子野权重优化对CMS XiO宫颈癌调强计划的影响

目的:本文分析了CMS治疗计划系统XiO在制定调强放射治疗(IMRT)计划时,子野权重优化对治疗计划结果的影响。方法:本文选取10例宫颈癌全程放射治疗病例,制定影像引导下(IGRT)的调强放射治疗计划,首先直接用静态调强(Step&Shoot)方式进行优化一步生成调强放射治疗计划(S-IMRT),之后继续进行子野权重优化(Segment weight op-timization,SWO)并生成新的治疗计划(SWO-IMRT),比较子野权重优化前后总子野数、总跳数,同时分析比较正常组织受照剂量的变化。结果:结果显示,经过子野权重优化后,总的子野数显著减少,减少约26%~31%(p<0.0001);总的机器跳数有所降低,减少约5.1%~9.7%(p<0.0001),同时,直肠、膀胱和小肠的剂量也有所降低。结论:在使用CMS治疗计划系统XiO进行宫颈癌全程调强放射治疗计划设计过程中,充分利用子野权重优化方式,可以减少总的机器跳数,降低正常组织剂量,缩短治疗时间,这既降低正常组织的毒性反应,也为肿瘤剂量的提高提供了可能。在其他病种的调强放射治疗计划设计中,子野权重优化也可以发挥重要的作用。     

子野小数机器跳数取整对鼻咽癌静态调强放射治疗计划剂量学的影响

目的:探讨Prowess5.1计划系统在鼻咽癌静态调强放疗（IMRT）计划设计时子野小数机器跳数（MU）的四舍五入取整对计划剂量学的影响。 方法:选择33例病理诊断明确的鼻咽癌患者的IMRT计划纳入研究,分为两组计划:计划系统优化完成的原始计划组为Porig;对原始计划组的子野小数机器跳数四舍五入取整,做最终剂量计算后生成新计划组Pnew。两组计划所有子野形状未改变,比较两组计划的MU变化及剂量学差异。 结果:两组计划所有靶区的CI和HI相近,差异均无统计学意义;Pnew组靶区覆盖率、PGTVnd的D98、D95、D2、Dmean及PTV2的D98、D95,Pnew组均低于Porig组（P<0.05）,PGTVnd、PTVnx和PTV1的V100%分别降低了1.807%、0.655%和1.258%;危及器官仅左颞叶的Dmean差异具有统计学意义（P<0.05）;对于P1计划,单次Pnew比Porig跳数增加了1.600,差异具有统计学意义（519.758±46.410 vs 518.158±46.693, P<0.05)。 结论:Prowess5.1计划系统在制定鼻咽癌静态调强IMRT计划时,子野小数MU的微小变化会引起剂量学的变化,临床实践中应引起重视。     

一种快速调强放射治疗直接子野优化方法

目的:调强放射治疗是治疗癌症的一种主要手段。对放射治疗计划进行优化是实现调强放射治疗的关键步骤。传统的直接子野优化方法比较耗时,为了改进此缺点,本文提出一种基于共轭梯度法的快速直接子野优化方法。方法:将多叶光栅的叶片位置和子野的权重同时纳入问题模型,将该直接子野优化问题建模为一个非线性数学优化问题。直接求解该问题比较困难,采用"分而治之"的策略,将其分解为两个较容易的子问题。第一步采用共轭梯度法来优化子野权重,第二步通过移动叶片的方法来优化子野形状,两个步骤交替进行,最终在较短时间内找到满足要求的治疗方案。结果:本文对两个临床病例:胰腺肿瘤病例和头部肿瘤进行了测试。对胰腺肿瘤病例的优化用了3 min 20 s,优化后靶区和危及器官的剂量体积直方图以及等剂量线均满足临床要求。对头部肿瘤病例的优化用了9 min 37 s,尽管该病例包含较多的勾画器官,器官分布较集中,对优化提出了较大挑战,但优化后靶区和危及器官的剂量体积直方图以及等剂量线还是能较好的满足临床要求。结论:本文提出的方法很好的解决了调强放射治疗中一个复杂的非线性优化问题,对临床两例实际病例的测试结果显示,该方法可以在较短时间内找到满足要求的治疗方案,有较好的临床实用价值。     

