乳腺癌术后放疗3种治疗计划的剂量学研究

Objective To investigate the dosimetric characteristics of helical tomotherapy(HT),intensity-modulated radiation therapy(IMRT)and three.dimensional conformal radiation therapy(3D-CRT)for the post-operative breast cancer as well as their comparison in protecting the normal tissues.Methods The CT images of 10 postoperative patients with early stage breast cancer were transferRed into HT and IMRT and 3D- CRT planning system respectively after the target region and normal tissues were drawn out with the same doctor.Each prescribed dose for three kinds of plans was 50 Gy/25 fractions.Inrradiation doses and volume at heart and double lungs as well as conformity index(CI)and homogeneity index(HI)were evaluated.Results The PTV volume of prescribed target dose of 95% and 100%in HT, IMRT and 3D-CRT groups were 99.13%and 95.87%,97.80%and 94.05%,96.37%and 87.29%.respectively.The CI and HI in HT.IMRT and 3D-CRT groups were 0.80±0.10 and 1.09 ±0.03,0.65±0.07 and 1.14±0.02,0.40±0.08 and 1.17±0.04,respectively V5,V10 and V20 of the heart were the lowest at 3D-CRT than HT and lM RT.V5 of the diseased lung was the lowest at 3D-CRT compared to HT and IMRT.V5 and V10 of the healthy lung were the lowest at 3 D-CRT compared to other groups.Conclusions Compared with IMRT and 3D-CRT.HT technique in treating breast cancer had the best conformity index and homogeneity index as well as steeper dose gradient.Irradiated doses and volume at the heart was the lowest at 3D- CRT and the highest at IMRT.Irradiated doses and volume of the heart and healthy lung as well as the diseased lung were the lowest at 3D-CRT compared to HT and IMRT groups.     

乳腺癌术后放疗3种治疗计划的剂量学研究

Objective To investigate the dosimetric characteristics of helical tomotherapy(HT),intensity-modulated radiation therapy(IMRT)and three.dimensional conformal radiation therapy(3D-CRT)for the post-operative breast cancer as well as their comparison in protecting the normal tissues.Methods The CT images of 10 postoperative patients with early stage breast cancer were transferRed into HT and IMRT and 3D- CRT planning system respectively after the target region and normal tissues were drawn out with the same doctor.Each prescribed dose for three kinds of plans was 50 Gy/25 fractions.Inrradiation doses and volume at heart and double lungs as well as conformity index(CI)and homogeneity index(HI)were evaluated.Results The PTV volume of prescribed target dose of 95% and 100%in HT, IMRT and 3D-CRT groups were 99.13%and 95.87%,97.80%and 94.05%,96.37%and 87.29%.respectively.The CI and HI in HT.IMRT and 3D-CRT groups were 0.80±0.10 and 1.09 ±0.03,0.65±0.07 and 1.14±0.02,0.40±0.08 and 1.17±0.04,respectively V5,V10 and V20 of the heart were the lowest at 3D-CRT than HT and lM RT.V5 of the diseased lung was the lowest at 3D-CRT compared to HT and IMRT.V5 and V10 of the healthy lung were the lowest at 3 D-CRT compared to other groups.Conclusions Compared with IMRT and 3D-CRT.HT technique in treating breast cancer had the best conformity index and homogeneity index as well as steeper dose gradient.Irradiated doses and volume at the heart was the lowest at 3D- CRT and the highest at IMRT.Irradiated doses and volume of the heart and healthy lung as well as the diseased lung were the lowest at 3D-CRT compared to HT and IMRT groups.     

