摆位误差对肝癌立体定向放射治疗剂量学的影响

目的:在锥形束CT（CBCT）图像引导下,测量立体定向放射治疗（SBRT）中肝癌的摆位误差,并讨论摆位误差对靶区PTV和危及器官（OAR）剂量的影响。方法:回顾性分析接受SBRT的肝癌患者13例,每日放射治疗前行CBCT扫描,与计划CT图像进行灰度配准,根据肿瘤靶区及OAR位置获取患者移床参数,在计划系统中计算剂量分布,并分析移床参数对靶区PTV、OAR剂量和均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）等一系列剂量学参数的影响。结果:校正后X、Y、Z方向上的摆位误差分别为（0.47±2.00）、（1.54±4.16）、（0.10±2.77） mm,Y方向上的摆位误差较大。相对于最小位移,最大位移对靶区、HI和CI影响大;对于OAR,与原始计划相比,左肾、小肠最大位移的剂量分布在Dmean、Dmax上具有统计学意义,右肾最小位移的剂量分布在Dmean上具有统计学意义。结论:≤3 mm的摆位误差对靶区剂量的影响比>5 mm的影响小,但对于最小剂量和覆盖率仍然影响显著。应该尽可能减小摆位误差,以实现精确放疗。     

大脑皮质运动区功能定位：皮质脑电证据

背景：神经皮质（运动区）功能定位可以帮助医生最大限度地切除病灶并避免神经功能损害,关系到病人术后的生存质量。目前的神经皮质（运动区）功能定位方法在速度、准确和安全性方面需要进一步提高。 目的：探讨皮质脑电用于术中神经皮层（运动区）功能定位的可行性和意义。 设计、时间及地点：自身对照实验。本研究采用国际BCI第IV届竞赛数据,由海港医院（华盛顿 西雅图）在2008年6月11日采集,处理由华南理工大学生物科学与工程学院（广东省广州市）在2009年9月完成。 对象：华盛顿西雅图海港医院的3位癫痫病人运动区皮质脑电信号（以下简称ECoG）数据。 方法：采集位于大脑神经皮质（运动）功能区的手指皮质区域的皮质脑电信号数据,同时采集相应手指弯曲运动数据,作自身对照;利用离散db3小波对ECoG数据进行7层小波分解并重构各单子频带信号,提取各单子频带重构信号在运动事件发生前后的能量比（ERD指标）为特征量,比较其大小确定特征频带;构造多个阈值进行特征量分类,结果与相应手指弯曲运动数据比较,比较检出正确率确定特征阈值。将20次试验采集数据分成训练和测试组,分别用于特征提取方法和分类器的设计和性能检测,进行检出正确率分析。 主要观察指标：用于特征提取和分类的特征频带、ERD指标特征量和特征阈值。 结果：以 D6（7.812-15.625 Hz）特征频带重构信号的ERD指标为特征量,以40.5%为特征阈值进行分类,ERD特征明显,识别度高。其分类定位检出正确率达到90%。 结论：自发皮质脑电信号分析可以作为神经皮质运动区功能定位的可靠方法。     

基于勾画内容检索方法的鼻咽癌危及器官结构标准化命名的研究

目的 根据AAPM TG-263,提出基于内容的放疗结构命名标准化(CBSN),探索其用于鼻咽癌危及器官(OAR)标准化验证的可行性。方法 回顾性收集2017—2019年经调强放疗的855例鼻咽癌患者的放疗结构文件(其中15例含临床异常结构)。通过Matlab自编程软件获取医师勾画OAR的图像位置、几何特征、一阶灰度直方图和基于灰度共生矩阵的纹理特征等,建立CBSN位置验证模型和CBSN知识库。采用Fisher判别分析建立CBSN的OAR分类模型,利用自身验证、交互验证和外部验证对模型评估。结果 99%(69/70)的模拟异常结构在CBSN知识库90%参考值范围之外,不同OAR之间的特征参数不同(P<0.001)。CBSN的OAR分类模型的自身验证、交互验证和外部验证的准确率分别为92.1%、92.0%和91.8%。14例临床异常结构成功被CBSN检测,准确率为93%(14/15)。模拟测试中左右位置异常结构验证的准确率为100%,如检测到命名为Len_L的右晶体。结论 CBSN可用于鼻咽癌OAR验证,为鼻咽癌多中心合作及标准化的放疗提供参考依据。     

