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。     

乳腺癌改良根治术后三种放疗技术的剂量学对比研究

目的 分析比较容积调强弧形治疗(VMAT)与固定野调强放疗(F_IMRT)、电子束联合VMAT (E&VMAT)技术在乳腺癌改良根治术后放疗中的剂量学差异,为临床选择治疗方案提供参考。方法 随机选择乳腺癌改良根治术后放疗的左乳腺癌患者 10例,靶区包括患侧胸壁和锁骨上淋巴引流区,处方剂量43.5Gy (2.9 Gy/次)。基于Pinnacle³计划系统为每位患者分别设计VMAT、F_IMRT、E&VMAT (胸壁靶区部分电子束照射、锁骨上区部分VMAT照射)计划。对比评价靶区剂量分布适形度与均匀性、危及器官受量以及治疗实施时间。结果 VMAT计划能改善靶区剂量分布,靶区剂量适形指数和均匀性指数均优于F_IMRT和E&VMAT计划(均 P<0.05)。VMAT计划患侧肺平均剂量 、V30Gy、V20Gy、V10Gy均优于F_IMRT和E&VMAT计划(均 P<0.05)。VMAT计划患侧 肺V5Gy优于F_IMRT计划(P<0.05),与E&VMAT计划 的V5Gy相近(P>0.05)。VMAT计划的心脏、健侧乳腺、健侧肺均能满足临床剂量限制要求。VMAT、F_IMRT、E&VMAT计划的治疗时间分别为(326±27)、(1082±169)、(562±48) s。结论 与F_IMRT和E&VMAT计划相比,VMAT计划质量更优,治疗时间更短,具有较高的临床应用价值。     

四种放疗计划优化方法在肺癌大分割放疗中的剂量学研究

目的 探讨物理优化与生物优化方法在肺癌大分割放疗中的剂量学差异。方法 选择10例非小细胞肺癌放疗病例,分别对每个病例使用物理函数(DV组)、生物函数-物理函数相结合(DV+EUD组、EUD+DV组)及生物函数(EUD组)优化方法重新进行VMAT计划设计;其中4个组计划约束函数不同,但约束条件与计算参数保持相同。通过计算与统计各项剂量学参数来评估4种计划优化方法在肺癌大分割放疗中的剂量学差异。结果 在靶区方面,EUD组与EUD+DV组的等效均匀剂量值相近,但这两组EUD值比另外两组分别高出2.8%~3.6%和3.2%~3.7%;EUD组与EUD+DV组的肿瘤控制率平均值也高于DV组和DV+EUD组(P<0.05)。均匀性指数值也不同(P<0.05),而适形指数值相近(P>0.05)。在危及器官方面,正常肺组织的EUD、V5、V10、V20、V30以及心脏与脊髓的剂量参数差异均相近(P>0.05),但靶区使用生物函数的两组其全肺平均剂量较另外两组的略低。结论 生物函数在提高靶区的EUD与肿瘤控制率以及保护肺组织方面都具有一定的优势,临床工作中可以此为参考选择生物函数优化方法。     