乳腺癌保乳术后部分乳腺三种放疗计划的剂量学比较

目的 比较容积弧形调强（VMAT）、固定野动态调强（IMRT）及三维适形放疗（3D-CRT）技术对乳腺癌保乳术后采用部分乳腺放疗的剂量学差异。方法 选取20例临床分期为T_1-2N₀M₀的早期乳腺癌保乳术后患者进行VMAT,并同时设计IMRT及3D-CRT,比较3种计划的剂量学参数,包括剂量-体积直方图（DVH）、靶区剂量适形度、靶区及危及器官的剂量、机器跳数及治疗时间。结果 IMRT及VMAT计划靶区剂量分布优于3D-CRT计划,其中最大剂量,平均剂量及适形指数（CI）组间比较差异具有统计学意义（F=14.86、8.57、18.23,P<0.05）。正常组织受量：VMAT计划在患侧乳腺V₅上优于IMRT及3D-CRT计划（F=5.83,P<0.05）;IMRT在患侧肺V₂₀、V₅及D₅上有优势（F=16.39、3.62、4.81,P<0.05）;在对侧肺的统计中,IMRT计划在最大剂量及D₅上可以得到比VMAT和3D-CRT更低的剂量（F=3.99、3.43,P<0.05）;VMAT、3D-CRT和IMRT计划所需机器跳数值分别为621.0±111.9、707.3±130.9、1161.4±315.6,计划间的差异有统计学意义（F=31.30,P<0.05）。VMAT、3D-CRT和IMRT计划所需治疗时间分别为（1.5±0.2）、（7.0±1.6）、（11.5±1.9）min。结论 IMRT和VMAT计划靶区剂量分布优于3D-CRT计划,而不提高患侧肺剂量。对于部分乳腺癌的放疗,容积弧形调强放疗在降低机器跳数和减少治疗时间方面具有明显优势。     

直肠癌术后三种不同放疗计划的剂量学比较

目的 探讨直肠癌术后螺旋断层放疗(HT)、静态调强放疗(IMRT)及三维适形放疗(3D-CRT)的剂量学特点,为临床选择直肠癌术后放疗方法提供依据.方法 回顾性选取10例Ⅱ、Ⅲ期中低位直肠癌切除术(Dixon手术)后患者,在其CT定位图像上勾画靶区及危及器官,并进行HT、IMRT及3D-CRT计划设计.要求至少95％的PTV达到处方剂量为50 Gy.结果 3种治疗计划均能满足处方剂量要求;除3D-CRT计划外,HT计划与IMRT计划均能较好地满足各危及器官剂量限制要求.HT、IMRT、3D-CRT计划的适形度指数CI分别为0.86、0.82和0.62(F=206.81,P＜0.001),剂量均匀性指数(HI)分别为0.001、0.157和0.205(x2 =15.8,P＜0.001).3D-CRT计划骨盆V50、膀胱V40、小肠V50、股骨头D5明显高于IMRT与HT计划(P＜0.05),而后两者差别无统计学意义.HT计划小肠V15大于IMRT计划与3D-CRT计划(71.1％ vs.63.3％、67.7％),差异无统计学意义.结论 HT、IM RT及3D-CRT3种治疗计划均可满足直肠癌靶区处方剂量要求.HT计划适形度和均匀性最好,其次为IMRT计划,3D-CRT计划最差.HT计划满足所有危及器官的剂量限制,对正常组织的保护略优于IMRT计划.3D-CRT计划简便、实用性强,但对危及器官的保护较差.     