直肠癌术前三维适形和五野及容积弧形调强放疗剂量学比较

目的：比较三维适形放射治疗（3-dimensionconformalradiotherapy,3D-CRT）和五野调强放射治疗（5-fieldin—tensitymodulatedradiotherapy,5F—IMRT）以及容积弧形调强放射治疗（volumetricmodulatedarctherapy,VMAT）计划的剂量学特点,探讨直肠癌术前适形放疗理想的计划模式。方法：收集中山大学肿瘤防治中心2012—01—17—2012—07—23收治的12例接受术前新辅助放化疗的直肠癌患者,对12例患者统一规定直肠癌术后辅助性放疗的·临床肿瘤体积（clini—caltargetvolume,CTV）范围,设定计划靶体积（planningtargetvolume,PTV）为CTV外放：头脚方向0．9cm,侧方0．8cm,前后方0．7cm。分别进行3D-CRT、5F-IMRT及VMAT计划设计,比较3者靶区剂量分布特点以及小肠、膀胱和双侧股骨头的受照射剂量及体积。结果：3D-CRT计划PTV2的适形指数（conformityindex,CI）为0．623±0．074,5F-IMRT计划为0．699±0．059,VMAT计划为0．710±0．060,5F—IMRT及VMAT计划PTV2剂量分布的适形性优于3D-CRT计划,F=6．103,P=0．006;3D-CRT计划PTVl的均匀性指数（homogeneityindex,HI）为1．063_4-0．012,5F—IMRT计划为1．046±0．011,VMAT计划为1．047±0．010,5F-IMRT及VMAT计划PTVl剂量的均匀性亦优于3D-CRT计划,F=5．980,P=0．006。VMAT中小肠接受剂量〉35Gy照射体积（V35）为（8．61±6．43）％,优于3D-CRT的（11．94±9．22）％及5F-IMRT的（10．43±6．81）％,F=0．602,P=0．008;VMAT中小肠接受剂量〉40Gy照射体积（V40）为（5．63±4．68）％,优于3D-CRT的（7．64±6．18）％及5F-IMRT的（6．65±5．42）％,F=0．437,P=0．049;VMAT中小肠接受剂量〉45Gy照射体积（V45）为（2．79±2．69）％,优于3D-CRT的（5．09±4．50）％及5F-IMRT的（3．40±3．36）％,F=1．127,P=0．036。3D-CRT膀胱5％体积所受最低剂量（D5）、接受剂量〉30Gy照射的体积（V30）均小于5F-IMRT及VMAT,F值分?     

逆向形变场的雅可比行列式在形变配准算法评估中的应用

目的 提出量化评估不同形变图像配准(DIR)算法的新指标,增加形变配准向临床实践进一步发展的可能。方法 首先基于正向形变场(DVF)的雅可比行列式(JD)提出雅可比行列式均值(JDM),然后引入逆向DVF的JD,提出DVF雅可比行列式误差(DJDE)。在肺癌和鼻咽癌图像上采用光流场形变配准算法(OF-DIR)和快速弹性正则化Demons形变配准算法(FD-DIR)进行配准。最后使用JDM和DJDE,以及雅可比行列式负值百分比(JDNP)、逆一致性误差(ICE)及归一化均方误差(NMSE)进行配准算法评估。对比不同评估指标在不同肿瘤图像以及不同算法上的差异,并采用受试者工作特征曲线(ROC)进行分析。结果 在肺癌中,OF-DIR的JDM、NMSE、DJDE和ICE均优于FD-DIR,差异具有统计学意义(z = -2.24、-4.84;t = 4.01、6.54,P<0.05)。在鼻咽癌中,OF-DIR的DJDE、ICE和NMSE均优于FD-DIR,差异具有统计学意义(t = 4.46、-7.49,z = -2.22, P<0.05),JDM差异无统计学意义(P>0.05)。在肺癌及鼻咽癌中,OF-DIR的JDNP均差于FD-DIR,差异具有统计学意义(z = -4.29、-4.02,P<0.01)。此外,DJDE在ROC曲线上更具特异性及敏感性(AUC=0.77),针对不同部位肿瘤图像有不同表现结果。结论 JDM及DJDE是评估形变算法的有效指标,肺癌及鼻咽癌均适合使用OF-DIR,而FD-DIR在使用时需注意器官组织动度对配准效果的影响。     

