mm的CT上分别勾画1、2、5个层面的正方形和圆形ROI.同时选取头、胸、腹部肿瘤病例各5例.在患者CT上勾画常见的正常器官ROI.将图像和ROI通过DICOM协议传输至Pinnacle和Eclipse计划系统,分析两种计划系统计算的ROI体积.结果 小体积的ROI两种计划系统计算结果有明显的差异,ROI体积越小体积差异越大(小体积相差12倍,大体积基本相同);体积计算的差异受许多因素的影响,感兴趣区的层数和几何体的大小与体积计算的差异显著线性相关(R2=1.000,P=0.000),CT层厚(R2=0.200,P=0.972)和几何体形状(R2=0.200,P=0.089)的对体积计算的差异的影响不显著.几何中心不一致对Pinnacle的ROI体积计算无影响,Eclipse的ROI体积计算有3%左右的增加.CT层厚与R0I体积呈正比(Pinnacle的R2=0.548,P=0.011;Eclipse的R2=0.502,P=0.027).对视交叉、视神经和晶体的体积差异均＞35%.结论 两种计划系统间传输ROI,特别是小体积ROI,需要注意两种计划系统在计算ROI体积时的差异.

Abstract：

Objective To compare the difference region of interest volume (ROI) calculation method between Pinnacle and Eclipse treatment planning system. Methods To acquire CT image with 3 of slice thickness (1 mm, 3 mm, and 5 mm). Delineate 1, 2 and 5 slices square and circle contours in Pinnacle treatment planning system. Meanwhile 15 cases that include 5 cases with head neck tumor, 5 with thorax tumor and 5 with abdomen tumor were selected. Those image and ROI were transfer to Eclipse treatment plan system by DICOM RT protocol . The ROI volume was compared between two TPS . Results For ROI with small volume, the volume difference between TPS was obvious (for small volume ROI have 12 times difference, for big volume ROI almost same). The volume difference between TPS was influenced by many factors. The number of ROI slice and the magnitude of ROI was related with the difference between TPS (R2 = 1. 000, P = 0. 000). The CT thickness (R2 = 0. 200, P = 0. 972 ) and the shape of ROI ( R2 =0. 200, P = 0. 089) were not significant factors. The center of ROI on different axis was not affect the volume calculation in Pinnacle, which cause 3% different in Eclipse. The CT thickness was proportional to the ROI volume ( Pinnacle R2 = 0. 548, P = 0. 011; Eclipse R2 = 0. 502, P = 0. 027 ). In clinical case, optic chiasm and Len averagely have more than 35% volume difference between those two TPS. Conclusions We should pay more attention about the difference volume calculation algorithm between Pinnacle and Eclipse,especially when transfer small volume ROI to another TPS, which may have significant difference.     

基于遗传算法的三维适形放疗射野入射角度最优化研究

目的 建立一种基于遗传算法的三维适形放疗治疗机架入射角度最优化算法.方法 从Pinnacle v7.2计划系统上读取患者几何轮廓信息和三维剂量分布文件,把几何轮廓信息和三维剂量分布在同一坐标系下融合后作为最优化算法输入数据.对每组角度组合都计算其最优射野权重,用基于遗传算法角度最优化方法挑选出最优角度组合,最后把得到的角度组合和各角度射野权重重新输入到Pinnacle v7.2计划系统,和常规三维适形计划相比较.对2例肺癌病例和1例脑瘤病例比较了优化入射角度和常规三维适形计划下剂量分布、DVH图差异和适形度指标.结果 和常规三维适形计划相比,优化计划适形指数分别为0.59和0.70,高于常规三维适形计划的0.36和0.58.DVH图上看肺癌病例,使用优化算法后脊髓受到的最高量分别下降了17.8%和22.4%,肺V:.分别降低了3.1%和4.4%,肺V30分别降低了4.5%和1.5%;对脑瘤病例,晶体和眼球受照剂量也有显著下降.结论 所建立的角度最优化方法可作为计划设计的辅助工具.     

