形变配准算法在宫颈癌后装治疗分次间总剂量评估中的应用

目的:量化分析后装治疗中,使用不同累积剂量计算方法导致的总剂量评估差异。方法:使用混合形变配准算法,对32例已完成后装插植治疗的宫颈癌患者共计进行108次形变配准,并计算每个患者的形变总剂量。根据膀胱和直肠的体积控制情况将32例患者分为体积控制组（18例）和体积未控制组（14例）,计算比较组间累积剂量体积参数（D0.1 cc、D1 cc、D2 cc）和相似度系数（DSC）,并与GEC-ESTRO推荐的分次间剂量累加方法相比较。结果:DSC随形变图像相对体积比值的增大而变差。体积控制组中,GEC-ESTRO推荐方法和形变累积剂量差异（DDIR/DGEC）较小。对于膀胱,体积控制组D2 cc的DDIR/DGEC最大值为1.05,低于未控组1.07;DDIR/DGEC最小值为0.91,高于未控组0.80。提示在使用形变剂量评估过程中,形变剂量值可能比GEC-ESTRO推荐的剂量计算方法偏高5%~7%或偏低9%~20%,偏高和偏低的原因主要为参与形变的体积差异导致剂量网格缩放。而D0.1 cc、D1 cc的DDIR/DGEC更接近1。对于直肠,控制组没有观察到DDIR/DGEC偏高的情况,D2 cc的DDIR/DGEC最大值为0.99,低于未控组1.06;最小值为0.80,低于未控组0.85,但未控制组平均偏高6%。而直肠的D0.1 cc、D1 cc、D2 cc的累积剂量比值都较接近,并且差异不如膀胱显著。结论:在后装治疗中,形变体积可以影响到形变累积剂量的计算结果,合理控制形变轮廓的体积不仅有助于提高形变的准确性,而且形变总剂量评估结果更稳定,建议在后装治疗过程中重视对膀胱和直肠的体积控制。     

某处理厂赤泥及赤泥水泥放射性水平调查

目的 调查山东某赤泥处理厂赤泥及赤泥水泥的放射性水平。方法 用GH102A X-γ剂量率仪测量γ外照射剂量率,用HPGe低本底γ谱仪测量水泥及其原料的放射性比活度。结果 赤泥堆坝顶部截面γ外照射剂量率平均值为0.15μGy·h^-1,压滤车间的γ外照射剂量率平均值为0.12μGy·h^-1,办公室的γ外照射剂量率平均值为0.08μGy·h^-1。用赤泥作为熟料原料的A水泥厂的P.O42.5水泥内、外照射指数分别为I_Ra=0.38和I_r=0.47,P.C32.5水泥的内、外照射指数分别为I_Ra=0.27和I_r=0.37。结论 工人所受的外照射剂量率接近本底水平;A水泥厂的P.O42.5水泥、P.C32.5水泥的内外照射指数均符合国家标准,适量赤泥作为水泥原材料对水泥的放射性水平影响不大。     

左侧乳腺癌术后放疗无均整器模式剂量学优势分析

目的:比较左侧乳腺癌全切术后无均整器（FFF）与均整器（FF）模式下容积旋转调强放疗（VMAT）计划剂量学特点，分析无均整器模式下剂量学优势。方法:随机选取2019~2020年左侧乳腺癌全切术后的患者10例，分别用两种模式对同一患者的计划靶区（PTV）给予相同的处方剂量50 Gy，在RayStation计划系统上设计FFF和FF的VMAT计划，在满足临床要求的情况下，比较两组剂量学特点、机器总跳数、出束总时间。结果:FFF模式靶区PTV的D98%低于FF模式（P=0.007），D95%、D2%、CI、HI两者比较差异均无统计学意义（P>0.05）；FFF模式在患侧肺、全肺、心脏、脊髓以及冠状动脉前降支保护上明显优于FF模式（P<0.05），患侧肺平均剂量同比降低9.59%，心脏平均剂量降低12.20%；在健侧肺、臂丛以及正常组织的保护上两者比较差异无统计学意义（P>0.05）；FFF模式的机器总跳数相对于FF模式增加1.30倍，出束总时间缩短至FF模式的87.15%。结论:在两组治疗计划均能满足临床治疗要求的前提下，FFF模式可显著减少患者危及器官以及正常组织的受照剂量，虽然机器总跳数增加，但患者的治疗时间反而下降。因此可知FFF模式优于FF模式的治疗效率。     

宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

直肠癌术后固定剂量率容积调强放射治疗的初步研究

目的 初步探讨固定剂量率容积调强在直肠癌术后盆腔放射治疗中的可行性。方法 选取10例直肠癌放疗患者,利用RayStation计划系统为每例患者制定可变剂量率容积调强(VDR-VMAT)、固定剂量率容积调强(CDR-VMAT)和5野静态调强(5F-sIMRT)计划。运用剂量体积直方图评估三种计划的靶区、危及器官和正常组织剂量学参数,评估机器总跳数(MU)和计划执行时间。结果 靶区剂量方面,三种计划的靶区D2%、D_mean、D98%、HI和CI在总体上均有差异(P＜0.001)。CDR-VMAT与VDR-VMAT相比较,D2%、D_mean、D98%、HI、CI差异均无统计学意义;CDR-VMAT与5F-sIMRT相比较,D2%减小1.55 Gy(P=0.005)、D_mean减小0.99 Gy(P=0.005)、D98%增大0.60 Gy(P=0.03)、HI值减小(P=0.008)、CI值增大(P=0.008)。危及器官方面,三种计划的膀胱D_mean、V₄₅、V₄₀,小肠D_mean、D_max、V₄₅,左右股骨头D_mean在总体上均有差异(P＜0.05);小肠V₄₀、V₃₅,左右股骨头V₄₅、V₄₀在总体上均无差异(P＞0.05)。CDR-VMAT与VDR-VMAT相比较,膀胱、小肠、左右股骨头的各剂量学参数差异无统计学意义;CDR-VMAT与5F-sIMRT相比较,膀胱D_mean减小3.05 Gy(P=0.005)、V₄₀减小0.88%(P=0.042),小肠D_mean减小1.75 Gy(P=0.002)、D_max减小1.70 Gy(P＜0.001),左、右股骨头D_mean减小(P=0.008,0.042)。正常组织低剂量受照体积方面,三种计划的正常组织受照低剂量体积除V₁₀(P=0.497)之外,V₅、V₁₅、V₂₀、V₂₅和V₃₀在总体上均有差异(P＜0.001)。CDR-VMAT与VDR-VMAT相比,V₅、V₁₀、V₁₅、V₂₀、V₂₅和V₃₀差异无统计学意义;与5F-sIMRT相比,CDR-VMAT的V₅减小1.18%(P=0.005)、V₁₅减小0.61%(P=0.022)、V₃₀减小0.80%(P=0.022),V₁₀、V₂₀和V₂₅差异无统计学意义。CDR-VMAT计划的MU为(668.51±45.92),比VDR-VMAT(574.13±50.20)增加16.44%,比5F-sIMRT(537.19±37.34)增加24.45%;CDR-VMAT计划执行时间(3.34±0.22)min是VDR-VMAT(1.76±0.04)min的近两倍,比5F-sIMRT(4~6)min稍短。结论 CDR-VMAT可形成与VDR-VMAT一样高质量的计划,较5F-sIMRT有更优的靶区覆盖率、危及器官保护和正常组织低剂量受照体积。但CDR-VMAT计划的MU比VDR-VMAT和5F-sIMRT增多;执行时间比VDR-VMAT长,比5F-sIMRT稍短。CDR-VMAT初始成本较低,有望为不具备可变剂量率的直线加速器提供额外的旋转放疗的选择。     

