左侧乳腺癌患者根治术后靶区分割式计划和常规调强计划的剂量学比较研究

目的 比较左侧乳腺癌患者根治术后靶区分割式放射治疗计划（target segmented plan,TSP）、与TSP优化参数相同但未分割靶区计划（Non-TSP）与常规8野调强计划（8fields IMRT,8F-IMRT）的剂量学差异。方法 选择2017年6月至2018年11月于武汉大学人民医院放疗科收治的30例左侧乳腺癌根治术后患者资料,所有胸壁靶区两侧后界连线切肺最大深度均>2 cm。将连线切肺最大深度按照<3 cm、3~4 cm、>4 cm分组。所有患者均采用美国Varian Eclipse治疗计划系统设计3种（TSP、Non-TSP和8F-IMRT）治疗计划,然后对比分析3种方式计划的剂量学参数差异。结果 所有患者的治疗计划都达到了处方剂量要求。TSP的D_98%明显低于Non-TSP和8F-IMRT （Z=-3.294,-3.266,P<0.05）;3种计划的均匀指数（HI）和适形指数（CI）比较,差异均无统计学意义（P>0.05）;Non-TSP的加速器治疗的跳数（monitor unit,MU）明显高于TSP和8F-IMRT （Z=-3.04,-2.669,P<0.05）。TSP的D_mean高于8F-IMRT （Z=-3.181,P<0.05）。对于危及器官（Organs at risk,OARs）,TSP较Non-TSP和8F-IMRT计划明显降低了所有患者患侧肺和心脏的V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、V_{20 Gy}和D_mean（肺：V_{5 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{10 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{20 Gy}：Z=-3.408、-3.124,D_mean：Z=-3.408、-3.408,P<0.05;心脏：V_{5 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{10 Gy}：Z=-3.408、-3.408,V_{20 Gy}：Z=-2.499、-3.067,D_mean：Z=-3.408、-3.408,P<0.05）。Non-TSP健侧乳腺的D_mean明显高于TSP和8F-IMRT （Z=-2.954、-2.215,P<0.05）,但D_max的比较差异无统计学意义（P>0.05）。3种计划的脊髓D_max差异无统计学意义（P>0.05）;8F-IMRT肱骨头D_mean明显高于TSP和Non-TSP （Z=-3.01、-2.442,P<0.05）。分组的患侧肺V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、V_{20 Gy}和心脏的V_{5 Gy}、V_{10 Gy}、D_mean的Non-TSP和8F-IMRT计划与TSP的幅度差均值均满足D （N-T,A）< D （N-T,B）< D （N-T,C）和D （8F-T,A）< D （8F-T,B）< D （8F-T,C）。结论 TSP能在保持原有靶区剂量充分的同时,在不增加高剂量照射体积的前提下,有效地减小左侧乳腺癌患者根治术后放疗患侧肺和心脏的低剂量区照射体积;随着靶区后界连线切肺最大深度的增加,TSP对患侧肺和心脏的低剂量保护优势愈明显。     

头颈部肿瘤VMAT治疗中靶区及腮腺的体积和剂量变化研究

目的:探讨头颈部肿瘤患者在容积旋转调强放疗（volume modulated radiation therapy,VMAT）期间的解剖结构体积改变及剂量学变化。方法:选取8例头颈部鳞癌患者（口咽癌7例,喉癌1例）,利用每日锥形束CT（CBCT）分析患者的靶区及腮腺体积随放疗时间的变化规律,并在放疗第10次和第22次再次进行定位CT扫描及计划设计,比较原计划与2次二程放疗计划中靶区、危及器官的剂量学变化。结果:所有患者的靶区及双侧腮腺体积随放疗的进行均呈缩小趋势,且双侧腮腺缩小较为明显。至放疗结束时,GTV和CTV体积退缩比率分别为 15.91%、11.58%;左右腮腺的退缩比率分别为29.72%、26.97%,P均<0.05。在2次二程放疗计划中靶区的D2、D98与脊髓、脑干的D1和原计划相比较差异均无统计学意义(P>0.05),但左右腮腺照射剂量与放疗前相比均有所减少,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:头颈部肿瘤患者在VMAT期间靶区和腮腺体积均会显著缩小,放疗中期有必要设计二程放疗计划。采用离线自适应性放疗技术可提高靶区照射的准确性并在一定程度上降低腮腺的受照剂量。     

基于日志文件的三维独立剂量验证系统在IMRT质控中的可行性研究

目的 评估一种基于日志文件的三维独立剂量验证系统用于临床放疗质控的可行性。方法 以三维水箱测量数据为基准,比较分析Mobius三维独立剂量验证系统计算的百分深度剂量、离轴曲线和输出因子与测量数据的一致性;并对17例鼻咽癌患者进行临床放疗计划的三维独立剂量验证和治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证,检测Mobius的剂量计算精度和剂量重建精度,同时也对每个病人分次间治疗的γ通过率(3%/3 mm)进行了统计分析,用以检测分次间治疗的稳定性。结果 Mobius重新计算的百分深度剂量、离轴曲线、输出因子与三维水箱测量的数据具有较好的一致性;17例鼻咽癌患者临床放疗计划的靶区以及危及器官的DVH参数对比结果如下:治疗计划的三维独立剂量验证结果中最大偏差为-2.16%,治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证结果中最大偏差为0.18 Gy。17例鼻咽癌整体平均通过率为99.26%,分次间治疗的最大偏差为0.5%。结论 Mobius的独立计算功能和剂量重建功能具有类似计划系统的精度,可快速进行临床放疗计划的三维独立剂量验证和治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证。从而为临床治疗提供安全、可靠的技术保障。     