肠道膀胱准备下不同固定方式对前列腺癌精准放疗影响

目的 比较3种体位固定装置在前列腺癌精准放疗中的摆位误差,为盆腔肿瘤精准放疗固定装置的选择和靶区外扩边界（M_PTV）提供依据。方法 回顾性分析中山大学肿瘤防治中心2015年4月至2020年12月133例需盆腔引流区照射的前列腺癌患者,采用1.2 m真空袋（39例）、1.8 m真空袋（44例）和本中心改进的个体化俯卧板（50例）固定。每位患者定位、放疗前均按流程进行肠道膀胱准备,每次治疗前锥形束CT与计划CT的配准采取相同配准框和算法,记录合格肠道膀胱的头脚、左右、腹背三个方向摆位误差,分析3种固定装置下3个方向摆位误差及相应M_PTV数值,分析摆位误差与年龄、体重指数的相关性。结果 3333组摆位误差数据得出,头脚、左右方向的1.2 m真空袋摆位误差均值（3.26、2.34 mm）均大于1.8 m真空袋（2.51、1.90 mm,P值均<0.001）和个体化俯卧板（3.07 mm,P=0.066;2.10 mm, P=0.009）。腹背方向的1.2 m真空袋（仰卧）摆位误差均值（2.20 mm）小于1.8 m真空袋（3.33 mm,P<0.001）和个体化俯卧板（3.61 mm,P<0.001）。1.8 m真空袋各方向摆位误差均小于个体化俯卧板（P≤0.028）。根据Van Herk外扩公式得出：1.2 m真空袋3个方向M_PTV为4 mm左右,1.8 m真空袋和个体化俯卧板头脚、左右方向M_PTV为3 mm左右,腹背方向>5 mm。 摆位误差与年龄、BMI均不相关。结论 摆位精准方面,1.8 m真空袋最优,个体化俯卧板次之;腹背方向仰卧位优于俯卧位。     

扩充型动态楔形板楔形因子的校正方法及跳数计算

目的研究瓦里安扩充型动态楔形板楔形因子计算修正方法,比较楔形野中心点处手工和治疗计划系统计算结果相对测
量结果的剂量/跳数差异。方法对于瓦里安直线加速器的6 MV、10 MV 光子线,使用指形电离室测量水下10 cm处不同动态楔
形野的楔形因子及射野中心点的剂量,采用治疗计划系统计算相应射野的剂量/跳数。使用加速器输出分割模型手工计算射野
的楔形因子,并采用常数因子修正手工计算结果。对手工计算、治疗计划系统计算和测量结果进行比较,分析三种方法下常规
二维治疗计划下动态楔形野的楔形因子和射野中心点跳数的误差。结果以测量结果为标准,校正后,手工计算的楔形因子误
差明显减小。其中,6 MV光子线下,60°楔形角下对称野最大相对误差由4.2%减小到1.3%,非对称野最大相对误差由-4.7%减
小到-1.8%。10 MV所有楔形野相对误差由最大-3.0%降低到1.1%。手工计算跳数与测量结果对比,对称野相应射野跳数计算
相对误差在2%以内,但部分非对称野最大相对误差超过5%。比较治疗计划系统计算结果与测量结果,其最大相对误差小于
1.5%。结论使用常数因子可以有效减小输出分割模型计算楔形因子的误差。对于常规二维治疗计划楔形野的跳数计算来说,
校正后对称野射野中心点的计算结果符合临床治疗要求,但对于射野边缘与等中心最短距离小于4 cm的非对称野来说,需要
使用相应的非对称射野处方剂量计算方法,或者采用测量方法或利用治疗计划系统计算相应的射野跳数。
     