直肠癌术后盆腔不同放疗技术的剂量学研究

目的 比较直肠癌术后盆腔三维适形放疗(3DCRT)、适形调强放疗(IMRT)和简化调强(sIMRT)技术的三维剂量学特点,为直肠癌术后辅助放疗照射方法的优选提供依据。方法 选择Ⅱ～Ⅲ期直肠癌经腹前切除(Dixon手术)术后盆腔放疗的10例患者分别行3DCRT、sIMRT和IMRT3种计划设计,利用剂量体积直方图评价不同照射技术对靶区和正常组织照射剂量和靶区适形指数(CI)及剂量不均匀性指数(HI)。结果 不同放疗技术的剂量学研究:1CI为IMRT＞sIMRT＞3DCRT(t=7.48、9.13,P＜0.05)。23种治疗计划PTV靶区剂量分布的均匀度3DCRT最好,IMRT和sIMRT相似,但两者差异无统计学意义。3对膀胱的保护,IMRT明显优于3DCRT,sIMRT稍低于IMRT;对小肠的保护,sIMRT优于3DCRT,但IMRT并不比sIMRT具有更多优势;对结肠的保护,3种计划差异无统计学意义;对股骨头的保护,IMRT及sIMRT均明显好于3DCRT。IMRT、sIMRT对上述危及器官的保护优势主要体现在高剂量区。43种不同放疗技术的机器子野跳数sIMRT的子野跳数(543.0±69.8)与3DCRT技术(569.7±48.7)相当,但显著低于IMRT计划(770.3±73.1)。结论 在直肠癌术后放疗中sIMRT放疗技术具有最优性价比。     

食道癌调强放疗与三维适形放疗的剂量学对比

目的比较食道癌在调强放疗与三维适形放疗中靶区剂量及正常组织照射量。方法从我院食道癌患者中抽取10例并由同一肿瘤医师在定位图像上勾画靶区及正常组织,在所勾画的靶区上分别作调强计划与三维适形计划,并以PTV95%、GTV95%、CI、HI、脊髓最大剂量以及左右肺V20来作为剂量评估指标,并进行统计学分析。结果统计学分析结果表明,三维适形放疗与调强放疗的各项指标之间的差异均有统计学意义。结论调强放疗在食道癌的治疗中无论是从靶区剂量的调控还是正常组织剂量的约束上都明显优于三维适形放疗,是食道癌放射治疗中的一种有效治疗方案。     

小细胞肺癌三种全脑预防性照射计划的剂量学比较

目的 比较小细胞肺癌(SCLC)全脑预防性照射(PCI)3D-CRT、IMRT、RapidArc 3种计划方式的剂量学差异,为制定最佳PCI放疗方案提供指导。方法 选取10例SCLC患者颅脑CT,分别设计3D-CRT、IMRT及RapidArc 3种放疗计划。根据剂量体积直方图,评价靶区的D_2%、D_98%、V₉₅、V₁₀₀、均匀性指数(HI)、适形性指数(CI)以及危及器官(OAR)受量,比较机器跳数(MU)的差异。 结果 IMRT及RapidArc的靶区剂量学参数(CI、HI、D_2%、D_98%、V₉₅、V₁₀₀)均优于3D-CRT,差异有统计学意义(P<0.05)。IMRT、RapidArc较3D-CRT显著降低左右视神经D_max、左右腮腺D_mean及脑干D_max的受量,差异有统计学意义(P<0.05);相反,3D-CRT能显著减少左右晶状体的D_max和左右眼球的D_max、D_mean受量,差异有统计学意义(P<0.05)。IMRT及RapidArc在靶区和危及器官受量方面无差异。3D-CRT、IMRT和RapidArc计划的平均MU分别为287.8、1388.8和346.6。 结论 IMRT及RapidArc较3D-CRT具有一定的剂量学优势,3D-CRT能减少晶状体及眼球的受量,治疗时间短。     

