呼吸运动对肺部肿瘤靶区受照剂量分布影响的研究

Objective To investigate the influence of respiratory motion on target dose distribution in radiotherapy for patients with lung tumors. Methods The Big Bore Brilliance CT with bellows system was used to gain the 4DCT sets and respiratory frequency information of the patients. The moving ranges of the tumors in left-right (LR), anterior-posterior (AP) and cranial-caudal (CC) directions were measured from the center coordinate values of gross tumor volume of ten time-phase CT sets in the treatment planning sys-tem. Then a breathing model was used to simulate the tumor motions due to respiration. A 4-dimensional motion table was used to mimic the motion of lung tumor in beams-eye-view (BEV). A 2-dimensional semi-conductor beams measurement system was fixed to the table to measure the 2-dimensional dose distribution of static and dynamic targets using the treatment beams at gantry angle of 0°. Finally, the differences of the dose distribution between the static and moving phantom were compared and analyzed with the statistical soft-ware R. Results When the amplitude (half of the moving rang) in the CC direction was 1 cm, the passing ratio of relative dose difference ≤4% in one beam field was minimal (1.1%), and there was 58% maximal relative dose absence. The 4% passing ratios media in the CC direction were 94.7%, 79.4%, 58.6% and 37.1% in <0.25, 0.25-<0.50, 0.50- <0.75 and ≥0.75 mm amplitude (X<'2>=29.20,P=0.000), but were all similar in the AP and LR directions. The mean value of the relative dose change in the high dose area was smaller than the low dose area in the 89% beam fields. When only the CC direction was consid-ered, the 4% passing ratio of 3.6 s and 8.2 s period was 72% and 60%, respectively. Conclusions The amplitude in the CC direction is a factor impacting the dose distribution of the moving target. The influence of respiratory motion on high dose area is more than that on low dose area. When the other respiratory param-eters are fixed, the motion of long period has more influence on the dose than that of short period. Special at-tention should be paid to the patients with tumor of more than 0.5 cm amplitude in the CC direction when planning the intensity modulated radiotherapy.     

基于自动羽化法的全脑全脊髓VMAT计划稳健性分析北大核心

目的:评估使用自动羽化法制作的全脑全脊髓容积旋转调强放疗(volumetric modulated arc therapy,VMAT)计划的剂量学特征,并分析引入摆位误差后的计划质量,为其临床应用提供指导。方法:收集在湖北省肿瘤医院进行过全脑全脊髓放疗的病例5例,分别使用重叠法、梯度优化法和自动羽化法3种优化方法进行VMAT计划设计。模拟上段脊髓的等中心出现头脚方向的摆位误差后再进行计划优化,比较使用各方法得到的计划射野衔接区冷热点产生情况,从而评价计划的稳健性。结果:自动羽化法与梯度优化法均能设计出稳健性优于重叠法的计划,且自动羽化法制作计划耗时更少。结论:对于全脑全脊髓VMAT计划,使用自动羽化法简单方便,且与制作过程复杂耗时的梯度优化法得到的计划效果相当,能够减少射野衔接区冷热点的产生,提高计划稳健性。     

利用正交千伏级X线透视图像修正肝癌放疗摆位误差的可行性研究

目的 评价正交千伏级X线透视图像(OKVFI)对肝癌术后植入银环放疗患者修正摆位误差的可行性.方法 在带千伏级X线容积成像(XVI)系统加速器上每次对患者摆位后分别在planar View模式下获取多帧合成的平均化OKVFI和在volume View模式下获取锥形束CT(CBCT)图像.共得到10例患者OKVFI和CBCT图像各90套.将OKVFI与基于四维CT得到的数字重建射野影像配准得到的摆位数据以及CBCT图像与四维CT图像配准后得到的摆位数据进行比较.用Pearson法相关分析两种配准方法 相关性及一致性的可信区间(CI).结果 两种配准方法 在左右、前后、头脚方向上的相关系数分别为0.821、0.771、0.909,95%CI分别为-2.30～1.53、-2.06～3.01、-2.69～1.53,3mm内摆位误差占总摆位误差的百分比分别为97.78%、95.56%、96.67%.结论 OKVFI在确定肝癌患者摆位误差方面与CBCT图像有高度相关性和一致性,利用它修正肝癌患者摆位误差是可行的.

