OSMS在乳腺癌术后放疗临床应用中体位固定方式优选研究

目的光学体表监测系统(Optical Surface Monitoring System,OSMS)在乳腺癌术后放疗应用中,通过对比真空垫和颈胸膜两种固定方式条件下锥形束CT(Cone Beam CT,CBCT)的摆位误差和OSMS相对于CBCT方式的摆位一致性,确定优选固定方式。方法回顾性分析52例利用OSMS系统摆位的乳腺癌患者病例数据,其中真空垫固定组(A组)24例,颈胸膜固定组(B组)28例,将CBCT与定位CT配准误差记为摆位误差;取OSMS得到的六维配准误差与CBCT配准结果的差值,绝对化后用于量化摆位一致性。比较两种固定方式的摆位误差和摆位一致性的差异及其累积分布情况。结果摆位误差除z方向外,A组均优于B组,x、z方向差异有统计学意义(P<0.05);摆位一致性除z方向外,A组均优于B组,x、y、z、Pitch、Roll方向差异有统计学意义(P<0.05);摆位误差累积分布除z方向外,A组均优于B组,z方向具有统计学差异(P<0.05);摆位一致性累积分布除z方向外,A组均优于B组,x、y、Rtn、Pitch、Roll方向具有统计学差异(P<0.05);6维方向摆位一致性累积分布A组优于B组(P<0.05)。结论乳腺癌术后放疗OSMS摆位两种体位固定方式均可满足临床要求;相对于OSMS摆位颈胸膜固定,真空垫固定方式的摆位一致性整体优于前者,一定程度上减小了摆位误差,并可在治疗中实时监测,可使患者受益,应予以优先使用。     

Machine Performance Check束流均匀性改变对Portal Dosimetry计划剂量验证的影响

目的:探究Machine Performance Check （MPC）系统束流均匀性变化对Portal Dosimetry（PD）计划验证的影响,为临床MPC均匀性的阈值设定和电子影像系统（EPID）的校准频率提供参考。方法:选取本中心EDGE加速器上首次治疗患者26例和10 cm×10 cm方野1例,制定治疗计划和验证计划。在MPC束流均匀性偏差增大的情况下,分别在EPID校准前和校准后执行验证计划,并在计划系统PD模块中分析,统计对比图像剂量和γ通过率。本研究还列出EDGE加速器一年间MPC束流均匀性的结果。结果:MPC 1年的统计结果显示束流均匀性偏差的升高趋势明显并且速度加快,表明EPID存在设备老化现象。EPID校准前后验证计划的图像剂量和γ通过率的对比结果表明不同能量方野计划在影像板中心附近的剂量差异为1%~2%,临床射野计划由于复杂性提高,剂量差异最大可以达到10%。EPID校准后的γ通过率高于校准前。结论:EPID探测器的一致性改变对PD计划剂量验证有一定影响,提示临床MPC均匀性阈值为2%时能够对PD计划剂量验证起到预警作用,EPID应在MPC重新采集基线之前校准,以保证验证计划的质量,保证患者放疗的安全性。     

深度强化学习在直肠癌IMRT自动计划的应用

目的:对于调强放疗（IMRT）计划,优化过程较为耗时,且计划的质量取决于计划人员的经验和时间,本文探讨并实现一种无监督IMRT自动优化的方案,使其能够模拟人工操作方式进行治疗计划优化。方法:本研究基于深度强化学习框架,提出一种优化调整决策网络（OAPN）自动化计划优化的方法。利用Varian Eclipse 15.6 TPS的脚本应用程序接口（ESAPI）实现OAPN与TPS之间的交互,以剂量体积直方图作为信息输入,通过强化学习的训练方式,OAPN学习TPS中目标参数的调整策略,从而逐步改善并获得较高质量的计划。实验从临床数据库中选取18例既往已完成治疗的直肠癌病例,其中5例计划案例用于OAPN网络训练,其余13例计划案例用于评估训练后OAPN的可行性与有效性,引入第三方计划评分工具来衡量计划质量。结果:用于测试的13例直肠癌计划,使用统一的初始优化目标参数（OOPs）所获得的平均得分为（45.53±4.58）分（计划得分上限值为110）,经过OAPN对OOPs调整后计划所获得的平均得分为（88.67±6.74）分。结论:OAPN借助ESAPI实现与TPS之间数据交互,通过深度强化学习的方式形成行为价值策略,经过训练后的OAPN可以对目标参数进行高效率的调整,同时获得较高质量计划。     

放疗质控信息管理系统的本地化部署和初步应用

目的介绍开源放疗质控信息管理系统(QA Track+系统)及其本地化部署流程和初步应用情况。方法基于质控服务器软硬件系统配置,制定满足本中心需求的本地化部署策略,利用防火墙设置和分级设置确保服务器与各网络信息交互时的数据安全,利用Python语言编制个性化的质控管理序列。回顾性分析2019年11月至2020年7月美国瓦里安公司EDGE加速器日检质控数据,并以图表形式展示分析周期内日检指标的分布情况。结果QA Track+开源软件平台具有软硬件兼容性好,质控序列可编辑性强,数据网络结构安全性强等特点。结论可用于放疗中心质控项目的记录、批量存储与分析,以及基于先验知识为输入项的加速器性能指标趋势预测与分析等工作,可为其他放疗中心开展相关质控工作提供数据参考和技术支持。     

