头颈部肿瘤射野摆位误差的差异性研究

目的：研究采用电子射野系统评价头颈部肿瘤患者摆位误差时的观察者间变异和观察者自身变异。方法：两队研究小组，分别由四名医师和四名技师组成，两组分别对6名头颈部肿瘤的患者，采用电子射野影像仪（electronic portal imaging device，EPID）拍摄验证片（electronic portal images，EPIs），在EPIs上勾画骨性标志，以放疗计划生成的数字重建图像（digitally reconstructed radiographs，DRRs）做为参考图像，定量分析不同观察研究人员之间和研究人员自身采用EPID确定头颈部肿瘤患者的射野摆位误差（field placement errors，FPEs）的差异性。结果：在前／后位射野图像上．不同医师之间、医师自身及技师自身对摆位误差的判断无明显差异，但在技师之间出现了明显的自身差异性．医师组和技师组在前／后射野图像上的均方根（root-mean—square，RMS）分别为2．52±0．46和3．43±0．43，两者具有明显差异；在侧位野图像上，医师自身对摆位误差的判断有较好的稳定性，但部分不同医师之间在腹背、头足方向上部分患者中出现差异，而不同的技师之间存在明显差异性，医师组和技师组在侧位射野图像上的RMS分别为2．72±0．16和2．62±0．22．两者无明显差异。结论：医师和技师组在采用电子射野系统对头颈部摆位误差进行判断时存在人员之间的误差，应对所有人员进行统一训练才能减少射野摆位误差，从而提高IMRT治疗效果。     

电子射野影像装置用于监控放射治疗中初次摆位误差的研究

目的利用电子射野影像装置（EPID）对不同部位肿瘤放射治疗中的初次摆位误差进行量化分析,了解不同部位的摆位误差,了解不同医生对摆位误差的接受程度有无差异。方法 2006年1月～2007年12月接受放射治疗的患者中按头颈、胸部、腹盆腔不同部位,按不同医生治疗组随机选取58例,其中男性30例,女性28例;年龄23～86岁,平均年龄56.9岁。按部位分别为头及头颈部20例,胸部19例,腹盆部19例。采用双曝光法拍摄照射野验证片。参考图像为CT定位后的数字重建图像（DRR）或X射线模拟机定位图像,图像比较采用骨性结构为标志,勾画出参考图像上的骨性结构,与EPID进行最大程度重合后得出在水平、垂直方向上的摆位误差数据并进行分析。结果摆位误差水平方向为（1.02±1.15）mm（0~5mm）,垂直方向为（1.11±1.20）mm（0～6mm）。90%以上摆位误差小于3mm。头部或头颈部固定摆位误差最小,水平方向和垂直方向分别为（0.64±0.65）mm和（0.91±0.98）mm。不同医生组之间摆位误差无明显统计学意义。在不同部位治疗中,在垂直方向摆位误差上,头及头颈部固定明显小于胸部和腹盆部固定,差异有统计学意义（P=0.02）。结论绝大多数摆位误差在容许范围。实施治疗前,先行X射线模拟机摆位不失为一种缩小摆位误差的有效办法。     

基于电子射野影像装置通量变化的影像组学特征进行眼突放射治疗摆位误差探测的初步研究

目的:研究基于电子射野影像装置(EPID)通量变化图像的影像组学特征探测眼突放射治疗摆位误差的可行性。方法:选取8例眼突患者,在人体头部仿真模体中生成验证计划。以无摆位误差状态下采集的EPID通量为基准,生成引入不同摆位误差的EPID通量变化图像。采用pyradiomics工具提取EPID通量变化图像的影像组学特征,验证不同影像组学特征是否可以区分临床显著的摆位误差。结果:在选取的107个特征中,有74个特征与引入摆位误差3个方向上的矢量距离有显著相关性(P<0.05)。在区分临床显著摆位误差的能力方面,传统γ分析的曲线下面积(AUC)值为0.79,而影像组学提取出相关度最高特征单变量的AUC值可以达到0.84,基于岭回归的多个特征的AUC值可以达到0.90。结论:在基于EPID通量变化的摆位误差评估中,基于传统γ分析的方法有一定的局限性,而基于影像组学特征的方法具有比传统γ分析更大的潜力。     