宫颈癌IMRT计划独立三维剂量验算的初步应用与探讨

目的 评估自动计划验证系统Mobius3D (M3D)在宫颈癌IMRT中进行独立三维剂量验算的可行性。方法 随机选取20例宫颈癌病例,将其分别在Pinnacle 9.2和Eclipse13.5计划系统中进行7个野均分IMRT计划设计,达到临床要求后将两套计划系统中优化计划分别导入M3D中。观察两套TPS在传输计划过程中ROI体积变化、靶区及OAR剂量计算差异,结合γ通过率评估M3D验算计划的精确性。结果 Pinnacle9.2传输至M3D中各ROI体积差异远远小于Eclipse13.5,其最大变化差异为0.22%±0.69%,Eclipse13.5中最大变化差异为3.50%±1.89%。M3D中显示两套TPS的靶区及OAR剂量计算值差异在±1%内,经过3D重新计算后Pinnacle9.2与M3D计算结果差异小于Eclipse13.5,但其平均差异均在±3%内。靶区和OAR的γ通过率均值>95%。结论 利用自动计划验证系统进行计划验证,过程方便快捷。目前可作为计划的二次检查应用,提高IMRT计划验算精确性。     

非小细胞肺癌6MV-X射线和10MV-X射线调强放射治疗计划的剂量学比较

目的比较非小细胞肺癌（NSCLC）调强放射治疗（IMRT）计划中采用6MV-X和10MV-X射线治疗的剂量学差异。方法应用ADAC Pinnacle8治疗计划系统提供的卷积/迭加法对两种能量条件下相同靶区的IMRT计划进行剂量计算,通过剂量-体积直方图（DVH）参数（最大剂量、平均剂量和处方剂量）、均匀性指数（HI）以及适形指数（CI）,比较8例肺癌患者的6MV-X和10MV-X射线的IMRT计划的物理学参数。结果两者靶区的平均剂量、HI和CI之间差异比较无明显统计学差异,但6MV计划中高剂量覆盖靶区的程度优于10MV计划;正常肺组织、心脏、脊髓等危及器官（OAR）的受量基本相同。结论对于肺癌的放射治疗建议选用6MV-X射线。     

非小细胞肺癌6MV-X射线和10MV-X射线调强放射治疗计划的剂量学比较

目的比较非小细胞肺癌(NSCLC)调强放射治疗(IMRT)计划中采用6MV-X和10MV-X射线治疗的剂量学差异。方法应用ADAC Pinnacle8治疗计划系统提供的卷积/迭加法对两种能量条件下相同靶区的IMRT计划进行剂量计算,通过剂量-体积直方图(DVH)参数(最大剂量、平均剂量和处方剂量)、均匀性指数(HI)以及适形指数(CI),比较8例肺癌患者的6MV-X和10MV-X射线的IMRT计划的物理学参数。结果两者靶区的平均剂量、HI和CI之间差异比较无明显统计学差异,但6MV计划中高剂量覆盖靶区的程度优于10MV计划;正常肺组织、心脏、脊髓等危及器官(OAR)的受量基本相同。结论对于肺癌的放射治疗建议选用6MV-X射线。     

基于核密度估计的自动计划研究

目的 研究利用患者解剖结构信息预测DVH并实施自动计划的方法,并应用于临床实践。方法 本研究采用了统计学中的核密度估计方法,利用治疗计划数据库中的相关信息可在计划设计之前根据患者解剖结构预测OAR的DVH。将DVH预测结果转化为计划设计时的目标函数,结合Pinnacle TPS的Auto-plan技术高效制定出临床上可接受的治疗计划。Auto-plan和手动计划、预测值与实际值比较行配对t检验。结果 直肠癌、乳腺癌和鼻咽癌各10例患者危及器官DVH的预测结果显示,重要临床剂量点预测值与实际值的平均值的偏差<5%(P>0.05)。对10例乳腺癌患者运用Auto-plan进行计划的重新设计,结果显示心脏剂量降低明显,靶区覆盖率有所提高,与预测结果是一致的。结论 DVH预测方法可以实现患者DVH的准确预测,与Auto-plan技术结合可制定出临床可接受的治疗计划。     

