基于蒙特卡罗模拟的直肠癌术前容积调强放射治疗计划剂量验证

目的: 通过蒙特卡罗模拟评价基于各向异性解析算法（AAA）直肠癌术前容积调强放射治疗计划（VMAT）的剂量计算精度。方法: 选取20例基于AAA算法和RapidPlan模型优化的直肠癌术前VMAT计划,通过对比蒙卡模拟与治疗计划计算结果的平均DVH、靶区适形度（CI）、靶区均匀性（HI）和Gamma 3D通过率等参数,评估基于AAA算法的VMAT治疗计划剂量计算精度。结果: 两种Gamma 3D评估策略通过率的均值与标准差分别为97.58±0.47%（Max Dose）、92.46±1.76%（Local Dose）,且差异具有统计学意义（P<0.05）;对PTV和PGTV的CI、DMin、膀胱的D50%、DMean等不符合正态分布的参数做相关样本非参数检验,除PGTV的CI和Dmin外,差异均具有统计学意义（P < 0.05）;其他服从正态分布的参数做配对样本T检验,差异均具有统计学意义（P < 0.05）。结论: Rapidplan模型计划在低剂量区通过率较低,说明AAA算法射野边缘低剂量区计算偏差较大;靶区Dmin与算法的精度较为相关,CI和HI参数相对于蒙卡模拟结果有一定差异;AAA算法在股骨头和膀胱的D50%、DMean相对蒙卡模型有不同程度的低估。     

基于优化参数树搜索算法的直肠癌调强放疗自动计划

目的针对调强放疗(IMRT)计划大量耗费人工及计划质量高度依赖物理师临床经验且差异较大等问题,探讨一种可实现无监督调强放疗自动计划的方案。方法采用Varian Eclipse 15.6治疗计划系统(TPS)自带的脚本应用程序接口(ESAPI)和优化参数树搜索算法(OPTSA)模拟,实现整个计划设计过程。通过ESAPI进行交互,自动输入输出相关参数;利用OPTSA对靶区和危及器官(OAR)的剂量学参数进行评估,并迭代调整优化目标参数来逐步改善,最终获得满足临床需求的IMRT计划。为验证自动计划的有效性,从临床数据库中选取20例既往已完成治疗的直肠癌病例,比较基于OPTSA算法的自动计划和临床人工计划在剂量分布和特定剂量学参数上的差异。结果所有的自动计划均满足临床要求。90%的自动计划质量超过既往人工计划,10%的自动计划则与人工计划质量基本一致。PTV平均适形指数(CI)在自动计划和人工计划中分别为0.88和0.80。与人工计划相比,自动计划OAR剂量学指标平均降低11%。自动计划和人工计划平均运行时间分别为(28.15±3.61)和(36.7±4.6)min。结论利用ESAPI所创建的OPTSA自动计划质量不劣于人工计划。在保证计划质量和一致性的情况下,OPTSA自动计划可缩短计划设计中所耗费的人力时间。     

一种关于RPM放疗呼吸门控系统束流时间延迟性能的参考质控方法

目的：提出一种关于RPM放疗呼吸门控系统束流时间延迟性能的参考质控方法,给出参考条件下VB与EDGE加速器的时间延迟测量结果。方法：首先设计梯形质控呼吸曲线并加载运动模体,利用定位CT扫描由运动模体驱动的W-L模体,然后设计用于束流出束和截止延迟测量的两类质控计划,最后在加速器上执行质控计划,使用EPID采集模体的静态参考图像与运动测量图像,通过分析致密金属球在运动图像和参考图像中的位置差,反推束流的时间延迟,分别在VB与EDGE两台加速器上做方法验证。结果：VB与EDGE加速器的束流出束时间延迟均小于100 ms,截止时间延迟基本一致,VB加速器约为14 ms,EDGE约为22 ms。10FFF各剂量率的出束时间延迟基本一致,而6FFF、6 MV和10 MV则随剂量率的变化略有增加。4个能量各剂量率的束流截止时间延迟均较小且相对一致,部分能量有随剂量率变大而延迟缩小的趋势。结论：本研究提出的RPM束流时间延迟参考质控方法和条件具有较高的测量可信度和较强的临床实操性,测量结果表明RPM呼吸门控系统响应灵敏,研究结果为呼吸门控系统的时间延迟质控提供了重要的方法学指导与数据参考。     

基于MRI图像的自动勾画技术在宫颈癌放疗中的应用研究

目的:研究AccuLearning和AccuContour软件在宫颈癌患者MRI图像上进行模型构建和自动勾画的可行性和准确性.方法:随机选取某院放疗科的40例宫颈癌患者,并随机选取其中30例宫颈癌患者的MRI图像,在Accu-Learning中按照推荐参数进行模型训练、验证和测试,统计训练模型和测试病例的平均相似性系数...     