直肠癌IMRT中腹膜腔限量取代肠管限量保护小肠的可行性研究

目的 在直肠癌IMRT过程中,通过比较腹膜腔(PS)和小肠肠管(BL)两种限量条件下的小肠剂量体积和正常组织并发症概率(NTCP),探讨PS限量取代BL限量保护小肠的可行性。方法 选取接受术后辅助放疗的直肠癌患者24例,仰卧和俯卧体位各12例。患者在治疗前和疗程中1~4周各扫描一组CT分别定义为Plan、1周、2周、3周、4周,在每组CT影像上分别勾画PS和BL轮廓。在Plan CT上根据PS、BL两种限量方法分别设计IMRT计划P_PS、P_BL,然后拷贝至1~4周 CT,分别评估每组CT上P_PS、P_BL两种计划的小肠剂量体积和NTCP。结果 24例患者共扫描109套CT影像,设计并拷贝计划218组。PS、BL体积中位数分别为1339.28、250.27 cm³,基于Plan CT两种计划(P_PS、P_BL)的PS和肠管V₁₅中位数分别为918.96、199.57 cm³。基于所有CT影像P_PS计划的小肠剂量体积绝大部分都小于P_BL计划,其中V₁₅为170.07 cm³∶178.58 cm³(P=0.000),两者存在显著相关性(P=0.000)。P_PS计划的慢性、急性不良反应NTCP均明显小于P_BL计划(2.80%∶3.00%,P=0.018;57.32%∶58.64%,P=0.000)。仰卧和俯卧两种体位患者中P_PS计划的绝大部分小肠剂量体积和NTCP都小于P_BL计划,其中V₁₀、V₁₅、V₃₀和急性不良反应NTCP的P值均<0.05。结论 在直肠癌IMRT中将PS限量方法取代BL限量来保护小肠是可行的,可以参考V₁₅<830 cm³作为其剂量限制目标函数。     

基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法研究

目的 建立基于预测可行性剂量体积直方图(DVH)的肝癌容积调强弧形治疗(VMAT)自动计划方法,并评价其性能。方法 回顾性随机选取10例放疗肝癌病例。采用Pinnacle Auto-Planning设计VMAT自动计划,通过PlanIQ剂量预测得到可行性DVH曲线,并根据其显示的可行性目标区间设置自动计划的初始优化目标。评价计划靶体积、正常肝和其他危及器官的剂量参数以及机器跳数,并与临床手工计划行配对t检验。结果 自动计划和手工计划的计划靶体积D2%、D98%、Dmean和均匀度指数相近[(58.55±2.81) Gy∶(57.98±4.17) Gy、(47.15±1.58) Gy∶(47.82±1.38) Gy、(53.14±0.95) Gy∶(53.44±1.67) Gy和1.15±0.05∶1.14±0.07,P均>0.05],手工计划的计划靶体积适形指数略高于自动计划(0.77±0.08∶0.69±0.06,P<0.05)。自动计划的肝V30Gy、V20Gy、V10Gy、V5Gy和V<5Gy显著优于手工计划[(26.68±11.13)%∶(28.00±10.95)%、(29.96±11.50)%∶(31.89±11.51)%、(34.88±11.51)%∶(38.66±11.67)%、(45.38±12.40)%∶(50.74±13.56)%和(628.52±191.80) cm³∶(563.15±188.39) cm³,P均<0.05],自动计划的小肠、十二指肠、心脏Dmean以及全肺V10Gy低于手工计划[(1.83±2.17) Gy∶(2.37±2.81) Gy、(9.15±9.36) Gy:(11.18±10.49) Gy、(5.44±3.10) Gy∶(6.25±3.26) Gy以及(12.70±7.08)%∶(14.47±8.11)%,P均<0.05]。两种计划的机器跳数相近[(710.67±163.72) MU∶(707.53±155.89) MU,P>0.05]。结论 基于预测可行性DVH的肝癌VMAT自动计划方法能提高计划质量,更好保护正常肝,对小肠、十二指肠、全肺和心脏的保护也有优势。     

乳腺癌改良根治术后内乳淋巴结放疗患者VMAT与IMRT计划剂量学比较

目的 探讨容积调强弧形治疗(VMAT)和固定野动态调强放疗(IMRT)在左侧乳腺癌改良根治术后需辅助放疗并内乳淋巴结照射患者的剂量学差异。方法 对20例左侧乳腺癌患者制定VMAT和IMRT两种放疗计划。通过剂量体积直方图计算靶区和危及器官剂量学参数。对分类变量行χ²或Fisher′s精确概率法检验,连续变量根据正态性采用配对t检验或秩和检验。结果 IMRT靶区均匀性指数比VMAT高(P<0.05)。VMAT治疗时间较IMRT更短(P<0.01)。VMAT患侧肺V20Gy、V30Gy优于IMRT (P<0.05)。VMAT在冠脉左前降支Dmean、Dmax和心脏V30Gy、V40Gy、Dmean、Dmax优于IMRT (P<0.01)。食管DmeanVMAT优于IMRT (P<0.05),但健侧肺V5Gy、V10Gy和食管DmaxIMRT优于VMAT (P<0.05)。结论 VMAT可以显著减少心脏、健侧肺、脊髓、食管照射剂量,缩短治疗时间。对于左侧乳腺癌根治术后需辅助放疗并照射内乳淋巴结的患者,VMAT技术比IMRT技术可以更好保护正常组织。     