电子射野影像系统在放疗中的质量保证应用

目的:把电子影像射野系统(EPID)应用到放疗质量保证的多个方面,从而保障病人得到精确放疗。方法:根据不同目的采用EPID不同模式拍片,如单曝光,双曝光,开始-中途-结束,连续拍片等模式,将获得的图像与目的图像进行比较。结果:对于患者的正位和侧位图像能较好的控制摆位误差;能简洁快速地验证光野和射野一致性;能大概地验证治疗计划系统(TPS)中调强射野的注量图;能检验多叶准直器(MLC)的到位精度。结论:充分合理地利用EPID,可在放疗中进行多项质量保证,保证精确放疗。     

电子射野影像装置用于放射治疗的研究进展

用于放射治疗的电子射野影像装置(EPID)探测器主要有荧光屏摄像机系统、扫描矩阵电离室系统和有源矩阵平板探测器系统.基于非晶硅的有源矩阵平板探测器EPID,由于其具有使用方便、分辨率高、采集效率高及性能稳定等特点,已成为近年来用于放射治疗的主流探测器系统.EPID最初主要用于放射治疗的患者靶区位置和射野的验证,后逐步用于放疗设备本身的质量控制.目前的研究方向主要是用于放射治疗的剂量验证.相信通过深入了解EPID特性,开发相应的算法及软件后,其用于放疗设备的常规质量保证、实现在线位置验证和剂量验证等将成为一种常规方法.     

体部肿瘤精确放疗摆位误差分析

目的:确定体部肿瘤精确放疗时的摆位误差。方法:使用电子射野影像系统EPID对28例体部肿瘤病人精确放疗时所拍摄的378幅射野图像与计划系统生成的数字重建放射片DRR进行比较,并对病人摆位的左右(x)和前后(y)及头脚(z)方向误差进行测量。结果:各方向摆位误差的分布均近似正态分布。胸部的摆位偏差主要发生在y、z方向,腹部和盆腔部的摆位偏差主要发生在x、z方向。结论:体位的随机误差大于系统误差,摆位所带来的偏差主要来源于随机误差。     

评价电子射野影像系统验证鼻咽肿瘤放疗摆位误差时对患者剂量的影响

目的：分析利用电子射野影像系统（EPID）纠正鼻咽癌调强放射治疗（IMRT）的摆位误差时，对患者剂量的影响方法：选取IMRT的鼻咽癌患者30例，每拍一次电子射野影像片（EPI），拍摄正位片（机架角为0°）和侧位片（机架角为90°）共计2张。拍摄正、侧位片时射野面积一般取10cm×10cm，机器跳数为3MU-4MU。利用荷兰核通公司的Masterplan三维治疗计划系统（Version 1．5）进行剂量计算统计。结果：每拍一次EPI，机器跳数为3MU，当眼晶体在射野范围之内时，射线是能量为6MV的光子束，左、右眼晶体平均剂量为4．8cGy左右；射线是能量为8MV的光子束，左、右眼晶体平均剂量为4．6cGy左右。脊髓和脑干受照部分的平均剂量为4．7cGy左右。如果拍一次EPI机器跳数为4MU，器官受照部分的平均剂量要相应增加33％。结论：建议在鼻咽癌放疗前，都于EPID下进行实时摆值误差纠正，而在设计鼻咽癌治疗计划时,需将这部分剂量考虑到计划中，以避免剂量误差一更好的方法是在治疗计划中设计拍EPI的射野时，用准直器、MLC保护眼晶体、脊髓和脑干等危及器官。     

头颈部精确定位摆位仪的摆位误差研究

目的:对采用头颈部精确定位摆位仪进行定位和摆位的体位重复性和摆位误差进行测量研究。方法:利用肿瘤放射治疗计划系统内的坐标系线和定位线的特点,接合颅骨茎突的特点,以右茎突尖最下面一层中心点为参考点,通过对左茎突尖最下面一层中心点、坐标系原点、肿瘤中心点等在坐标系内空间位置变化的测量,得出体位重复性和摆位误差数据。结果:坐标系原点相对于右茎突尖最下面一层中心点在三维空间的平均摆位误差是1.05 mm,肿瘤中心点相对于右茎突尖最下面一层中心点在三维空间的平均摆位误差是1.25 mm。结论:头颈部精确定位摆位仪在提高头颈部肿瘤放射治疗精度,减小放射治疗摆位误差方面效果显著,将是肿瘤"三精"放射治疗必不可少的辅助器械,值得推广。     