基于危及器官DVH预测模型的前列腺癌自动计划研究

目的 评估利用危及器官DVH预测模型来实现前列腺癌自动计划的可行性。方法 从42例前列腺癌放疗计划数据库随机选择30例作为训练集,根据膀胱、直肠与靶区边界的空间距离将其依次分割成层厚为3 mm的亚体积元(Ai),采用偏正态高斯函数拟合各Ai的微分DVH,优化得微分DVH的精确数学模型;利用嵌入在Pinnacle脚本中的C⁺⁺子程序获取另外12例验证集患者OARs的各Ai体积,基于建立的数学模型预测各OARs的DVH参数,将其作为目标函数生成个性化Pinnacle脚本实现自动计划。配对t检验比较原临床计划、预测值和自动计划的剂量差异。结果 DVH预测结果显示其膀胱、直肠60 Gy以上剂量的体积分数均低于原临床计划;自动计划的膀胱V70、V60、V50以及直肠V70、V60值均比原临床计划明显降低(P<0.05),但靶区的覆盖率和适形度基本不变,均匀性略降低(P>0.05)。结论 基于危及器官DVH预测模型的前列腺癌自动计划降低了OARs照射剂量,提高治疗计划设计效率。     

胸中下段食管癌弧内间断出束VMAT计划研究

目的 实现Pinnacle计划系统VMAT弧内间断出束的功能,并探究其临床应用优势。方法 选取本院8例胸中下段食管癌病例。通过编写的程序实现Pinnacle弧内间断出束的VMAT (FD-VMAT)。每个病例均设计FD-VMAT、VMAT和固定野IMRT计划。计划评价参数包括PTV的CI、HI、OAR受量、计划验证通过率、机器跳数和治疗时间。配对t检验比较不同计划间差别。     

鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型建立与验证

目的 运用医学数据分析方法,建立鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型并评估其准确性。方法 从鼻咽癌治疗数据库中选取50例相同射野角度的IMRT计划,获取腮腺DVH。自编软件计算腮腺中每个体素点到靶区边缘距离,统计并生成DTH。对DVH和DTH 数据进行主成分分析,并以DVH主成分为因变量,以DTH主成分、腮腺体积和靶区体积为自变量进行多元非线性回归,构建DVH预测模型。选取另外10例鼻咽癌IMRT患者,利用模型对腮腺剂量进行预测,并与原有IMRT计划设计的DVH进行比较以验证预测模型的可靠性和准确性。结果 DTH和DVH数据97%以上信息可以通过2、3个主成分进行表示。构建的腮腺DVH模型平均拟合误差为(0±3.5)%。10例验证病例显示腮腺预测DVH曲线形状与原TPS计划结果高度一致,平均偏差(-0.7±4.4)%,模型预测的准确性高达95%。结论 该模型能有效预测鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量分布,可作为评估和验证治疗计划腮腺受量的质量保证工具。     

早期非小细胞肺癌立体定向放疗肺剂量预测研究

目的 研究基于机器学习算法的早期非小细胞肺癌立体定向放疗肺剂量预测方法和应用于计划质量控制的可行性。方法 利用机器学习算法实现剂量预测。首先,建立专家计划库,提取计划库中的几何特征信息、照射野角度和剂量体积直方图(DVH)参数,在几何及照射野特征和DVH之间建立相关模型;其次,提取专家库外10例患者的几何和照射野特征信息,利用模型预测可实现的DVH值,并将其与实际计划结果比较。结果 10例患者肺平均剂量和V20外部验证的均方根误差分别为91.95 cGy和3.12%。对肺受量高于预测剂量的2例计划进行修改,修改后肺剂量均有所降低。结论 对非小细胞肺癌患者制定立体定向放疗计划前,可根据相关数学模型提前预测肺DVH曲线作为计划评估标准,从而保证治疗计划的质量。     

早期非小细胞肺癌立体定向放疗肺剂量预测研究

目的 研究基于机器学习算法的早期非小细胞肺癌立体定向放疗肺剂量预测方法和应用于计划质量控制的可行性。方法 利用机器学习算法实现剂量预测。首先,建立专家计划库,提取计划库中的几何特征信息、照射野角度和剂量体积直方图(DVH)参数,在几何及照射野特征和DVH之间建立相关模型;其次,提取专家库外10例患者的几何和照射野特征信息,利用模型预测可实现的DVH值,并将其与实际计划结果比较。结果 10例患者肺平均剂量和V20外部验证的均方根误差分别为91.95 cGy和3.12%。对肺受量高于预测剂量的2例计划进行修改,修改后肺剂量均有所降低。结论 对非小细胞肺癌患者制定立体定向放疗计划前,可根据相关数学模型提前预测肺DVH曲线作为计划评估标准,从而保证治疗计划的质量。     