乳腺癌患者体重指数及体位固定方式对保乳术后调强放射治疗摆位误差的影响

目的 探讨乳腺癌保乳术后调强放疗中不同体重指数(Body mass index,BMI)患者体位固定方式与摆位误差的相关性。方法 回顾性分析接受调强放疗的117例保乳术后乳腺癌患者的临床资料。根据放疗时患者不同的体位固定方式分为A、B两组,A组患者(57例)为真空袋组,B组患者(60例)为乳腺托架组。根据患者的BMI指数分为1组(＜18.5 kg/m²)、2组(18.5~23.9 kg/m²)、3组(24~27.9 kg/m²)和4组(≥28 kg/m²)。比较不同BMI分组的乳腺癌患者体位固定方式与摆位误差的关系。结果 A组患者左右方向(X轴)总摆位误差小于B组(P＜0.05);A3、A4组患者X及Y轴摆位误差小于B3、B4组(P＜0.05)。在前后方向(Z轴)上,A组和B组之间的差异均无统计学意义(P＞0.05)。结论 保乳术后接受调强放射治疗的乳腺癌患者BMI指数对摆位误差具有影响,对于超重患者(BMI≥24 kg/m²)更宜选用真空袋固定方式。     

HyperArc与VMAT技术脑转移瘤应用比较

目的 比较新型脑转移瘤治疗技术HyperArc与容积调强弧形治疗(VMAT)技术在剂量学参数及计划复杂性方面差异。方法 选取 26例脑转移瘤患者,处方为9Gy 3次、6Gy 5次,分别采用HyperArc (HA)、共面(Cop)及非共面(Non-cop) VMAT技术进行计划设计。比较3种计划靶区(PTV) RTOG适形指数(RTOG CI)、Paddick CI、均匀性指数(HI)、梯度指数(GI),脑干 Dmax以及Brain-PTV的V2Gy-V26Gy。此外,对机器跳数以及计划复杂性参数(包括MCSv和ALPO)进行比较。结果 为了防止治疗时脱靶,所有计划RTOG CI都>1.1。对于Paddick CI,HA计划的高于Cop和Non-cop VMAT (0.89±0.019∶0.88±0.017,P=0.001和 0.89±0.019∶0.87±0.036,P=0.003)。对于GI,HA计划的跌落最快(3.35±0.64),其次为Non-cop VMAT (3.70±0.80),最差为Cop VMAT (4.90±1.85)。对于脑干 Dmax,HA计划低于Non-cop VMAT计划[(604.14±531.61) cGy∶(682.75±558.22) cGy),P<0.05]。对 于V12Gy和V24Gy,HA计划都低于VMAT计划(均 P<0.05)。对于机器跳数,HA计划低于Non-cop VMAT、Cop VMAT计划(2872.60±566.93∶3771.28±1022.38、2872.60±566.93∶4494.08±1323.09,均 P<0.05)。计划复杂性方面,Cop VMAT计划的MCSv最低,即复杂度最高(P<0.05);HA计划的ALPO较Non-cop更高,即HA计划复杂度较低(P<0.05)。结论 对于脑转移瘤治疗,HyperArc较VMAT技术有更好的靶区适形性和剂量跌落,对脑干及正常脑组织保护更好,且计划复杂性也较低。     