电子射野影像装置位置误差对容积旋转调强放疗三维剂量验证的影响

目的 探讨电子射野影像装置（EPID）位置误差对容积旋转调强放疗（VMAT）三维剂量验证的影响。方法 5枚Suremark SL-20铅点固定于Elekta托盘上,通过采集机架在0~360°旋转中EPID图像,分析各角度下EPID相对于加速器机头的位置偏移,根据该偏移对进行三维剂量重建的EPID图像进行位置误差修正,分析EPID运动误差对剂量重建的影响。分别对16例鼻咽癌患者的VMAT计划的双弧、顺时针弧（弧1）、逆时针弧（弧2）的重建剂量与计划剂量做γ分析,并对修正前后的γ分析结果进行分析。结果 相对于0°,源到探测器距离（SID）在180°时误差最大,为1.20 cm。考虑SID变化后计算的EPID上下（y）方向误差最大为2.28 mm（等中心层面）,左右（x）方向误差在±0.5 mm以内。对16例鼻咽癌双弧VMAT治疗计划进行治疗前三维剂量验证,EPID y方向位置误差修正后3D γ通过率明显提高,5%/3 mm标准下的γ通过率提高分别为双弧（4.12±1.67）%（t=-9.86,P<0.05）,弧1（3.47±1.64）%（t=-8.46,P<0.05）,弧2（5.08±1.30）%（t=-15.63,P<0.05）;3%/3 mm标准下,γ通过率提高分别为双弧（7.63±2.24）%（t=-13.63,P<0.05）,弧1（6.03±2.07）%（t=-11.66,P<0.05）,弧2（9.17±2.23）%（t=-16.41,P<0.05）。y方向修正后,再进行x方向修正,5%/3 mm和3%/3 mm γ通过率的平均值分别提高0.23%和0.24%。结论 EPID沿加速器机架到治疗床方向运动误差明显,对三维剂量重建影响较大。在基于EPID的剂量重建中,应对其进行修正,以重建较准确的患者三维剂量分布。     

直线加速器二级准直器在全段食管癌术后调强计划中的应用

目的:探讨全段食管癌术后放疗患者调强计划中限制二级准直器位置对靶区和危及器官受照剂量的影响。方法:选择13例全段食管癌术后放疗患者,设计两种逆向调强放疗（IMRT）计划。第一种是二级准直器限制位置的IMRT（Jaw Fixed-IMRT,F-IMRT）:以心脏上下界为界,F-IMRT计划的靶区分为上、中、下三个分区,通过固定二级准直器来实现,三个分区分别设计射野数量及角度,两两分区之间二级准直器头脚方向重叠(overlap,OL)的距离定为0、1、2、3、4 cm,共生成5个F-IMRT计划（命名为F-IMRT-OL0.1.2.3.4）;第二种是常规IMRT(conventional-IMRT,C-IMRT):患者靶区为一个整体,不限制二级准直器,射野设置为9野共面均分。两种计划靶区及危及器官优化参数相同,对比分析两种计划的剂量学差异及加速器跳数（MU）。结果:F-IMRT计划中,二级准直器需要重叠以保证靶区足量,但随重叠距离增加危及器官受量呈递增趋势,本研究中F-IMRT-OL1为最优计划。F-IMRT-OL1与C-IMRT计划的适形指数（CI）和均匀性指数（HI）差异无统计学差异（P＞0.05）;F-IMRT-OL1肺的V5 Gy、V10 Gy、V20 Gy及Dmean低于C-IMRT,具有统计学差异（P＜0.05）,而对于肺的高剂量体积V30 Gy,无明显差异（P＞0.05）;F-IMRT-OL1计划心脏的V30 Gy和V40 Gy及Dmean均低于C-IMRT,具有统计学差异（P＜0.05）;F-IMRT-OL1肝脏、肾脏的Dmean低于C-IMRT（P＜0.05）;两种计划的脊髓和MU无明显差异（P＞0.05）。结论:对于全段食管癌术后患者的调强放疗计划设计, F-IMRT-OL1计划能在保持靶区剂量充分和剂量均匀性的同时,可以有效地减小肺和心脏剂量的照射体积及平均剂量。     

放射治疗计划系统独立剂量验证的发展

调强放疗技术在实现精确治疗的同时,也使临床治疗前的剂量验证变得更复杂。目前被广泛采用的实验测量的方法尽管较为准确有效,但同时也存在耗时耗力的缺点。而独立的剂量算法（深度剂量-离轴比、Clarkson积分、卷积、蒙特卡罗）验证在保证一定精度的条件下可以部分解决这些问题。这给临床工作者节省了大量的时间和精力,也成为当今国内外研究的热点和剂量验证的重要发展方向。本综述主要对基于修正和基于模型的独立剂量验证方法进行介绍,并简要论述调强放疗计划剂量验证技术的发展趋势。