胸部肿瘤调强放疗中摆位误差的原因与控制

目的:测定胸部肿瘤在调强放射治疗中的摆位偏差,分析计划设计中从临床靶区到计划靶区的外扩边界。方法:随机抽取115名胸部肿瘤患者,在治疗时用电子射野影像装置拍摄射野片,将射野片和计划系统中的数字重建射野图像片进行误差比较。结果:在左右、头脚、腹背方向的摆位误差分别是(-0.46±0.24)cm,(-0.37±0.08)cm,(-0.42±0.19)cm,外扩边界分别是0.7 cm,0.45 cm,0.61 cm。结论:对于胸部调强放疗的患者,CTV到PTV的外放边界在左右方向需要2.5 mm,头脚方向和腹背方向需要2 mm。     

电子射野影像系统（EPIDs）图像质量控制方法的探索

目的:拍摄模体边界图像,获得模体图像的对比度,信号噪声比和调制传输函数,通过获得的这些指标来寻找一个操作方便又能够量化的EPIDs图像质量控制的方法:材料和方法:Elekta iViewGT非晶硅阵列电子影像系统,ElekataPrecise加速器(光子8MV).4mm厚度平板铅体模,测量边界垂直于模体表面,同时模体边界处在照射野中心轴,模体表面垂直于射线束;在SSD=100 cm处使用8兆光子线和100 MU获得模体边界图像;使用基于matlab图像分析软件处理获得的图像,计算射线穿透模体和空气后的图像灰度信号关系,获得模体图像的对比度和信号噪声比,同时通过换算,获得探测器效率函数;根据模体的边界图像,得到边界函数,对边界函数进行微分获得线扩展函数,对线扩展函数进行傅里叶变换得到图像的调制传输函数(MTF),通过空间分辨率的方式从另一个角度描述图像的对比度;通过对比度(CNR),信噪比(SNR),调制传输函数(MTF)和探测效率等指标定量的评价EPIDs成像质量.结果:获得了模体图像的CNR、SNR、MTF(50)和探测效率的测量值,同时测量值在随时间推移而下降;结论:此种方法可行,可以长期观测EPIDs系统的成像质量,根据拍摄模体获得的数据对EPIDs系统的图像质量作监测,根据监测的结果决定对EPIDs的维护内容和频次,进而完成对EPIDs影像系统的质量控制和质量保证工作.     

头颈部肿瘤自适应放射治疗的研究进展

放疗已成为头颈部肿瘤治疗中重要的治疗手段之一。与三维适形放疗相比,调强放疗（Intensity ModulatedRadiation Therapy,IMRT）具有更好的适形性和均匀性,在高剂量照射肿瘤靶区的同时,减少了对周围危及器官不必要的照射。目前,在调强放疗的治疗流程中,逆向计划依据治疗之前的定位CT图像设计完成,没有考虑到患者在整个治疗过程中器官解剖结构的变化、肿瘤体积缩小及身体消瘦引起的实际接受剂量与计划剂量之间的差异。因为在IMRT技术中靶区与周围危及器官间的剂量差异较大,与常规放疗相比,解剖学上的变化对计划的实施影响更大;所以,仅根据治疗前定位CT图像实施计划设计,未充分考虑到疗程中器官解剖学变化,不但可能造成靶区欠量,而且可能造成额外的并发症。为了解决这一难题,自适应放疗（Adaptive Radiation Therapy,ART）技术应运而生,已成为放射肿瘤学界近年来的一大研究热点。所谓ART技术就是根据治疗过程中的反馈信息,分析靶区及危及器官实际解剖形状和剂量与原始治疗计划之间的差异,从而对后续治疗方案及时进行相应调整的一种治疗技术或模式。本文通过回顾国内外相关文献,并结合本单位的经验,对ART技术在头颈部肿瘤中的研究现状进行讨论。     

利用锥形束CT研究头颈部肿瘤在放射治疗中的摆位误差

应用医科达锥形束CT(CBCT)可以研究调强放射治疗中摆位误差的规律。本文入组了本院2009年10月-2010年10月间治疗的头颈部肿瘤240例,获取患者初次治疗的CBCT与计划CT的图像配准误差,分别统计线性方向(X、Y、Z)和旋转方向(U、V、W)误差(对应三个轴的旋转误差)。根据结果可得,在线性摆位误差中以Y和Z方向比较显著,旋转误差中以V(对应Y轴的旋转误差)轴最为显著,U和W轴旋转误差相似。在实际摆位中应注意误差比较大的方向,切实提高摆位的准确性。因此CBCT监测误差对提高放疗精度有广泛意义。     