基于图像形变配准的宫颈癌放疗累积剂量学研究

目的 比较两种不同累积方式下宫颈癌放疗累积剂量,并分析直肠累积剂量与放射性直肠炎严重程度相关性。方法 回顾分析278例已完成放疗的宫颈癌患者资料,对其中发生放射性直肠炎的49例患者分别采用直接“剂量-体积”直方图参数累积方法(S-DVH组)与图像形变配准方法(DIR组)获得累积剂量(EQD2Gy),并统计该278例患者S-DVH法的直肠累积剂量(D2.0cm³、D1.0cm³、D0.1cm³)。采用Spearman法进行相关分析。结果 S-DVH组较DIR组的高危临床靶体积D90%高2 Gy[(88.66±5.75) Gy∶(86.66±5.54) Gy, P<0.05],膀胱D2.0cm³、D1.0cm³分别高2.13Gy[(82.46±6.91) Gy∶(80.33±6.86) Gy,P<0.05]、2.35 Gy[(88.46±4.37) Gy∶(86.11±3.93) Gy,P<0.05],直肠D2.0cm³、D1.0cm³分别高[1.99 Gy (72.49±5.17) Gy∶(70.50±5.03) Gy,P<0.05]、2.71 Gy[(78.87±4.50) Gy∶(76.16±4.14) Gy,P<0.05]。直肠D2.0cm³、D1.0cm³、D0.1cm³与放射性直肠炎严重程度呈正相关。结论 两组累积剂量不同但均在可接受范围,临床上为了简便可用S-DVH法评估。直肠D2.0cm³、D1.0cm³、D0.1cm³可用于预测直肠放疗不良反应。     

VMAT宫颈癌患者口服造影剂勾画小肠对盆腔剂量的影响

目的 观察VMAT宫颈癌患者口服造影剂勾画小肠对盆腔放疗剂量的影响。方法共9例子宫颈癌术后放疗患者行定位CT扫描并勾画靶区及小肠等。每例患者先设定VMAT计划,再人为改变小肠电子密度行第2次剂量计算,分别形成常规VMAT计划和指定小肠电子密度的VMAT计划。配对t检验2个计划的剂量分布差异。结果 9例患者常规VMAT计划与指定小肠电子密度VMAT计划的靶区D₉₈、D₅₀分别为4989.1、5000.1 cGy与5208.6、5191.6 cGy (P=0.026、0.005),CI值分别为0.766、0.765(P=0.920),HI值分别为0.081、0.074(P=0.055);OAR中小肠接受30 Gy照射体积分别为309.3、314.3 cm³(P=0.207),膀胱V₄₅分别为52.4%、51.1%(P=0.168);在相同靶区处方剂量下的机器跳数分别为893.3、865.8 MU (P=0.093)。结论 宫颈癌术后放疗时小肠内充盈的造影剂对盆腔剂量的增加未达统计学意义。     

宫颈癌近距离放疗中BMI对危及器官剂量学及不良反应的影响

目的 探究宫颈癌近距离放疗中,BMI对于正常组织受照剂量和下消化系统、泌尿系统不良反应的影响。方法 回顾性分析2020年1月—2021年2月于吉林大学中日联谊医院行宫颈癌根治性放疗的患者80例,所有患者均接受外照射±化疗+近距离放疗。靶区及危及器官（OAR）勾画方法依据GEC‐ESTRO推荐方案,靶区包括高危（HR）和中危（IR）临床靶区（CTV）,OAR包括直肠、乙状结肠、小肠、膀胱,靶区剂量以HR‐CTV D_90%进行评价。OAR体积剂量采用D_2cm³进行评价。采用相关性分析比较BMI与直肠、结肠、小肠、膀胱D_2cm³、D_1cm³、D_0.1cm³的剂量学关系,采用logistic回归分析影响下消化系统、泌尿系统急性和晚期不良反应发生的危险因素,探究BMI是否为其影响因素。结果 BMI与小肠D_2cm³、D_1cm³、D_0.1cm³呈负相关（P=0.034、0.024、0.034）,相关系数分别为-0.240、-0.255、-0.241。logistic回归分析结果显示,BMI并非影响下消化系统、泌尿系统急性和晚期不良反应发生的风险因素。小肠D_2cm³、D_1cm³、D_0.1cm³每增加1 Gy,急性下消化系统不良反应发生相对风险分别增加16.6%、15.1%、12.7%。结论 在宫颈癌近距离放疗中,患者BMI与小肠D_2cm³、D_1cm³、D_0.1cm³呈负相关,随着患者BMI下降,小肠受照剂量呈现升高趋势,可能增加发生急性下消化系统不良反应的风险。     

