头颈部肿瘤放疗单模板自动轮廓勾画软件的应用

目的探讨单模板自动轮廓勾画软件(atlas-based auto segmentation,ABAS)在头颈部肿瘤调强放疗(intensity modulated radiation therapy,IMRT)计划中器官轮廓勾画的准确性及其相关因素。方法选取中山大学肿瘤防治中心2013-06-01-2013-12-31收治的50例头颈部肿瘤患者资料进行回顾性分析,将1例体征参数接近中位平均值的患者CT平扫图像〔已完成14种危及器官(organs at risk,OARs)轮廓手动勾画并经临床确认〕导入ABAS软件作为通用模板,对软件自动生成与临床确认的器官轮廓计算形状相似性指数(dice similarity coefficient,DSC),并统计相应勾画时间。依照患者体征(身高、体质量、头径、颈径和体表面积)对各器官DSC值进行等间距分组,采用SPSS 17.0进行单因素方差分析。对体征差异过大的患者分别基于通用模板和个体化模板进行自动勾画并通过配对样本t检验比较两者差异性。结果采用通用模板的大体积组和小体积组DSC均值分别为0.84±0.08和0.03±0.03,差异有统计学意义,t=27.806,P<0.001;中体积组DSC值为0.80±0.12,与小体积组相比差异有统计学意义,t=22.848,P<0.001。单因素方差分析结果证实,颞叶DSC值与患者头径体征存在相关性(颞叶-L:F=4.245,P=0.006,颞叶-R:F=4.264,P=0.006),差异有统计学意义;腮腺DSC值与患者头径体征亦存在相关性(腮腺-L:F=2.934,P=0.043,腮腺-R:F=3.163,P=0.034),差异有统计学意义。体征参数差异大患者分别采用通用模板和个体化模板进行自动勾画的脑干DSC值分别为0.75±0.08和0.82±0.06,差异有统计学意义,P=0.045。双侧颞叶DSC值分别为0.75±0.09、0.74±0.08和0.83±0.06、0.84±0.05,差异有统计学意义(颞叶-L:P=0.018,颞叶-R:P=0.041)。双侧腮腺DSC值分别为0.74±0.04、0.78±0.04和0.84±0.05、0.86±0.06,差异有统计学意义(腮腺-L:P=0.001,腮腺-R:P=0.001)。双侧内耳DSC值分别为0.67±0.11、0.66±0.12和0.77±0.09、0.79±0.13,差异有统计学意义(内耳-L:P=0.019,内耳-R:P=0.029)。单例患者ABAS软件用时约4~5 min,医生手动修改约为10~25 min,纯粹手动勾画约90~150min。结论基于通用模板的ABAS软件对头颈部多数OARs自动勾画结果较好,但对于特异性体征患者建议设计个体化模板以提高自动勾画准确性。小体积器官推荐临床医生手动勾画。临床应用单模版ABAS可以明显节约医生正常组织勾画时间,提高工作效率。     

鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型建立与验证

目的 运用医学数据分析方法,建立鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量预测模型并评估其准确性。方法 从鼻咽癌治疗数据库中选取50例相同射野角度的IMRT计划,获取腮腺DVH。自编软件计算腮腺中每个体素点到靶区边缘距离,统计并生成DTH。对DVH和DTH 数据进行主成分分析,并以DVH主成分为因变量,以DTH主成分、腮腺体积和靶区体积为自变量进行多元非线性回归,构建DVH预测模型。选取另外10例鼻咽癌IMRT患者,利用模型对腮腺剂量进行预测,并与原有IMRT计划设计的DVH进行比较以验证预测模型的可靠性和准确性。结果 DTH和DVH数据97%以上信息可以通过2、3个主成分进行表示。构建的腮腺DVH模型平均拟合误差为(0±3.5)%。10例验证病例显示腮腺预测DVH曲线形状与原TPS计划结果高度一致,平均偏差(-0.7±4.4)%,模型预测的准确性高达95%。结论 该模型能有效预测鼻咽癌IMRT计划腮腺剂量分布,可作为评估和验证治疗计划腮腺受量的质量保证工具。     