Abstract：

Objective The aim of this study is to evaluate the feasibility of using orthogonal kilo voltage fluoroscopic imaging(OKVFI)for setup correction in image guided radiotherapy of the liver.Methods After positioned the patients with liver cancer implanted with silver rings on the accelerator equipped with kilo voltage X-ray volume imaging(XVI),averaged OKVFI and cone beam CT(CBCT) volumetric images were acquired.A total of 90 datasets of averaged OKVFI and 90 datasets of volumetric images for 10 patients were obtained.The couch shifts obtained by the matching between OKVFI and digitally reconstructed radiograph were compared tu those achieved by the registration between CBCT and 4D reference average CT.On the comparison of the two different matching metheds.the Pearson coefficient was used to analyzed the correlation and Bland-Altman analysis to discern the consistence.Results The Pearson coefficient of correlation for the patient position shifts were R2=0.821.0.771 and 0.909 in the left-right (LR),anterior-posterior(AP)and superior-inferior(SI)directions respectively.95% CI were-2.30 -1.53(LR),-2.06-3.01(AP)and-2.69-1.53(SI)respectively.Within a±3 mm tolerance were 97.78%.95.56%and 96.67%respectively.Conclusions OKVFI has hish correlation and consistence with CBCT image on the setup correction.It is feasible to implement position correction with OKVFI in clinic practice.     

联影直线加速器新型全碳素纤维治疗床对放疗剂量的影响

目的:研究联影直线加速器新型全碳素纤维床床板对放疗剂量的影响。方法:将固体水分别置于治疗床中间(offset=0 cm)、右侧(offset=+10 cm)以及左侧(offset=-10 cm),改变机臂角度,让高能X射线从不同角度穿透治疗床,计算出相对应的衰减因子。结果:对于6 MV的X射线,治疗床板中间处的衰减因子范围是0.043 8~0.085 0,在115°时衰减因子最大;右侧位置的衰减因子范围是0.044 1~0.127 2,在110°时衰减因子最大;左侧位置的衰减因子范围是0.043 2~0.093 1,在110°时衰减因子最大。在180°~130°区间时,治疗床中间、右侧和左侧位置的衰减因子之间的差异较小,且右侧衰减因子高于中间和左侧处。结论:不同的机架角度,在联影直线加速器新型全碳素纤维治疗床床板上不同的位置,对X射线的衰减程度不同。治疗床右侧位置在130°~110°区间对剂量的衰减高于中间和左侧,且在110°时衰减最大,在设计患者后斜野计划时应该尽量避开对剂量衰减程度大的角度。     

光学表面成像系统实时运动监测精度研究

目的:探究光学表面成像系统实时运动监测的精度。方法:将30例患者的呼吸曲线输入到模体中模拟呼吸运动， 同时利用Catalyst系统对模体进行实时运动监测，比较系统监测的呼吸曲线与参考曲线，从而得到光学表面成像系统实时 运动监测的精度。结果:光学表面成像系统监测的呼吸曲线与参考曲线具有较高的一致性，相关系数均大于0.99，显著相 关。监测误差的平均值为（0.24±0.04）mm，并且随着呼吸信号频率的增加而减小。结论:光学表面成像系统的实时运动 监测精度较高，可用于对患者呼吸运动的监测。在进行呼吸门控治疗时，应考虑呼吸监测系统引入的误差。     