全中枢神经系统肿瘤放疗技术的剂量学研究

目的 以三维适形放疗技术为参照,探讨中枢神经系统肿瘤简单调强(sIMRT)放疗技术的剂量学特性。方法 选取5名已行全脑全脊髓放疗患者,为每位患者设计3D-CRT计划、3野和5野sIMRT计划。利用剂量分布和剂量体积直方图(DVH),评价不同照射技术的靶区和正常器官的照射剂量、靶区剂量均匀性(HI),通过总的机器跳数(MU)间接比较不同照射技术的治疗时间。结果 3D-CRT在射野衔接处只有处方剂量的70%。计划靶区后缘的正常组织接受的剂量达到处方剂量的140%。3野和5野sIMRT计划的靶区剂量均匀性分别为0.09±0.01和0.08±0.01,优于3D-CRT计划的0.18±0.02 (t=7.80、7.65,P<0.05);心脏V₁₀分别为(8.4±1.9)%和(8.4±2.0)%,低于3D-CRT计划的(36.0±6.0)%(t=13.3、13,0,P<0.05);甲状腺V₂₀分别为(12.4±1.5)%和(12.4±1.6)%,低于3D-CRT计划的(69.4±5.7)%(t=26.3、26.4,P<0.05);喉V₂₀分别为(17.2±1.2)%和(17.9±1.5)%,低于3D-CRT计划的(89.4±7.0)%(t=25.5、26.5,P<0.05);靶区后缘正常组织V₃₀分别为(4.4±1.4)%,(4.9±1.9)%,低于3D-CRT计划的(31.9±6.1)%(t=8.5、10.1,P<0.05);平均机器跳数(MU)分别为1100±106和1160±129,高于3D-CRT计划的640±78。结论 3野和5野sIMRT计划在剂量分布、危及器官(OAR)保护、靶区剂量均匀性等方面均好于3D-CRT计划。     

鼻咽癌三种调强放疗计划剂量学对比研究

目的 对比鼻咽癌常规固定野调强（IMRT）、容积旋转调强（VMAT）以及断层调强（HT）3种不同调强放疗计划的剂量学差异。方法 选择18例接受VMAT治疗的鼻咽癌患者,以相同处方剂量和目标条件分别重新进行IMRT和HT计划设计。比较3种计划靶区的均匀度（HI）、适形度（CI）、最大剂量以及平均剂量。危及器官的最大量和平均量以及感兴趣区的剂量体积、计划执行时间和机器跳数（MU）。结果 3种计划在靶区的覆盖率满足临床要求。IMRT计划在靶区的HI和CI方面结果最差,HT计划结果最优。危及器官方面,IMRT计划受量最高,HT计划的脊髓、脑干和腮腺受量最低;但对于视神经、晶状体以及视交叉HT计划的受量最高而VMAT计划的受量最低。IMRT的治疗时间（8.0±0.5） min高于VMAT（3.9±0.1）min和HT（7.4±0.9）min。与VMAT相比,IMRT每次治疗为（711.4±78.7）MU,高于VMAT的（596.4±33.7）MU。结论 鼻咽癌IMRT、VMAT以及HT计划在靶区覆盖和危及器官保护上都可以达到临床要求,在靶区的适形度和均匀性上HT计划优于VMAT和IMRT,但在治疗时间和加速器的机器跳数上VMAT较有优势。     