宫颈癌近距离放疗中BMI对危及器官剂量学及不良反应的影响北大核心CSCD

目的探究宫颈癌近距离放疗中,BMI对于正常组织受照剂量和下消化系统、泌尿系统不良反应的影响。方法回顾性分析2020年1月—2021年2月于吉林大学中日联谊医院行宫颈癌根治性放疗的患者80例,所有患者均接受外照射±化疗+近距离放疗。靶区及危及器官(OAR)勾画方法依据GEC-ESTRO推荐方案,靶区包括高危(HR)和中危(IR)临床靶区(CTV),OAR包括直肠、乙状结肠、小肠、膀胱,靶区剂量以HR-CTV D90%进行评价。OAR体积剂量采用D_(2cm^(3))进行评价。采用相关性分析比较BMI与直肠、结肠、小肠、膀胱D_(2cm^(3))、D_(1cm^(3))、D_(0.1cm^(3))的剂量学关系,采用logistic回归分析影响下消化系统、泌尿系统急性和晚期不良反应发生的危险因素,探究BMI是否为其影响因素。结果BMI与小肠D_(2cm^(3))、D_(1cm^(3))、D_(0.1cm^(3))呈负相关(P=0.034、0.024、0.034),相关系数分别为-0.240、-0.255、-0.241。logistic回归分析结果显示,BMI并非影响下消化系统、泌尿系统急性和晚期不良反应发生的风险因素。小肠D_(2cm^(3))、D_(1cm^(3))、D_(0.1cm^(3))每增加1 Gy,急性下消化系统不良反应发生相对风险分别增加16.6%、15.1%、12.7%。结论在宫颈癌近距离放疗中,患者BMI与小肠D_(2cm^(3))、D_(1cm^(3))、D_(0.1cm^(3))呈负相关,随着患者BMI下降,小肠受照剂量呈现升高趋势,可能增加发生急性下消化系统不良反应的风险。     

宫颈癌VMAT计划中OAR的DVH预测价值

目的 探讨宫颈癌VMAT放疗计划中膀胱、直肠和小肠等OAR的DVH预测价值。方法 选取100例宫颈癌VMAT计划为学习组,分析该组患者解剖信息与膀胱、直肠和小肠V₃₀、V₄₀和V₅₀指数的相关性。采用SVR算法建立解剖信息与OAR的DVH间对应关系。利用解剖信息对验证组20例VMAT计划的OAR的DVH进行预测。结果 膀胱、直肠和小肠的DVH可能主要受其与靶区空间位置关系影响。SVR 算法对验证组中膀胱V₃₀、V₄₀、V₅₀预测误差分别为(-2.4±3.5)%、(-2.5±3.8)%、(-1.5±4.9)%,对直肠的预测误差分别为(0.5±2.6)%、(-1.5±5.1)%、(-2.0±7.4)%,对小肠的预测误差分别为(-2.9±5.3)%、(2.7±7.7)%、(5.3±11.1)%。结论 对先验宫颈癌VMAT计划中解剖信息与OAR的DVH的相关性学习后,SVR算法可利用解剖信息准确地预测出膀胱、直肠和小肠的DVH。     