CT值区间划分及用于治疗计划剂量计算研究

目的 探讨CT值变化对剂量计算影响,初步寻找一种解决MRI电子密度信息缺失方法。方法 选取头颈、胸部、盆腔部位肿瘤患者各10例CT图像,对各部位主要组织器官CT值随机采样,统计其平均值进行CT值区间划分。在瓦里安Eclipse TPS中构建虚拟模体,给予处方剂量1 Gy记录不同CT值下机器输出剂量,并分析不同CT值区间对剂量计算结果影响。选取5例宫颈癌患者IMRT计划,对靶区、OAR进行CT值分配形成新CT图像,在新CT图像上进行计划移植并与患者原CT图像结果进行剂量学参数比较。结果 通过区间法对CT值进行划分,并在剂量计算中验证,计算出人体不同组织对应的CT值区间为-100~100 HU,CT值变化对剂量计算的影响在3%以内。相同计划下新合成CT图像与原CT图像剂量学参数差异较小,PTV的D_max、D_mean、D_98%、D_95%、D_5%、D_2%均<3%,膀胱、直肠、小肠、股骨头、骨髓的D_max、D_mean均<2%。结论 CT值划分法对盆腔肿瘤治疗计划剂量计算结果影响在可接受范围内,对解决MRI电子密度信息缺失具有一定可行性。     

肺部肿瘤IMRT计划制订过程中不同算法的评估

目的:评估AAA算法和PBC算法在肺部肿瘤IMRT计划制订过程中的差异.方法:选取20例肺部肿瘤患者,随机地分配给不同的放疗科医师和物理师进行相关器官的轮廓勾画和IMRT计划制定.对每个病例分别用AAA和PBC两种算法进行剂量计算,并对同一病例所得到的2种IMRT计划进行评估和比较,分析对于不同形态和位置的肺部肿瘤,两...     

医用磁共振设备机房的设计布局及屏蔽效能检测

目的:通过科学设计医用磁共振设备机房并合理布局MRI设备,以保证MRI设备生成图像的质量,同时保障机房其他设备的正常运行及工作人员、患者和公众人员的身体健康。方法:结合某医院实际工作情况,遵照核磁屏蔽的原则和标准,对磁共振仪周围环境、空调新风系统、水电系统进行合理设计和布局。结果:根据核磁屏蔽效能检测的原理和方法达到仪器的检测要求。结论:该设计能够确保MRI设备生成优质图像,并能进行有效的屏蔽防护。     

1H-MRS检测儿童及青少年创伤后应激障碍大脑前扣带回代谢物改变

目的 探讨儿童及青少年创伤后应激障碍（PTSD）患者¹H-MRS中大脑前扣带回区代谢物水平的变化。方法 纳入汶川地震幸存者57人,包括10例PTSD患者、23名PTSD康复者和24名健康者。对所有研究对象行¹H-MRS检查,检测大脑前扣带回区N-乙酰天门冬氨酸（NAA）、肌酸（Cr）、胆碱（Cho）、肌醇（MI）和谷氨酸和谷氨酰胺复合物（Glx）水平,计算并比较NAA/Cr、Glx/Cr、Cho/Cr、MI/Cr的差异。结果 Glx/Cr：PTSD患者（1.16±0.15）、PTSD患者+PTSD康复者（1.31±0.07）均明显低于健康者（1.59±0.10）,PTSD患者明显低于PTSD康复者+健康者（1.48±0.07）,差异均有统计学意义（P均<0.05）,PTSD康复者（1.37±0.08）与健康者和PTSD患者间差异均无统计学意义（P均>0.05）。NAA/Cr、Cho/Cr和MI/Cr差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 ¹H-MRS中儿童及青少年PTSD患者大脑前扣带回区Glx明显下降,其改变可能在PTSD病理生理机制中发挥重要作用。     

基于明胶膜基底捕获和原位培养循环肿瘤细胞

目前从血液中分离得到高活力的循环肿瘤细胞（CTCs）仍面临一定的挑战,本研究设计了一个明胶膜基底,可以同时实现捕获和原位培养CTCs。该明胶基底对CTCs的捕获效率最高可达86.8%。由于明胶具有良好的生物相容性,明胶膜基底在捕获到CTCs后可直接进行原位培养,减少了释放过程中对细胞的损害,有利于后续细胞分析。该明胶膜基底有望在临床CTCs检测中发挥作用。