3种不同放疗技术在左侧乳腺癌保乳术后全乳腺放疗中的剂量学比较

目的 比较3种调强放疗技术在早期左侧乳腺癌保乳术后全乳腺放疗中的剂量学差异。 方法 回顾性分析2019年3月至8月在西安交通大学第一附属医院治疗的12例早期左侧乳腺癌保乳术后女性患者,年龄32~50（42.4±6.8）岁。分别设计基于固定角度适形调强放疗的混合调强（3DCRT+IMRT）、容积旋转调强放疗的混合调强（3DCRT+VMAT）和切线弧容积旋转调强放疗计划（t-VMAT）,并比较3种放疗计划的计划靶区、危及器官剂量参数以及治疗效率的差异。组间数据比较采用配对t检验。 结果 3种调强放疗计划的靶区剂量分布和危及器官受量均能满足临床要求。3DCRT+IMRT和t-VMAT两种计划相比,3DCRT+VMAT的靶区剂量学指标适形性指数（0.84±0.05对0.74±0.06对0.79±0.06）和均匀性指数（0.10±0.03对0.14±0.03对0.13±0.03）最优,差异均有统计学意义（t=−9.01~6.47,均P<0.05）;3DCRT+IMRT对患侧（左）肺的V5[（35.92±8.01）%对（49.33±12.05）%对（60.58±12.94）%]、V10[（25.50±6.91）%对(26.92±7.23）%对（41.25±10.37）%]、Dmean[（10.14±2.43）Gy对（11.07±2.88）Gy对（14.52±3.32）Gy]和健侧（右）肺的V5[（0.50±1.45）%对（2.17±3.76）%对（3.00±4.94）%]、Dmean[（0.55±0.21）Gy对（1.79±0.58）Gy对1.75±0.70）Gy]及健侧（右）乳腺的V5[（0.17±0.58）%对（1.92±4.10）%对（8.25±8.61）%]、Dmean[（0.86±0.38）%对（1.65±0.45）%对（2.46±0.86）%]的保护最好。3DCRT+VMAT的心脏V30[（4.50±2.88）%对（5.00±3.25）%对（8.42±2.78）%]、V40[（2.50±2.11）%对（3.25±2.53）%对（4.58±2.07）%]明显优于3DCRT+IMRT和t-VMAT,且差异均有统计学意义（t=−17.11~3.45,均P<0.05）。3DCRT+IMRT的平均机器跳数最小（280.90±52.18）,t-VMAT的治疗时间最短。 结论 3DCRT+IMRT在低剂量区（<20 Gy）对健侧肺、患侧肺,健侧乳腺等危及器官的保护比较好,3DCRT+VMAT在提高靶区的均匀性和适形性方面有明显优势,且在高剂量区（>20 Gy）对患侧肺及心脏保护更好,t-VMAT缩短了治疗时间,提高了治疗效率和患者舒适度。     

Treatment and Dosimetric Advantages Between VMAT, IMRT, and Helical TomoTherapy in Prostate Cancer

We investigated the possible treatment and dosimetric advantage of volumetric modulated arc therapy (VMAT) over step-and-shoot intensity-modulated radiation therapy (step-and-hhoot IMRT) and helical tomotherapy (HT). Twelve prostate cancer patients undergoing VMAT to the prostate were included. Three treatment plans (VMAT, step-and-shoot IMRT, HT) were generated for each patient. The doses to clinical target volume and 95% of planning target volume were both ≥78 Gy. Target coverage, conformity index, dose to rectum/bladder, monitor units (MU), treatment time, equivalent uniform dose (EUD), normal tissue complication probability (NTCP) of targets, and rectum/bladder were compared between techniques. HT provided superior conformity and significantly less rectal volume exposed to 65 Gy and 40 Gy, as well as EUD/NTCP of rectum than step-and-shoot IMRT, whereas VMAT had a slight dosimetric advantage over step-and-shoot IMRT. Notably, significantly lower MUs were needed for VMAT (309.7 ± 35.4) and step-and-shoot IMRT (336.1 ± 16.8) than for HT (3368 ± 638.7) (p < 0.001). The treatment time (minutes) was significantly shorter for VMAT (2.6 ± 0.5) than step-and-shoot IMRT (3.8 ± 0.3) and HT (3.8 ± 0.6) (p < 0.001). Dose verification of VMAT using point dose and film dosimetry met the accepted criteria. VMAT and step-and-shoot IMRT have comparable dosimetry, but treatment efficiency is significantly higher for VMAT than for step-and-shoot IMRT and HT.     