PET-CT图像融合在食管癌精确放疗中的应用

目的探讨PET-CT融合图像勾画靶区的食管癌三维适形放疗计划的优势。方法对16例食管癌病例分别进行CT、PET同机扫描,图像重建后传输至三维治疗计划系统(3D-Treatment planning system,TPS),进行自动图像融合,由同一临床医师分别在CT、PET-CT融合图像上勾画出,同一物理师分别设计优化TPS计划,给予常规处方剂量2.0Gy×30次,每个计划采用5个方向照射野来实现较好的靶区剂量分布,并达到周围正常组织保护的目的。计算各计划的靶区体积并显示剂量体积直方图(dose-volume histogram,DVH),比较2个计划的全肺平均受量(mean lung dose,MLD)、双肺受照超过20Gy的体积占全肺体积的百分比(V20)、气管平均受量、心脏平均受量、脊髓最大受量。结果CT勾画的GTV体积均值为67.10cm3,大于PET-CT融合图像下勾划的GTV均值60.82cm3,包括MLD、全肺V20、气管平均受量、心脏平均受量、脊髓最大受量在内的各项DVH参数的比较显示,均以PET-CT勾画靶区的计划明显优于CT勾画靶区的计划。结论PET-CT图像融合基础上勾画靶区制定放疗计划,可更有效的保护周围正常组织和器官。     

应用射野角度和多目标优化提高肺癌放疗计划的执行效率

背景与目的：呼吸运动会给肺癌的放疗带来不利影响，而提高放疗计划的执行效率会在一定程度上减轻这一影响。该研究旨在探究运用射野角度和多目标优化（beam angle and multicriteria optimization，BAMCO）技术进行肺癌放疗计划设计的可行性和执行效率。方法：将10个肺癌临床计划数据由Pinnacle计划系统导出到RayStation计划系统。在RayStation系统中新建计划，以对应的临床计划射野角度为初始条件，在三维适形模块下优化射野角度。以优化结果为基础，执行多目标优化（multicriteria optimization，MCO），导航并确定临床需要的最佳妥协方案，然后生成可执行计划。最后，对比分析BAMCO计划和临床计划。结果：BAMCO计划设计不需要反复试错，一次MCO优化可确定最优计划；BAMCO计划和临床计划的靶区剂量分布和危及器官受量差异无统计学意义。BAMCO计划的跳数相比临床计划明显减少（31.1%±16.9%）。结论：BAMCO技术在保证计划质量的前提下，可有效提升计划的执行效率。     

髓母细胞瘤X线与质子适形放射治疗计划比较

目的对髓母细胞瘤患者用X线和质子适形放射治疗计划进行比较,寻求髓母细胞瘤更好的放射治疗方法。方法采用Eclipsephoton光子治疗计划系统和Eclipseproton7.3.2质子治疗计划系统对5例髓母细胞瘤患者设计放射治疗计划并进行比较。全脑全脊髓剂量36Gy,后颅窝局部加量至54Gy。用剂量体积直方图(DVH)比较正常组织受照剂量的差异。结果X线与质子适形放射治疗计划相比,右侧耳蜗90%的体积平均受照剂量分别为后颅窝加量野的39%和1.6%,右颞颌关节90%体积平均受量分别为26.1%和0.4%,50%心脏平均受照剂量分别为脊髓野处方剂量的63.3%和0.8%,90%甲状腺平均受量分别为72.2%和0.5%。结论质子适形放射治疗髓母细胞瘤可明显减少正常组织的受照剂量,优于X线适形放射治疗。     

多处方剂量融合调强计划设计技术在鼻咽癌放疗中的应用

[目的]研究多处方剂量融合调强计划设计技术在鼻咽癌放疗中应用的可行性和范围。[方法]18例接受调强放疗的鼻咽癌患者,PGTVnx和PGTVnd处方剂量均为70Gy,颈部有淋巴结和无淋巴结处方剂量分别为59.4Gy和54.0Gy,共33次。利用Pinnacle 6.2适形治疗计划系统,一个处方对应一个子计划,根据等剂量曲线分布和DVH图,调整子计划照射野的方向和处方剂量,再将各个子计划融合优化后得到调强计划。根据等剂量曲线和DVH图统计计划肿瘤区(PGTV)和计划临床靶区(PCTV)的剂量分布、危及器官剂量分布和计划临床靶区的适形度(CI)。[结果]根据RTOG0225要求,计划肿瘤区和危及器官剂量分布符合处方剂量要求,95%PGTV体积的剂量为69.5~70.8Gy,颈部有淋巴结和无淋巴结转移的95%PCTV体积的剂量分别为59.42~61.06Gy和56.50~59.87Gy。完成一个计划设计的时间为2~3h。[结论]多处方剂量融合调强治疗计划靶区和危及器官剂量分布符合要求,适用于T2N0M0到T4N2M0鼻咽癌患者的放射治疗,计划优化和治疗实施时间缩短。     