局限期SCLC化放疗后达CR者PCI的IMRT与VMAT海马区保护剂量学研究

目的 探讨固定野IMRT和VMAT技术海马区保护脑预防照射剂量学分布特征以及海马保护的可行性及风险。方法 2014年1—8月我院收治的16例局限期SCLC化放疗后达CR者行PCI, 放疗处方剂量为25 Gy分10次。将CT定位图像与脑MR图像进行融合, 在融合图像上勾画海马区, 并外扩5 mm边界形成减量区。分别设计海马保护IMRT 、VMAT计划, 评价两组计划全脑、海马区及海马外扩5 mm的剂量分布。成组t检验组间差异。结果 16例患者海马区平均体积2.76 cm³(2.56~3.01) cm³。IMRT、VMAT海马区D_mean分别为(9.04±0.20)、(10.32±0.28) Gy, 较处方剂量分别减少了66.0%、61.2%(P=0.55);海马减量区D_mean分别为(13.57±0.90)、(14.86±0.60) Gy, 较处方剂量平均分别降低了49.0%、44.1%(P=0.88)。结论 IMRT及VMAT技术海马保护脑预防照射均可满足临床要求, 在保证全脑治疗剂量同时降低了海马区受量, 应用于脑预防照射中是可行的, 为患者神经认知功能保护提供了技术保障。     

个性化容积旋转调强准直器角度优化在宫颈癌放疗中的应用

目的 探讨个性化容积旋转调强准直器角度优化在宫颈癌放疗中的应用效果。方法 选取10例宫颈癌患者并分别设计VMATapt和VMAT20计划。其中,VMATapt计划全弧随机分成3个段弧,根据不同机架角度下靶区的投影形状,并基于最小面积法计算最优的分段方式和每段弧的最优准直器角度;VMAT20计划为常规设计,准直器角度为20°。比较两种计划的平均钨门面积,靶区和危及器官的剂量学参数,机器总跳数（monitor units,MUs）以及靶区外2 cm （PTV_{+2 cm}）的平均剂量。结果 VMATapt计划的平均坞门面积小于VMAT20计划［（18.5±0.7） cm² vs （20.2±0.9） cm²,P<0.001］。VMATapt计划的靶区均匀性指数优于VMAT20计划［（0.05±0.02） vs （0.06±0.01）,P=0.001］,MUs和靶区外PTV_{+2 cm}区域平均剂量低于VMAT20计划（P<0.05）。两种计划PTV参数、危及器官参数、适形指数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。结论 采用个性化容积旋转调强准直器角度优化方法设计VMATapt计划能满足宫颈癌患者处方剂量要求,且较VMAT20计划可提高靶区均匀性,降低机器总跳数和靶区外PTV_{+2 cm}区域剂量。     

A dosimetric comparative study following RTOG and ESTRO contouring guidelines for breast radiation therapy

PurposeTo compare the dosimetric parameters considering the Radiation Therapy Oncology Group (RTOG) and European Society for Radiotherapy and Oncology (ESTRO) guidelines for breast cancer radiotherapy. Two radiotherapy techniques, intensity-modulated radiation therapy (IMRT) and volumetric-modulated arc therapy (VMAT), were considered.Patients and methodsTwenty-eight patients with left-sided medially-located TanyN2M0 tumors were contoured based on RTOG and ESTRO guidelines. 9-field IMRT, 10-field IMRT, 11-field IMRT, and VMAT treatment plans were applied as radiotherapy (RT) techniques for both contouring sets. The dosimetric parameters of the RT plans were extracted and compared.ResultsComparing dose-volume histogram (DVH) parameters, equivalent uniform dose (EUD), and normal tissue complication probability (NTCP) of OARs across the contouring guidelines and considering each RT technique showed that the only significant differences were higher D_max, D_mean, V₃₀, and V₄₅, EUD, and NTCP of the thyroid in all treatment modalities when the RTOG guideline had been adopted. Using the VMAT technique, PTV's EUD and the tumor control probability (TCP) were considerably higher when the ESTRO guideline was adopted. Moreover, the conformity index (CI) of VMAT plans was significantly higher when the ESTRO guideline was used.ConclusionUnless having higher doses to thyroid when the RTOG guideline was adopted, the doses to other organs-at-risk (OAR) were similar between the two considering guidelines. Moreover, except for higher EUD, TCP, and CI for VMAT when the ESTRO guideline was used, no other significant differences were obtained between dosimetric parameters of target volumes considering the RT techniques and contouring guidelines.