最小子野宽度对食管癌容积调强弧形治疗计划的影响

目的 基于不同最小子野宽度（MSW）对于食管容积调强弧形放射治疗（VMAT）计划质量和执行效率的影响。方法随机选择15例食管癌患者,其中男性11例,女性4例;年龄45～68岁,中位年龄59岁。设计0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm3种不同MSW的VMAT计划,保证其他计划参数不变。评价靶区均匀性指数（HI）、适形度指数（CI）和平均剂量及控制点数（CP）和机器跳数（MU）值,并进行三维剂量验证测量。结果 不同MSW对危及器官的保护是相当的,在MSW 0.5 cm、1.5 cm时肿瘤靶区平均量GTV Dmean[(68.95±0.03) Gy vs (68.29±0.03) Gy]、在MSW 1.0 cm和1.5 cm时计划靶区（PTV）的HI差异有统计学意义（1.14±0.00 vs 1.13±0.00）(P <0.05);MSW 1.0 cm、1.5 cm时总MU和CP与0.5 cm比较,平均减少量分别为（12.5±4.1）%、（13.9±4.8）%和（28.5±5.4）%、（18.4±3.4）%。计划验证使用阈值为10%,3%/3 mm的Gamma分析方法,计划验证通过...     

最小子野宽度对肺癌容积调强弧形治疗计划质量的影响

目的:探讨肺癌容积调强弧形治疗（VMAT）计划中,最小子野宽度对放疗计划质量的影响。方法:选择病理证实为肺癌的患者12例,计划靶区处方剂量为60 Gy/30次。使用Monaco治疗计划系统设计全弧VMAT计划,计算网格为0.3 cm,采用6 MV X射线,每个弧的最大控制点数为200。计算不确定度为1%。最小子野宽度依次选取0.5、0.7、1.0、1.2和1.5 cm。以最小子野宽度为1.0 cm的计划为参考,与其他子野宽度下的计划相比较,分析各剂量学指标随最小子野宽度变化的情况。结果:随着最小子野宽度增大为1.2、1.5 cm时,靶区Dmean、D2变化明显（P?0.05）。相比参考最小子野宽度1.0 cm,最小子野宽度为1.5 cm时,适形度指数变化较大（Z=-2.694, P?0.05）;最小子野宽度为0.5、0.7、1.2和1.5 cm时,靶区覆盖率相差较明显（Z=-2.904、-3.061、-2.747、-2.941, P?0.05）。最小子野宽度1.0 cm时,VMAT计划平均机器跳数为684.4 MU;最小子野宽度为0.5、0.7、1.2、1.5 cm时,计划的平均机器跳数分别为为972.8、763.8、660.1、665.3 MU。控制点数随着最小子野宽度的增大呈降低趋势。结论:利用Monaco系统设计肺癌VMAT计划,最小子野宽度为1.0 cm时VMAT计划的质量更好。通过调整VMAT计划的最小子野宽度可大大降低机器跳数,提高射束的有效使用率,同时提高患者的治疗舒适度。     