前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图预测模型

目的 基于日本经验建立局部效应模型(LEM)下前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图(DVH)预测模型,为临床降低直肠不良反应发生率提供参考。方法 收集局限期前列腺癌患者计划CT图像 76例,采用微剂量动力模型(MKM)进行治疗计划;然后,基于与MKM计划相同的射野,采用LEM重新计算生物剂量获得LEM计划,并在LEM计划中提取直肠几何特征及DVH参数。采用线性回归法对其中 61例计划信息进行建模,余 15例计划用于验证。结果 61例患者计划靶体积沿左右方向外扩1cm后与直肠交叠部分体积同直肠体积比值可作为预测直肠DVH的特征参数。15例患者预测DVH同LEM计划DVH的拟合度优(R²=0.964),基于预测DVH进一步预测直肠不良反应与基于LEM计划DVH预测直肠不良反应的结果一致。结论 线性回归方法可建立较为准确的前列腺癌碳离子治疗直肠DVH预测模型,可能为临床降低直肠不良反应发生率提供一定参考,还有待于临床大样本数据进一步验证。     

加速器模型和治疗计划系统对知识库计划模型的影响：一项基于宫颈癌适形调强放射放疗计划的研究

背景与目的：“RapidPlan”利用适形调强放射治疗（intensity-modulated radiotherapy，IMRT）中的患者解剖和剂量信息，以剂量体积直方图（dose-volume histogram，DVH）预测模型的方式来预测新计划的剂量分布。针对每种治疗计划系统（treatment planning system，TPS）和治疗机器模型分别建立知识库模型需耗费大量精力且选择繁琐，因此本研究评估基于特定TPS和加速器模型建立的知识库计划模型能否适用于其他TPS和加速器模型。方法：选取2015—2016年于复旦大学附属肿瘤医院采用IMRT技术治疗的50例临床治疗的宫颈癌患者的放疗资料，使用RapidPlan建立基于知识库的计划预测模型。训练数据均基于Pinnacle计划系统，机器模型采用Synergy加速器6 MV光子射线。使用该预测模型对15例宫颈癌病例进行预测，提取目标函数数值后，分别在3组不同的优化环境中重新优化以评估加速器模型和TPS对知识库计划模型的影响：① 与模型构建一致的TPS和加速器模型，即Pinnacle与Synergy；② TPS一致但加速器模型不一致，即Pinnacle与Truebeam；③ TPS和加速器模型都不一致，即Eclipse和Truebeam。评估方法为基于知识库模型生成的计划与相应环境下人工计划进行剂量学比较。结果：组2和组3中，知识库计划与人工计划得到相似质量的计划靶区（planning target volume，PTV）剂量覆盖，而在组1中知识库计划改善了PTV的D ₂ %（0.95 Gy，P<0.01）和剂量均一性指数（homogeneity index，HI）(0.02，P<0.01）。知识库计划降低了所有3组计划的膀胱V ₃₀ 、V ₄₅ 和平均剂量，同时知识库计划还降低了肠道的平均剂量。结论：基于知识库的计划模型对加速器和TPS的依赖并不显著。     

食管癌调强放疗计划剂量学验证研究

目的 对比分析食管癌调强放疗(IMRT)计划的三种剂量验证方法.方法 使用Pinnacle 8.0 h计划系统完成7例食管癌IMRT计划,选用二、三维剂量验证设备MATRIXX和Delta4完成测量验证.IMRT原计划和Delta4移植计划使用蒙特卡罗方法重新计算.评价MATRIXX和Delta4测量的gamma通过率;Pinnacle计算,Delta4测量与蒙特卡罗模拟结果分别比较gamma图,中心层面剂量分布,剂量曲线和剂量体积直方图.结果 gamma误差设定为3%/3 mm,MATRIXX测量通过率＞98%,Delta4测量通过率为94.4%,其中有4个射野＜90%.Delta4测量和蒙特卡罗模拟比较,误差限定为2 mm/2%和3 mm/3%时,gamma通过率分别为97.6%和99.8%.Pinnacle计划系统计算的中心层面剂量分布、剂量曲线与蒙特卡罗模拟计算结果、Delta4测量结果比较一致.Delta4测量与蒙特卡罗模拟计算的剂量体积直方图一致性很好,均与Pinnacle计划系统计算略有差异.结论 3种方法均能完成食管癌IMRT计划的验证,蒙特卡罗和Delta4方法在验证过程中无数据丢失.Delta4实现了三维的剂量验证,蒙特卡罗能够在每个患者的实际CT图像上进行模拟计算.