由DICOM医学图像文件获得设备无关位图的方法

目的:根据临床调查.DICOM3.0医学图像文件格式的解析及解决其显示问题是医学图像处理的基础,对医学影像技术的研究有重要意义.方法:首先针对DICOM3.0标准,系统分析了DICOM医学图像文件格式,主要阐述了文件信息头和数据元素的格式,提出了在Windows平台下利用线性调窗实现DICOM图像的DIB位图显示.结果:利用线性调窗成功实现了CT、MR图像的显示,同时针对默认状态下显示效果欠佳,采用手动调窗改善显示效果.结论:实验证明,该方法能较好地实现DICOM医学图像的显示,满足一定的临床需求,同时也为后续工作奠定基础.     

肠道膀胱准备下不同固定方式对前列腺癌精准放疗影响

目的 比较3种体位固定装置在前列腺癌精准放疗中的摆位误差,为盆腔肿瘤精准放疗固定装置的选择和靶区外扩边界（M_PTV）提供依据。方法 回顾性分析中山大学肿瘤防治中心2015年4月至2020年12月133例需盆腔引流区照射的前列腺癌患者,采用1.2 m真空袋（39例）、1.8 m真空袋（44例）和本中心改进的个体化俯卧板（50例）固定。每位患者定位、放疗前均按流程进行肠道膀胱准备,每次治疗前锥形束CT与计划CT的配准采取相同配准框和算法,记录合格肠道膀胱的头脚、左右、腹背三个方向摆位误差,分析3种固定装置下3个方向摆位误差及相应M_PTV数值,分析摆位误差与年龄、体重指数的相关性。结果 3333组摆位误差数据得出,头脚、左右方向的1.2 m真空袋摆位误差均值（3.26、2.34 mm）均大于1.8 m真空袋（2.51、1.90 mm,P值均<0.001）和个体化俯卧板（3.07 mm,P=0.066;2.10 mm, P=0.009）。腹背方向的1.2 m真空袋（仰卧）摆位误差均值（2.20 mm）小于1.8 m真空袋（3.33 mm,P<0.001）和个体化俯卧板（3.61 mm,P<0.001）。1.8 m真空袋各方向摆位误差均小于个体化俯卧板（P≤0.028）。根据Van Herk外扩公式得出：1.2 m真空袋3个方向M_PTV为4 mm左右,1.8 m真空袋和个体化俯卧板头脚、左右方向M_PTV为3 mm左右,腹背方向>5 mm。 摆位误差与年龄、BMI均不相关。结论 摆位精准方面,1.8 m真空袋最优,个体化俯卧板次之;腹背方向仰卧位优于俯卧位。     

靶向药物联合立体定向放疗治疗转移性肾癌初步临床观察

目的 初步评估靶向药物联合体部立体定向放疗(SBRT)治疗转移性肾癌的疗效和安全性。方法 回顾性分析2013-2018年间中山大学肿瘤防治中心接受靶向药物联合SBRT治疗的 58例转移性肾癌患者资料,79.3%患者根据国际转移性肾细胞癌联合数据库评分为中高危,中位生物有效剂量为147 Gy (67~238 Gy)。结果 分别有32、13、7、5、1例患者接受了1、2、3、4和6处共105个病灶的SBRT治疗,71%为骨转移灶,放疗期间未停用靶向药。SBRT治疗后中位随访9.4个月(2.7~40.1个月),18例患者死亡。1年局控率为97.4%,1年无进展生存率为50.3%,1、2年总生存率分别为72%、53%。85%患者放疗后疼痛减轻。放疗后肿瘤退缩患者 1年总生存优于放疗后疾病稳定或进展患者(83%∶48%,P=0.021)。全组患者共 6例发生3级不良反应,4例为3级骨髓抑制,1例为放射性神经炎,1例为放射性皮肤损伤。结论 初步显示靶向治疗基础上联合局部转移病灶的SBRT治疗晚期转移性肾癌安全有效。