图像引导放疗锥束CT与计划CT不同配准方法精度研究

目的 验证CBCT图像引导系统骨性和灰度配准算法的精度和适用范围,为临床提供参考依据。方法 使用仿真人头颈和胸腹体模,模拟三维方向摆位偏移并在完成每次摆位时获取CBCT图像。用IGRT系统的骨性和灰度配准方法分别配准计划CT图像与各次摆位CBCT图像,得到体模在x、y、z方向偏移量。分析两种配准方法的精度和重复性,并行配对t检验。结果 头颈体模骨性和灰度配准在x、y、z轴向的误差分别为(－0.65±0.22) mm和(－0.70±0.17) mm (P=0.00)、(1.02±0.27) mm和(0.90±0.20) mm (P=0.00)、(1.46±0.53) mm和(1.47±0.47) mm (P=0.54);胸腹体模的分别为(0.82±0.33) mm和(0.79±0.18) mm (P=0.03)、(2.45±1.17) mm和(1.61±0.84) mm (P=0.00)、(1.44±3.25) mm和(0.19±1.11) mm (P=0.00)。结论 灰度配准精度和稳定性高于骨性配准,头颈部配准精度稍优于胸腹部,临床使用时应分别进行测试并根据治疗精度要求选择合适方法并修正误差。     

新型金属氧化物半导体场效应晶体管探测器在放疗剂量监控中的应用

目的探索和评估自行开发研制的新型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)探测器在体实时剂量测量中的应用特性。方法分别使用医科达加速器8、15MV光子线,以及6、8、12、18 MeV电子束刻度MOSFET探测器。根据探测器灵敏度随能量变化情况评估MOSFET探测器能量依赖性。使用8MV光子线在0～50 Gy范围内观察MOSFET探测器读数随累积剂量变化的线性情况,确定MOSFET探测器剂量测量的线性区间。将MOSFET探测器固定在圆柱形PMMA体模中央,顺时针每15°检测探测器信号响应,判断MOSFET探测器方向性。对1例乳腺癌放疗患者应用MOSFET探测器进行了全程剂量监测。在使用NE-2571指形电离室对该患者放疗计划剂量计算进行物理验证后,分别于首次治疗、每周1次治疗及最后1次治疗中应用MOSFET探测器测量患者体表吸收剂量,并将测量结果与该处计划剂量进行比较,确定乳腺癌三维放疗的总体剂量偏差。结果对8、15 MV光子线和6～18MeV电子束测量结果显示,MOSFET探测器灵敏度随能量变化的幅度＜2．5%。这表明MOSFET探测器对中高能射线具有较好的能量响应。在6 V门控电压状态下,MOSFET探测器在0～50 Gy的剂量范围内保持了较好的剂量线性,最大偏差＜3．0%。在每次测量前和测量后分别刻度MOSFET探测器并取其平均值可使其剂量线性误差控制在1%以内。该MOSFET探测器信号响应在270～90°之间呈现出各向同性,读数偏差＜1．5%。但在探测器背面(135～225°之间)的信号响应明显变小,背面与正面的读数偏差最大可达10．0%。应用于患者实时剂量监测的结果显示,实际测量剂量与计划剂量相比平均偏差2．8%,最大偏差＜5．0%,符合AAPM 13号报告对体外放疗剂量总不确定度的质量控制标准。结论该MOSFEYT探测器体积小,操作简单,对中高能辐射具有较好的能量响应和剂量线性,为治疗计划剂量验证和人体吸收剂量测量提供了一种较好的剂量工具。     

CT模拟机的质量控制和质量保证检验

虚拟模拟定位过程涉及放射诊断影像、放射治疗计划设计和放射治疗定位等技术.文章主要论述了放射治疗虚拟定位对CT模拟机质量保证工作中影像质量检验和定位精度检验的要求与方法.     

