三维可视化引导放疗摆位系统的研发及临床应用

目的 开发一种三维可视化技术辅助放疗患者摆位,并对比分析其在乳腺和盆腔放疗中与传统摆位方法的差异。方法 选取2020年6月至2021年4月常州第二人民医院40例放疗患者作为研究对象,其中乳腺、盆腔患者各20例。利用患者定位CT数据进行三维可视化重建,并将三维可视化模型与真实治疗环境融合,通过交互操作使得三维可视化模型位于加速器等中心点,并以此为依据进行实际患者的摆位。每例患者每周先进行传统摆位、再进行三维可视化引导放疗摆位,分3周采集,所有患者共240次摆位数据,以锥形束CT （CBCT）引导的摆位作为金标准进行比较。结果 乳腺患者和盆腔患者三维可视化引导摆位x、y、z轴摆位误差绝对值后分别为（1.92±1.23）、（2.04±1.16）、（1.77±1.37） mm和（2.07±1.08）、（1.33±0.88）、（1.99±1.25） mm,各轴精度较传统摆位分别提高了38.83%、52.40%、33%和36.84%、54.04%、52.58%,y、z轴上的差异具有统计学意义（t=2.956~5.734,P<0.05）。同时,对于乳腺患者,两种摆位方法y方向误差分布具有统计学意义（χ²=7.481,P<0.05）,对于盆腔患者,两种摆位方法在各轴的误差分布差异均有统计学意义（χ²=5.900、6.415、7.200,P<0.05）。结论 三维可视化技术引导放疗摆位方法有效提高了乳腺和盆腔患者的摆位精度,具有潜在的临床应用价值。     

基于CT图像的跨模态转换研究进展

医学图像在临床诊断和治疗上起着至关重要的作用。放射治疗过程中采用计算机体层成像（CT）进行靶区定位和勾画。为了从多个角度获取病变体信息,需利用医学图像多模态的优势。然而,获取多种模态的医学图像是比较耗费资源的,同时无法保证患者状态的一致性。医学图像跨模态转换,可以利用一种模态图像预测另一种模态图像。本文详细综述了基于CT图像的超声图像、磁共振（magnetic resonance,MR）图像、正电子发射计算机断层显像（positron emission tomography,PET）跨模态模型研究,分类阐述了各模型的特点和存在的挑战,指出尚待开展的研究领域。     

乳腺癌术后锁骨上淋巴引流区不同照射方式剂量学比较及其对生活质量的影响

目的探讨乳腺癌术后乳腺(或胸壁)和锁骨上淋巴引流区整体化调强放疗和分段放疗的剂量学特点。方法根据116例乳腺癌术后患者锁骨上淋巴引流区放疗方式的不同,将患者分为整体调强组(58例)和分段放疗组(58例),观察2组患者皮肤损伤及患侧肩关节活动情况。随机选取10例患者(改良根治术5例,保乳术5例),分别制定锁骨上淋巴引流区调强计划和X线、电子线混合照射计划,对2组计划靶区的适形度、均匀性以及肱骨头受照剂量进行比较。结果 116患者均健康存活,整体调强组有3例患者出现与放疗有关的肩关节症状,分段放疗组未发现与放疗有关的肩关节症状。调强放疗靶区的适形度、均匀性和肱骨头受照剂量比较,差异均有统计学意义(P=0.000)。结论乳腺癌术后锁骨上淋巴引流区调强放疗靶区的适形度、均匀性好于X线、电子线混合照射,肱骨头受照剂量高于X线、电子线混合照射。调强放疗有可能引起肩关节放射性损伤从而影响生活质量。     

16-bit CT图像读取金属植入物CT值的应用

目的 探讨16-bit CT图像在读取金属植入物CT值中的应用价值。方法 于模体中间分别插入一圆柱形铝棒、钛合金棒和不锈钢棒,对模体进行CT扫描,对图像重建获得12-bit和16-bit CT图像。分析并比较3种金属棒的12-bit和16-bit图像及其CT值。结果 对于同种金属棒,12-bit图像和16-bit图像显示效果基本相同。铝棒周围未显示出伪影;钛合金棒周围有较明显的放射状伪影;不锈钢棒周围有严重伪影。3种金属棒内部的显示无明显差异。12-bit和16-bit图像中,铝棒的最大CT值分别为2 159 HU和2 150 HU,平均CT值分别为2 026 HU、2 021 HU;钛合金棒的最大CT值分别为3 071 HU和6 950 HU,平均CT值分别为3 071 HU、5 957 HU;不锈钢棒的最大CT值分别为3 071 HU和12 060 HU,平均CT值分别为3 071 HU、9 397 HU。结论 16-bit的CT图像能够显示体内金属植入物的CT值分布,分辨出铝、钛合金或不锈钢的金属植入物。     