不同射野方向和数目对宫颈癌术后静态调强放射治疗计划的剂量学比较研究

目的比较宫颈癌术后不同射野方向和射野数目的静态调强放射治疗(IMRT)计划对靶区和危及器官的剂量分布,以及计划的机器跳数和子野数,以便确定较优的静态IMRT计划。方法随机选择10例宫颈癌术后患者,年龄44~64岁,中位年龄54岁。为每例患者设计6种静态IMRT计划,给予处方剂量50 Gy/2 Gy/25 f,所有计划都满足靶区目标剂量覆盖靶区体积达到95%。6种静态IMRT计划分别命名为5F-IMRT-0、5F-IMRT-180、7F-IMRT-0、7F-IMRT-180、9F-IMRT-0、9F-IMRT-180。分别比较每种计划的靶区最大剂量、最小剂量、平均剂量、均匀性指数,危及器官受照剂量,以及计划的机器跳数和子野数目。结果6种静态IMRT计划临床靶区(CTV)的最大剂量、最小剂量、平均剂量、均匀性指数的差异无统计意义(P0.05)。对于脊髓,5F-IMRT-180计划比9F-IMRT-180计划平均高327.8 Gy(t=2.706,P=0.03);与其他IMRT计划差异无统计学意义(P0.05);9F-IMRT-180计划的受照剂量最低。对于膀胱,6种静态IMRT计划相互之间的平均受照剂量Bladder_(mean)、V_(50)差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划相对于其他5种静态IMRT计划的平均受照剂量Bladder_(mean)、V_(40)受照体积都要低。对于直肠,6种静态IMRT计划的平均受照剂量Rectum_(mean)、V_(50)差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划的平均受照剂量Rectum_(mean)、V_(40)和V_(50)都较低。对于左股骨头,6种IMRT计划相互之间平均受照剂量差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划的平均受照剂量、V_(25)和V_(35)都较低。对于右股骨头,6种IMRT计划中,5F-IMRT-0计划的平均受照剂量和V_(25)都是最高的(P0.01);但5F-IMRT-180、7F-IMRT-0、7F-IMRT-180、9F-IMRT-0、9F-IMRT-180 5种计划受照剂量相互之间差异无统计学意义(P0.05)。6种静态IMRT计划的危及器官受照剂量、机器跳数、子野数差异有统计学意义(P0.05)。结论6种静态IMRT计划中,5F-IMRT-0计划相对其他5种IMRT计划在保护危及器官方面和正常组织剂量分布方面较差;所有计划中,9F-IM-RT-180计划的危及器官受量处于最低的水平,可作为临床首选。     

等效均匀剂量优化法在宫颈癌调强计划中的应用

目的:评估等效均匀剂量(EUD)在宫颈癌调强放疗计划优化中的作用。方法:在已接受调强放疗的宫颈癌患者中,随机抽取采用物理约束条件优化设计的8例患者计划。以这些计划为基础,将膀胱、直肠的物理约束条件改为EUD约束,保持其他优化条件不变,对治疗计划进行重新优化,并比较新旧治疗计划的剂量学差异。结果:在保证靶区剂量分布没有差别的情况下,基于EUD优化能够使膀胱、直肠的平均剂量显著降低,直肠的平均剂量下降了3.3 Gy,膀胱的平均剂量下降了3.8 Gy。直肠和膀胱的V10、V20、V30、V40比D-V优化结果都有不同程度的下降,经配对t检验,V10、V20、V30以及Dmean差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:采用EUD优化方法能够有效降低膀胱、直肠的受照剂量,这对于降低宫颈癌患者放射治疗并发症具有重要意义,同时也为进一步提高肿瘤靶区剂量、提高肿瘤局部控制率提供了可能。     

碳素纤维床对宫颈癌容积弧形旋转调强放射治疗计划的剂量影响

目的:研究碳素纤维床对宫颈癌容积弧形旋转调强放射治疗（VMAT）计划的剂量影响及其修正方法。 方法:使用CT电子密度模体校准大孔径CT的CT值,在Eclipse 10.0计划系统中建立相对电子密度-CT值曲线。将医用电子直线加速器上的碳素纤维床在CT下进行扫描,图像传输至Eclipse计划系统并测量碳素纤维床的CT值。以此CT值为基础在计划系统中建立碳素纤维床的模型,测量碳素纤维床在计划系统中和实际情况下对剂量的衰减系数并进行比较,两者测量条件保持一致。选取宫颈癌ⅠA、ⅡB期共5例患者,使用Eclipse计划系统设计无碳素纤维床计划。之后在患者定位图像上分别建立Thin、Medium和Thick这3种厚度的碳素纤维床模型,将无碳素纤维床治疗计划直接移植到3种不同厚度碳素纤维床图像上,治疗中心不变,机器条数不变,进行剂量计算。最终比较有和无碳素纤维床之间、3种不同厚度碳素纤维床之间计划靶区（PTV）与危及器官的剂量差异。 结果:Thin和Thick厚度碳素纤维床对实际测量和计划系统计算的剂量衰减系数相差均不超过±1%;不论是PTV还是危及器官,无碳素纤维床与3种不同厚度碳素纤维床的剂量参数结果比较均具有统计学意义（P<0.05）;不同厚度碳素纤维床对PTV和危及器官剂量评价的准确性有一定影响。 结论:加速器碳素纤维床对宫颈癌VMAT计划的剂量分布有一定影响;在进行VMAT治疗时,应准确建立碳素纤维床的模型参与剂量运算;并且根据靶区与碳素纤维床之间的位置关系选择添加相应厚度的碳素纤维床模型。     