Abstract：

Objective To compare the results of three dose verification solutions of esophageal carcinoma IMRT plans. Methods Seven esophageal carcinoma cases were planned with Pinnacle 8.0 h.The MATRIXX and Delta4 were chosen as the two-dimensional dosimetry and three-dimensional dosimetry.IMRT plans and Delta4 phantom plans were also recalculated by Monte Carlo. Gamma values were evaluated for MATRIXX and Delta4 with 3 mm/3% gamma criteria. For the comparison of Pinnacle, Delta4 and Monte gamma maps, the dose distribution in central plane, dose profiles and dose-volume histograms were used to evaluate the agreement. Results The gamma maps comparison show that with 3 mm/3% gamma criteria an over 98% pass ratio was obtained by MATRIXX measurement. A 94. 4% gamma pass ratio whicl.contains 4 fields gamma pass ratio lower than 90%, was obtained by Delta4 measurement. A 97.6% and 99. 8% gamma pass ratio was obtained between the Delta4 measurement and Monte Carlo simulation with 2 mm/2% and 3 mm/3% gamma criteria. The dose distribution in central plane and dose profiles from Pinnacle calculation were almost in agreement with both the Monte Carlo simulation and Delta4 measurement. The DVH plot have slightly differences between Pinnacle and Delta4 measurement as well as Pinnacle and Monte Carlo simulation, but have excellent agreement between Delta4 measurement and Monte Carlo simulation. Conclusions It was shown that all the three methods can be used very efficiently to verify esophageal carcinoma IMRT delivery, Delta4 and Monte Carlo simulation no data missed. The primary advantage of Delta4 is the fact it can measure true 3D dosimetry while Monte Carlo can simulate in patients CT images but not in phantom.     

等能量层重扫描技术在肺癌质子调强治疗中对相互影响效应的改善

目的 评估肺癌质子调强治疗(IMPT)中肿瘤运动所致的相互影响(Interplay)效应,并比较不同次数的等能量层重扫描技术对Interplay效应的缓解效果。方法 选取8例肺癌患者进行回顾性分析。所有患者行4DCT扫描,生成10个时相。基于商业化质子治疗计划系统,采用稳健性优化算法,在4DCT图像的参考时相设计临床靶区(CTV)概念的IMPT计划。稳健性优化过程中不确定性因素包括:摆位不确定性±5 mm,射程不确定性为±3.5%,CTV在4DCT中各时相变化不确定性。采用蒙特卡洛算法计算IMPT计划的最终剂量分布。评估Interplay效应时,基于混合形变算法及质子治疗模拟程序,计算患者4D静态剂量和4D动态剂量分布在感兴趣器官(ROI)的DVH差异,定义Interplay效应的评价指标[ΔI (ROI,DVH)],利用该指标定量评估IMPT计划的Interplay效应;采用等能量层重扫描技术对IMPT计划分别进行3、4、5、6、7次重扫描,并利用ΔI(ROI,DVH)标评估不同次重扫描对Interplay的缓解效果。结果 由Interplay效应导致IMPT计划中靶区CTV的D95%、CI、HI的均值分别降低了13.7%、12.7%、24.6%,危及器官中双肺V5Gy、V20Gy、V30Gy分别提高了0.8%、3.4%、2.6%。与未使用重扫描技术相比,不同次数重扫描技术使得CTV靶区覆盖 D95%的均值分别提高了4.5%、3.8%、3.8%、3.6%、5.7%。危及器官中双肺平均V20Gy分别减小了1.5%、1.8%、1.7%、1.6%、1.9%。结论 Interplay效应导致IMPT计划剂量分布变差,等能量层重扫描技术的应用可以改善靶区剂量分布,建议结合患者自身特征选择最佳重扫描次数。