AlignRT引导联合开放式面罩的头部肿瘤放疗摆位流程与误差分析

目的 提出一种基于光学体表追踪系统AlignRT联合开放式面罩的头部肿瘤无标记线全疗程摆位流程,评估摆位时间和重复摆位次数,并对比分析AlignRT与锥形束CT （cone beam CT,CBCT）两者之间摆位误差的差异、相关性和一致性。方法 回顾性分析33例132分次开放式面罩固定头部肿瘤患者摆位误差数据,全疗程放疗使用AlignRT引导无标记线摆位并以治疗计划系统中自动生成的外轮廓（Body）结构作为参考体表,结束摆位后分别获取AlignRT与CBCT两种系统的左右（x轴）、升降（y轴）、进出（z轴）、床旋转（Rtn）、进出倾斜（Pitch）和左右转动（Roll）6维方向摆位误差,并记录摆位时间与重复摆位次数。分别采用Wilcoxon和Spearman法分析两种系统摆位误差的差异和相关性;应用Bland-Altman法评估两者一致性。结果 6维方向CBCT摆位误差均满足临床要求（线性方向范围-0.30~0.30 cm,旋转方向范围-2.0°~2.0°）,摆位时间为（98±31） s,重复摆位次数占比1.51%（2/132）。两种系统摆位误差除x （Z=-3.11,P=0.002）、y （Z=-7.40,P<0.001）和Pitch （Z=-4.48,P<0.001）外差异均无统计学意义。摆位误差除z方向外,x （r_s=0.47,P<0.001）、y （r_s=0.29,P=0.001）、Rtn （r_s=0.47,P<0.001）、Pitch （r_s=0.28,P=0.001）和Roll （r_s=0.45,P<0.001）均呈正相关。6维方向摆位误差95%一致性界限（95% LoA）分别为-0.12~0.09 cm、-0.07~0.17 cm、-0.19~0.20 cm、-1.0°~0.9°、-1.0°~1.5°和-0.9°~1.0°,95%一致性界限的95%可信区间（95%CI）分别为-0.14~0.11 cm、-0.09~0.19 cm、-0.23~0.23 cm、-1.2°~1.1°、-1.2°~1.7°和-1.0°~1.1°,均位于临床摆位误差容许范围之内。6维方向摆位误差差值3.41%（27/792<5%）在95% LoA之外。在95% LoA范围内,差值绝对值的最大值分别为0.12、0.16、0.19 cm、0.9°、1.5°和1.0°。结论 基于AlignRT联合开放式面罩的头部肿瘤无标记线全疗程摆位流程,使AlignRT与CBCT摆位误差具有一定的相关性和一致性,摆位效率尚可,可应用于首次治疗,并实现治疗中实时监测提高安全性,具有临床应用价值。     

瓦里安Portal Dosimetry和PTW 1500矩阵在HalcyonTM治疗计划剂量验证的对比研究

目的 比较Portal Dosimetry（PD）和PTW OCTAVIUS 1500矩阵结合Octagonal模体（Oct1500）两种剂量验证方式在Halcyon^TM加速器治疗计划剂量验证中的表现。方法 选取在Halcyon^TM做临床试验的20例入组患者,包括22个IMRT/VMAT治疗计划和74个辐射野,分别采用两种验证方式和多种γ 2D评估策略进行剂量验证,对比验证方式及评估策略之间的验证结果,为Halcyon^TM治疗计划验证方式和评价策略的选择提供数据支持。结果 Oct1500方式74个辐射野和22个治疗计划γ 2D通过率分别为95.26±3.59、95.01±3.62（局部剂量）、99.05±1.35、98.57±1.96（最大剂量）,两种评估策略之间差异有统计学意义（Z=-7.220、-4.108,P<0.05）;PD方式为84.11±1.35（1 mm/1%）、99.07±1.35（2 mm/2%）、99.86±1.35（3 mm/3%）,3种评估策略之间差异有统计学意义（Z=-7.475、-7.475、-6.906,P<0.05）;74个辐射野全局剂量、3 mm/3%的评价策略两种验证方式之间差异有统计学意义（Z=-5.072,P<0.05）。结论 两种剂量验证方式均可用于Halcyon^TM治疗计划剂量验证;PD方式在验证效率和由空间分辨率所致的剂量验证精度方面优于Oct1500。推荐使用2 mm/2%（PD）和全局剂量、3 mm/3%（Oct1500）评估策略。     

基于结构相似性指数评估放疗计划质量的可行性研究

目的 利用结构相似性指数（structural similarity index,SSIM）对放疗计划的三维剂量分布进行评价,比较SSIM相对现有常用质量评价指数的优缺点,同时构建以SSIM为基础的多处方剂量计划的评估方法。方法 引入SSIM来分析实际与理想三维剂量数据并结合其空间位置信息给出各体素质量评分,进而计算感兴趣区域（ROI）内的平均值作为该区域的质量评分。选取2018年1月至2020年5月北京大学肿瘤医院既往已实施治疗的53例临床同步推量放疗计划,抽取两例计划分别引入两种质量缺陷（局部高量、剂量跌落）与正常计划进行对比实验来表征SSIM指数的响应,展示SSIM指数评价结果的图像模式。分析53例放疗计划各ROI的均匀性指数（HI）、适形性指数（CI）与SSIM的相关性,评估SSIM反映均匀性和适形性的能力。结果 SSIM指数的图像模式能够反馈剂量分布存在质量缺陷的位置信息。HI与SSIM在转移与可疑淋巴结（PGTVnd）中由于HI敏感性降低导致未表现出相关性,在计划靶区（PTV）去除PGTVnd后的区域中存在显著负相关（R=-0.86,P<0.01）,CI与SSIM指数在PGTVnd中存在显著正相关（R=0.83,P<0.01）。结论 SSIM指数在改善以往评价参数缺陷的基础上,能够结合均匀性与适形性对计划进行质量评价,同时精准反馈存在质量缺陷的空间位置。     

AlignRT系统光学体表的验收和服役测试

目的 本文主要研究AlignRT系统性能的验收和服役测试,以确保治疗过程中的患者位置和实时运动监测的精确性和可靠性.方法 参考国家和国际相关标准,对AlignRT的系统配置、系统校准、性能测试以及完整的端对端试验进行检测和评估.结果 各指标均符合相关标准,结果显示:① 热稳定性起始800 s内在y和z轴方向有0.5 m...     

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。     

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。