三维适形及调强放疗摆位误差分析

目的：测定和分析三维适形及调强放疗的摆位误差，并依此计算CTV外扩PTV边界的大小。方法：对2007年5月～6月的162例患者的摆位误差进行测定。体位固定头颈部采用头模或头颈肩模，胸、腹部采用负压袋。每例患者第一次治疗前及以后的每周都在加速器上拍摄正、侧位等中心验证片各一张．与治疗计划系统中的DRR片比较．计算出摆位误差。CTV到PTV外扩边界的大小由公式2．5∑＋0.7σ计算得出，其中∑为系统误差。仃为随机误差。结果：由公式得出我科外扩PTV的理论边界分别为：头颈部X、Y、Z方向各为1．01mm．0．59mm．2．29mm．胸部各方向分别为2．77mm．2．16mm．3．41mm．腹部各方向分别为2．50mm．4．11mm．3．55mm。结论：通过对摆位误差的分析为我科外扩CTV边界提供了理论依据．确定了CTV到PTV外扩边界的大小,使得我科治疗计划的设计更为科学合理.     

Hypofractionated Palliative Radiotherapy in Locally Advanced Inoperable Head and Neck Cancer: CMC Vellore Experience

Background:

A novel, short duration, palliative radiotherapy schedule for inoperable head and neck cancer was evaluated in terms of palliation of cancer-related symptoms and acute toxicities.

Materials and Methods:

Thirty-six patients with inoperable head and neck cancer were included in the study (2010-2012). All patients received 40 Gy in 10 fractions (equivalent dose: 49.8 Gy in conventional fractionation) with 2 fractions per week. Treatment-related toxicity was assessed using Radiation Therapy Oncology Group criteria. Functional Assessment of Cancer Therapy (Head and Neck, FACT H and N) quality of life (QOL) tool was administered before starting and at the completion of radiotherapy. Mean value before and after treatment was compared (paired t-test, P = 0.05, two-tailed for significance).

Results:

Thirty-three patients (male: 29, female: 4, mean age: 57.8 ± 9.7 years) were included in the analysis (three patients discontinued treatment due to socioeconomic reasons). All patients had advanced inoperable head and neck cancers (27% IVA, 61% IVB, 9% IVC, TNM stage and 3% recurrent disease). Distressing pain at primary site (42%), dysphagia (18%), neck swelling (30%), and hoarseness (10%) were common presentations. Incidence of grade III mucositis and dermatitis and pain was 18%, 3%, and 24%, respectively. Planned radiotherapy without any interruptions was completed by 73% patients. QOL assessment showed improvement in social well-being (17.4 vs. 20.01, P = 0.03), but no significant change was observed in head and neck specific score (25.1 vs. 25.0, P = NS) after treatment. Reduction of pain was observed in 88% patients and 60% patients had improvement of performance status. Median overall survival of the cohort was 7 months.

Conclusions:

The study shows that this short duration palliative radiotherapy schedule is a clinically viable option for advanced inoperable head and neck cancer to achieve significant palliation of the main presenting symptoms like pain, dysphagia, and throat pain.     

头颈部腺样囊性癌放射治疗的研究进展

头颈部腺样囊性癌发病率较低,目前主要治疗手段为手术联合术后放射治疗,但对于术后放射治疗的必要性及选取何种放射治疗手段可以使患者获益最大的问题目前仍有广泛争议。本文综合各方面因素,考虑目前头颈部腺样囊性癌的术后放疗主要以常规光子放疗为主,中子放疗虽能提高局部控制率,但晚期毒性反应不可忽视,质子、碳离子放疗虽有其物理特点上的优势,但因病例数少,且其放疗机器价格昂贵等客观障碍,尚未收集足够数据证明其优势。     

Biological Approaches to Treatment of Head and Neck Cancer

There are few options for the treatment of advanced squamous cell carcinoma of the head and neck (SCCHN). Chemotherapy in such patients is not associated with survival improvement. However, recent reports suggest that approaches involving biological therapy may provide some benefits. The most promising therapeutics, currently in phase III investigation, involve p53 gene replacement with adenoviral vectors and tumour lysis with tumour-specific oncolytic viruses (ONYX-015). Improved understanding of cancer immunology appears to be opening doors through targeting tumour antigens and upregulation of co-stimulatory molecules with the use of gene therapy. Cellular therapy trials and other approaches involving antiangiogenic factors, superoxide dismutase and the thymidine kinase gene in SCCHN remain preliminary.