早期结外鼻腔NK/T细胞淋巴瘤固定野调强和旋转调强放疗的剂量学比较

目的 探讨早期结外鼻腔NK/T细胞淋巴瘤固定野调强和旋转调强放疗的剂量学和执行效率差异。 方法 选取10例I_E ~Ⅱ_E期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤患者,分别设计共面5野（5F）、共面9野（9F）、非共面5野（5F-N）和旋转调强（RapidArc）方案,以5F计划为参照,9F、5F-N和RapidArc计划分别与其就靶区适形度指数（CI）、均匀性指数（HI）和危及器官的受照剂量进行比较,同时比较各计划剂量验证通过率、出束跳数和治疗时间。 结果 CI值9F（0.478±0.181）、5F-N（0.465±0.121）、RapidArc（0.518±0.111）与5F（0.419±0.159）计划相比,差异无统计学意义;HI值9F（0.111±0.027）、RapidArc（0.112±0.031）显著低于5F计划的（0.136±0.038）（t=3.11、3.04,P<0.05）。9F计划晶状体D_max显著高于5F计划（健侧t=2.82,P<0.05;患侧t=3.25,P<0.05）。5F-N计划视神经D_max显著低于5F计划（健侧t=4.27,P<0.05;患侧t=2.82,P<0.05）。RapidArc计划健侧晶状体（t=3.25,P<0.05）、眼球（t=3.25,P<0.05）和视神经（t=2.57,P<0.05）D_max显著低于5F计划。此外,RapidArc计划视交叉D_max显著低于5F计划（t=7.62,P<0.05）。各计划执行效率为RapidArc >5F >5F-N >9F。结论 在剂量学和计划执行效率方面,RapidArc较共面固定野5野调强更具优势,推荐作为早期结外鼻腔NK/T细胞淋巴瘤调强放疗布野模式首选。     

鼻咽癌后装腔内放疗个体化施源器剂量学分析

目的:评估热塑面罩固定鼻咽个体化施源器剂量的准确性及其应用价值.方法:选择10例后装放疗患者,分别制作鼻咽个体化施源器并使用面罩固定.每次治疗前均行CT扫描,并在计划系统中重建出施源器位置,获取铱源驻留位点坐标,通过与计划CT比较,计算出施源器位移偏差,进而评估后装治疗剂量的准确性.结果:非面罩固定最远端源驻留位点(P1)平均偏差在X、Y、Z三个方向为(1.62士0.24)、(2.32士0.22)和(2.50士0.28)mm,近端(P5)为(1.13±0.11)、(1.22±0.20)和(1.80±0.15)mm.经面罩固定后个体化施源器最远端源驻留位点(P1)平均位移则分别为(0.82±0.06)、(0.70±0.07)和(0.94±0.08) mm,近端(P5)为(0.70士0.02)、(0.46土0.01)和(0.60土0.03)mm.面罩固定施源器位移偏差导致的感兴趣点(源旁2 cm)剂量误差＜1.2％.结论:使用热塑面罩固定个体化施源器剂量准确,适合鼻咽癌腔内后装治疗.     

影响鼻咽癌放疗定位精确度因素分析

[目的]探讨影响鼻咽癌(NPC)放疗精确度的因素.[方法]两组技师每组12人,分别操纵西门子和飞利浦的模拟定位机和直线加速器,每人独立完成1例NPC病人的面膜固定,模拟定位,拍定位片.然后在模拟机下重复摆位及拍片,再到直线加速器上摆位及拍射野验证片.观察重复摆位时激光十字线与摆位标记点的重合情况,以及按解剖骨性标记定位片分别与验证片和重拍的模拟片的误差情况.[结果]①重复摆位时激光十字线与面膜上的摆位标记点模拟机下重复得较好,而治疗机下较差.②骨性标记误差范围在0～6mm之间,两组骨性标志误差在模拟机之间或者治疗机之间的比较总体没有差异(P＞0.05);而在模拟机和治疗机之间的比较却有统计学的差异(P＜0.05).[结论]重复摆位体表标记重合较好时骨性标记也可能存在较大的误差,从模拟机到治疗机之间摆位误差较大,而在模拟机之间的重复摆位误差较小.     

VMAT应用于弥漫性头皮癌放疗的方法研究

放疗是弥漫性头皮癌的主要治疗手段^[1],但因其靶区位置表浅、包绕脑并紧邻视路,计划设计困难^[2]。电子线和光子线混合照射虽有助于减低脑受量,但靶区覆盖较差^[3-4]。虽然IMRT可改善剂量分布,但可能导致OAR受量高^[5-6];而VMAT在获得良好剂量分布同时还缩短了治疗时间^[7]。因此笔者通过与常规3DCRT和IMRT对比,探讨VMAT应用于头皮癌放疗的可行性。     

放疗定位机的常规检测项目及方法

本文介绍放疗模拟定位机质控常规检测项目及方法.供放疗中心对本中心使用的设备进行定期检验和校正时参考,并制定适合本单位实际情况的QA和QC检验规范和指标,以保证放射治疗定位的精度.