剂量网格分辨率大小对非小细胞肺癌立体定向放射治疗的剂量学影响

目的:定量分析剂量网格分辨率的大小对非小细胞肺癌（NSCLC）立体定向放射治疗（SBRT）计划剂量分布的影响,指导临床选用合适的剂量网格分辨率用于肺癌SBRT计划设计。 方法:选取10例NSCLC患者,采用容积旋转调强技术,使用0.20 cm的剂量网格分辨率设计SBRT计划,将治疗计划结果再分别用0.40、0.30、0.25、0.15、0.10 cm 的剂量网格分辨率计算最终剂量。比较6种不同剂量网格分辨率下的计划靶区（PTV）:D2%、Dmean、D98%、均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）和危及器官:全肺、胸壁、食管、心脏、脊髓、主动脉、气管树等的相关剂量学参数的差异。 结果:与0.20 cm剂量网格分辨率组计划相比较,0.40、0.30、0.25、0.15、0.10 cm剂量网格分辨率计算得到的计划的靶区D2%、Dmean、CI均具有统计学意义（P<0.05）;HI除0.15 cm剂量网格分辨率组以外,均具有统计学意义（P<0.05）。在危及器官受照剂量方面,与0.20 cm剂量网格分辨率组计划相比较,大于0.20 cm（0.40、0.30、0.25 cm）组计划全肺、胸壁、食管、心脏、脊髓、主动脉、气管树等的相关剂量学参数差异均有统计学意义（P<0.05）;小于0.20 cm（0.15、0.10 cm）组计划除全肺[V10]、[V20]、[V12.5]和[V13.5]有影响以外（P<0.05）,胸壁、食管、心脏、脊髓、主动脉、气管树等的相关剂量学参数差异较小（P>0.05）。 结论:剂量网格分辨率的大小会影响剂量计算的准确性,在NSCLC患者SBRT计划设计时,建议使用0.20 cm或更小的剂量网格分辨率。     

基于全卷积网络U-Net宫颈癌近距离治疗三维剂量分布预测研究

目的:基于全卷积网络U-Net预测宫颈癌近距离治疗(BT)感兴趣区(ROI)三维剂量分布,并评估其预测精度。方法:首先选取100例宫颈癌腔内结合组织间插植病例作为整个研究数据集,并将其划分为训练集(72例)、验证集(8例)、测试集(20例);然后利用U-Net建立模型,将是否包含宫腔管及插针作为区分因素训练两个模型;最...     

基于蒙特卡洛方法对小野数据测量比较研究

目的 采用临床上常见的探测器对小野的相对剂量曲线进行测量并和蒙特卡洛方法模拟计算结果进行比较,得出比较准确的测量方法,并对误差较大的探测器进行修正。方法 采用探测器CC13、PFD、SFD联合蓝水箱的使用,对美国瓦立安公司的Trilogy直线加速器的6 MV X射线下的2 cm×2 cm,3 cm×3 cm,4 cm×4 cm的百分深度剂量曲线和平坦度对称性曲线进行数据采集,测量结果与当前的金标准即蒙特卡洛方法模拟计算的结果进行比较,得出适合小野相对剂量数据测量的方法,并给出误差较大的探测器的修正因子,为临床上提供参考数据。结果 SFD探测器与蒙卡模拟计算的结果最接近。CC13、PFD测量误差较大。CC13、PFD的测量结果中半影区内的修正因子最大可达到1.499,小的可以达到0.664。结论 SFD较CC13、PFD更适合小野相对数据的测量,CC13、PFD可以通过相应的修正为临床提供参考数据。     

宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

OSL剂量片剂量与荧光计数关系测量和分析

目的 基于OSL原理,测量和分析在激发光下剂量片中沉积的剂量与激发出来的荧光光子数目的关系,为以后相关科研提供一个可靠的依据。方法 使用一个1.48 GBq（40 mCi）-⁹⁰Sr/⁹⁰Y β源对α-Al₂O₃：C剂量片进行不同时间的辐照,再用设计好的激发光装置将沉积在α-Al₂O₃：C剂量片的信号进行光激发,通过光电倍增管对荧光光子进行收集,最后通过单光子计数器输出计数。结果 通过上面的实验方法得到了剂量片上沉积剂量与荧光光子数的关系,通过线性拟合后可以得到线性关系。结论 从结果上可以看出剂量片上的本底剂量与其产生的荧光光子数存在线性关系,同时沉积剂量与荧光光子数也呈线性关系。