左乳腺癌术后调强放射治疗和二维切线野治疗的剂量学研究

[目的]探讨左乳腺癌术后调强放射治疗和常规二维切线野治疗的剂量学差异。[方法]用三维治疗计划系统对10例左乳腺癌术后患者分别进行调强放射治疗、常规二维切线野进行计划设计,处方剂量为50Gy,分析靶区剂量分布和心脏、肺受量。[结果]调强放射治疗靶区（PTV）剂量均匀,PTV的V50为95.12%,正常组织的低剂量区域体积大,正常组织的高剂量区域体积小。常规二维切线野PTV的V50为73.21%。[结论]调强放射治疗在正常组织耐受剂量的范围内能给临床靶区最佳的剂量分布。     

西门子加速器加速管真空问题判别及加速管更换

介绍了经过实践和理论分析,采取先易后难的原则,得出了一套正确判断和排除加速器加速管真空故障流程的经验。并总结了更换加速管的步骤。     

加速器输出剂量评估

放射治疗的效果与肿瘤所吸收的辐射能量（吸收剂量）直接有关，因此放射治疗的中心工作是如何准确地照射，是肿瘤部位达到预定的吸收剂量。而人体的剂量是无法测量的，于是我们选择水为代替物进行测量。加速器剂量监测系统一般由数个电离室及测量电路组成，测量电路的作用是将电离室收集的电离电流转化成剂量监测加速器剂量监测系统可记录和识别的信号，要求保证转化完成输出的信号尽可能不失真地反映电离室电离电流的大小，以满足国家标准对剂量准确性、线性、和重复性的要求。     

重视KD—2型医用直线加速器的保养

西门子产Ｍｅｖａｔｒｏｎ ＫＤ－２型是新一代的数字化医用直线加速器，其工作环境要求高。作者就电源，环境温、湿度，空气净化以及操作程序等方面总结了日常保养的体会，从而降低了故障发生率及减少了停机维修的时间和费用。     

四维超声对前列腺运动靶体积分辨能力的研究

目的 探究四维(4D)超声对运动靶体积分辨能力。方法 选用前列腺超声模型,分组对比研究应用4D超声在不同运动振幅(A)及运动周期(T)下勾画前列腺靶区,模拟A值分别设置为0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mm,t值设为1、2、3、4s。分别计算模体前列腺靶体积,并以靶区静止时超声图像作为对照,分析两者间差异。结果 模体静止时超声靶体积与CT靶体积大小有较高一致性(P>0.05)。A值为0.5、1.0 mm,t值为1~4s时的体积与静止时超声靶体积相近(均P>0.05);A值为2.0、3.0 mm,t值为1~3s时靶体积与静止时超声靶体积不同(均P<0.05)。A值为2.0 mm,t值为4s时靶体积与静止时超声靶体积相近(P=0.710),组内极差为6.7cm³,标准差为1.15cm³;A值为3.0 mm,t值为4.0s时靶体积重复性差,组内极差为14.4cm³;A值为4.0、5.0 mm,t值为1~4s时组内极差分别为3.27~17.63cm³、6.51~21.02cm³。各周期下靶体积重复性很差,不能满足临床要求。结论 4D维超声可在患者运动周期1~4s内、运动幅度≤1 mm内为患者靶区勾画提供可靠参考数据,探头初始位置无影响。     

基于卷积神经网络生成虚拟平扫CT图像

目的 针对增强CT图像,采用U-Net卷积神经网络（CNN）方法生成虚拟平扫CT图像,比较其与增强CT和实际平扫CT图像的差异。方法 纳入50例于同次检查中接受平扫及增强CT扫描患者,记录其容积CT剂量指数（CTDIvol）。以40例CT数据为训练集,输入增强CT图像后,以对应的平扫CT图像作为输出,用于训练U-Net神经网络;以其余10例数据作为测试集,通过训练完成的U-Net生成虚拟平扫CT图像。比较虚拟平扫CT与实际平扫及增强CT的图像及参数差异。结果 50例平扫CT平均CTDIvol为（11.67±0.51） mGy,增强CT平均CTDIvol为（13.46±0.76） mGy;采用虚拟平扫CT图像可使平均辐射剂量减少46.44%。增强与平扫CT图像的平均绝对偏差（MAE）为（32.28±2.64） HU,结构相似度（SSIM）为0.82±0.05;虚拟平扫CT与平扫CT图像的MAE为（6.72±1.31） HU,SSIM为0.98±0.02。虚拟平扫CT与平扫CT图像所示主要组织的CT值差异均无统计学意义（P均>0.05）。结论 针对增强CT基于U-Net神经网络生成的虚拟平扫CT图像与实际平扫CT图像的一致性较好,可由此减少CT扫描次数、降低辐射剂量。