Catalyst HD和皮肤标记线肺癌SBRT摆位精度比较

目的 比较光学表面引导放疗系统Catalyst HD和皮肤标记线两种摆位方式在肺癌立体定向放疗(SBRT)中的摆位精度。方法 选取24例SBRT病例,均采用仰卧位和真空垫固定,分别利用Catalyst HD(A组)和皮肤标记线(B组)进行摆位,并通过CBCT和定位CT刚性配准方式获取床左右(x轴向)、升降(y轴向)、进出(z轴向)、床旋转(Rtn)、进出倾斜(Pitch)、左右转动(Roll)配准误差。结果 A组和B组六维度配准误差取绝对值后平均值±标准差依次为(0.13±0.12) cm和(0.25±0.19) cm、(0.26±0.15) cm和(0.13±0.11) cm、(0.23±0.19) cm和(0.35±0.29) cm、(0.43°±0.40°)和(0.80°±0.69°)、(0.48°±0.47°)和(0.79°±0.64°)、(0.62°±0.60°)和(0.88°±0.70°)。上述六组数据正态性检验除B组x轴向外均不服从正态分布,两组差异均有统计学意义(P<0.05)。两组数据中超限误差(>0.5cm/2°)差异也有统计学意义(P<0.05)。结论 Catalyst HD方式六维度配准误差均低于标记点方式(y轴向除外),Catalyst HD方式摆位精度优于传统标记点,具有较好临床应用价值。     

剂量预测联合参数迭代优化算法的VMAT全自动计划研究

目的 设计一种联合深度学习剂量预测和参数迭代优化算法的容积调强放射治疗（VMAT）全自动计划方法。方法 选取2018年6月至2021年1月北京大学肿瘤医院既往165例直肠癌患者的VMAT计划开展研究,其中145例用于训练和验证深度学习模型,该模型用于预测危及器官的剂量,20例用于研究比对自动计划和人工计划的质量。该方法从危及器官的预测剂量分布中提取关键的剂量体积直方图（DVH）值作为初始优化参数（IOPs）,利用治疗计划系统可编程接口自动创建VMAT计划,通过设计迭代优化算法自动调节优化参数（OPs）。结果 剂量预测模型训练后能有效预测出20例测试计划危及器官的关键DVH值,与参考值相比差异均无统计学意义（P>0.05）。20例VMAT自动计划均能满足临床处方剂量要求,对于PTV和PGTV的适形性指数（CI）,人工计划与自动计划比较差异均无统计学意义（P>0.05）;而PGTV的D₁和均匀性指数（HI）,自动计划均高于人工计划,分别为0.6 Gy和0.01,两者比较差异均有统计学意义（t=-7.05、-6.92,P<0.05）。自动计划比人工计划的膀胱平均V₃₀下降2.7%（t=3.37,P<0.05）,股骨头和危及器官辅助结构（Avoidance）的平均V₂₀分别下降8.37%和15.95%（t=5.65、11.24,P<0.05）,并且膀胱、股骨头、Avoidance的平均剂量分别降低了1.91、4.01和3.88 Gy（t=9.29、2.80、10.23,P<0.05）。测试的20例直肠癌患者病例的自动计划平均时间为（71.82±25.48）min。结论 本研究利用直肠癌病例验证了一种联合剂量预测和参数迭代优化算法的VMAT自动计划方法的可行性。相比于人工计划,VMAT自动计划无需人工干预,在提高计划设计效率、计划质量和临床资源利用率等方面有很大的应用潜力。     

AlignRT在乳腺癌术后放疗体表引导摆位中感兴趣区优选

目的：光学体表追踪系统Align RT引导乳腺癌术后放疗摆位中,通过对比3种典型感兴趣区（ROI）Align RT与CBCT误差之间摆位一致性差异,确定临床最优ROI勾画范围。方法：回顾性分析33例利用Align RT引导摆位的乳腺癌患者病例数据,摆位结束后记录197次CBCT同分次下全胸、患侧乳腺和胸部刚性3种ROI的AlignRT误差数据,CBCT与定位CT进行基于脊柱6维配准靶区微调后,获得6维CBCT误差,Align RT与CBCT误差差值绝对化后用于量化摆位一致性,比较全胸、患侧乳腺和胸部刚性这3组ROI的Align RT误差及摆位一致性差异。结果：Align RT引导摆位CBCT误差线性方向/旋转方向在±0.50 cm/±2.0°之间的占比为99.92%。全胸、患侧乳腺、胸部刚性3组ROI的Align RT误差在Pitch(P<0.001)、Roll(P=0.002)方向差异有统计学意义。全胸ROI在x、Rtn、Pitch和Roll方向摆位一致性均优于患侧乳腺和胸部刚性ROI,x(P=0.001)、Rtn(P<0.001)、Roll(P=0.001)方向差异有统...     

宫颈癌患者放疗体位固定辅助装置优选及其对摆位精度的影响

目的：探究体位固定辅助装置对宫颈癌放疗摆位精度的影响，并提出体位固定辅助装置的优选方案。方法：回顾性选取某院57例宫颈癌放疗患者，根据体位固定辅助装置的不同分为A组(20例)、B组(16例)和C组(21例)，3组患者头下均垫C型头枕，其中B、C组头枕与体板之间相对位置固定，A、B组患者膝下加硬质海绵膝垫。比较3组间左右(x轴向)、升降(y轴向)、进出(z轴向)、旋转(Rtn)、进出倾斜(Pitch)和左右转动(Roll)6个维度的摆位误差、误差分布和异常摆位次数。采用SPSS 25.0软件进行统计学分析。结果：C组摆位误差除Roll方向外均优于A、B 2组，且Pitch方向差异有统计学意义(P<0.001)。C组误差分布除Roll方向外均优于A、B 2组，且Pitch方向差异有统计学意义(χ²=17.603,P<0.001)。相较A、B 2组，C组异常摆位次数大幅降低，差异有统计学意义(χ²=7.307,P=0.026)。结论：宫颈癌放疗时将头枕与体板之间相对位置固定并去除患者膝下的硬质海绵膝垫，有助于提高摆位精度、降低重复摆位次...