三维适形、逆向调强及旋转调强放疗技术对部分乳腺外照射的剂量学比较

目的 比较三维适形(3 D-CRT)、逆向调强(IMRT)及旋转调强(V-MAT)3种部分乳腺外照射(EB-PBI)治疗计划的剂量学差异.方法 选择定位影像资料完整的12例保乳术后行EB-PBI患者,每例患者分别设计3D-CRT、IMRT、V-MAT 3种治疗计划,比较3种计划的靶区剂量分布、危及器官受照剂量及所需机器跳数(MU)和治疗时间.结果 3D-CRT计划的靶区适形度最差,V-MAT计划的处方剂量靶区覆盖率及靶区剂量均匀性最差.3D-CRT计划中患侧肺V5、V10和平均剂量低,而患侧肺V30高;计划间患侧肺V20差异无统计学意义;V-MAT计划中15、20和25 Gy剂量包绕的同侧正常乳腺体积少;对于心脏V5、平均剂量及最大剂量、对侧肺平均剂量、甲状腺平均和最大剂量,IMRT＞ V-MAT＞ 3D-CRT,计划间两两比较差异均有统计学意义(z=-2.94 ～ -2.09,P＜0.05).3D-CRT、IMRT和V-MAT计划所需MU值分别为417.6 ±34.4、772.8±54.4和631.0±109.0,计划间两两比较差异均有统计学意义(z=-2.93、-2.76、-2.93,P＜0.05);V-MAT计划施照时间短.结论 对于部分乳腺癌的放射治疗,旋转调强计划在降低患侧靶区外正常乳腺组织受照射剂量和减少治疗时间方面优势比较明显.     

脑胶质瘤三维适形放射治疗与调强放射治疗的剂量学比较

目的 评价脑胶质瘤调强放射治疗较三维适形放射治疗的剂量学优势。方法 本研究采用10例脑胶质瘤患者,针对所有患者分别进行3D CRT和IMRT的计划设计,利用剂量体积直方图评价不同照射技术中靶区和正常组织照射剂量、适形度指数和不均匀性指数。处方剂量为60 Gy。结果 IMRT计划脑干最大剂量和受照体积、患侧腮腺平均剂量和脊髓最大剂量均低于3D CRT计划。对于靶区适形度指数,IMRT计划优于3D CRT计划;对于不均匀性指数,两种计划模式的差异没有统计学意义。结论 在脑胶质瘤放疗中应用 IMRT可以明显降低脑干的剂量和受照体积,为靶区剂量的提高提供了可能性。     

螺旋断层固定野和旋转调强放疗技术在全身照射中的应用对比研究

目的 探究使用螺旋断层固定野调强（TD）和螺旋断层旋转调强（HT）放射治疗技术在全身照射（TBI）中的应用对比,并评估TD治疗技术下计划的质量和执行效率,指导临床选择最佳的计划设计方案。方法 对郑州大学第一附属医院收治的8例身高在120 cm左右的已行TBI的急性白血病患者进行回顾性研究,分别选择TD和HT治疗技术进行计划设计,其中TD分别设计2~12内奇数个均分射野的计划,且起始角度分别从180°和0°开始,其余计划参数都保持一致。最后对设计好的计划剂量分布进行统计,比较TD与HT治疗技术下的计划在靶区的平均剂量（PTV_Dmean）、均匀性指数（HI）和危及器官（OARs）受量,以评估计划质量,并比较治疗出束时间以评估治疗效率。结果 9野的TD计划相对于HT计划在PTV_Dmean和靶区HI能达到一致效果,差异无统计学意义。但TD<9野的计划相对于HT计划在PTV_Dmean（t=-3.12、-5.41、-20.33、-4.56、-7.22、-11.27,P<0.05）和靶区HI（t=-2.94、-5.18、-15.66、-4.31、-5.51、-9.13,P<0.05）无剂量学优势,差异有统计学意义。同时TD计划中起始角度对PTV_Dmean和靶区HI没有影响。在危及器官方面,≥ 7野TD计划与HT计划在左肺平均剂量与右肺平均剂量差异无统计学意义;左眼晶状体计划危及体积（PRV）的最大剂量（2.14±0.60）Gy与右眼晶状体PRV最大剂量（3.05±0.10）Gy在3野TD计划与HT计划差异有统计学意义（t=0.77、0.63,P<0.05）,眼晶状体PRV在最大剂量方面具有一定优势。治疗出束时间差异无统计学意义。TD计划中起始角度对左右眼晶状体PRV最大剂量、左肺平均剂量及治疗出束时间没有影响。结论 对于≥ 9野的TD调强计划相对于HT计划在靶区、危及器官及治疗出束时间方面能达到一致的结果,但在眼晶状体PRV最大剂量方面具有一定优势。