光子优化算法在宫颈癌术后调强计划中的剂量学分析

目的:探讨宫颈癌术后调强放射治疗（IMRT）计划中采用光子优化（PO）算法与常规的剂量体积优化（DVO）算法的 剂量学差异。方法:选取20例接受宫颈癌术后IMRT的患者。勾画靶区和危及器官后,分别设计基于PO算法和DVO算 法的两种IMRT计划,比较两种计划的剂量学特性、剂量验证通过率和治疗计划的效率。结果:两种计划中计划靶区 （PTV）的D98%、靶区覆盖率和均匀性指数无明显差异,但是PO计划在PTV的D2%、Dmean均低于DVO计划（P=0.019, 0.016）, 同时PTV的适形度指数优于DVO计划（P=0.005）。在危及器官保护上,PO计划的膀胱V30和左股骨头V20低于DVO计划 （P=0.000, 0009）,但是小肠V15、直肠V30和左右侧股骨头V30高于DVO计划（P=0.000, 0.001, 0.000, 0.000）。PO计划在正 常组织V30的受量上低于DVO计划（P=0.005）,但在V5和V10的受量上高于DVO计划（P=0.000, 0.000）。两种计划的剂量 验证通过率均能满足治疗的要求,其中PO计划通过率为（98.06±0.81）%,优于DVO计划通过率（96.05±1.09）%。PO计划 相比DVO计划,机器跳数平均减少10.7%,治疗时间平均减少10.5%,优化耗时平均缩短35.4%。结论:PO计划和DVO计 划都能满足临床要求。PO算法应用于宫颈癌术后IMRT在靶区剂量分布上略有优势,能够提高靶区适形度,减少机器跳 数,缩短计划设计时间和治疗时间,同时剂量投照更准确。     

评估靶区与危及器官重叠体积对宫颈癌经验引导调强计划自动优化的影响

目的:通过比较20例宫颈癌术后患者(计划靶区部分与膀胱、直肠重叠)经验引导调强计划(K-IMRT)和传统调强计划(C-IMRT)的剂量学差异,探讨宫颈癌K-IMRT自动优化的可行性。方法:选取接受调强放射治疗的110例宫颈癌患者,100例患者作为模型组进行自动优化模型的建立,模型组外10例靶区与危及器官有重叠体积患者作为试验组E1(开环验证),模型组内10例靶区与危及器官有重叠体积患者作为实验组E2(闭环验证)。E1、E2组利用自动优化模型生成K-IMRT计划,分别比较两组计划与传统优化计划的剂量学差异。结果:两组靶区剂量参数相比,E1组各项靶区剂量参数及E2组最小剂量、HI差异均无统计学意义(P0.05);E2组K-IMRT计划的最大剂量、CI明显好于C-IMRT计划,差异有统计学意义(P0.05)。危及器官各参数相比,E1组直肠V20,左右股骨头V_(15)、V_(20)、V_(25);E2组膀胱V_(25)、V_(30)、V_(35)、D_(50),直肠V_(25)、V_(30),左右股骨头V_(15)、V_(20)、V_(25)的K-IMRT计划较C-IMRT计划明显减少,差异有统计学意义(P0.05)。MU及计划优化时间,K-IMRT计划较C-IMRT计划明显减少。结论:相对于宫颈癌靶区与危及器官相重叠的患者,K-IMRT计划自动优化是可行的。     

一种基于梯度信息的直接子野优化算法

针对传统直接子野优化算法(DAO)收敛速度慢、易停滞、全局搜索能力低的缺点,本文提出一种基于梯度信息的直接子野优化方法(GDAO)。在GDAO中分别采用不同的优化方法对子野形状和子野权重进行迭代优化。首先为提高子野形状优化时每次搜索的有效性,对传统模拟退火算法(SA)进行了改进,将梯度信息融合在SA算法中。采用基于梯度的SA法确定子野形状,并在优化同时充分考虑多叶准直器(MLC)叶片间的约束条件,保证优化后的子野形状满足临床放射治疗的要求。之后再利用计算量少、迭代代价低、收敛快且稳定的梯度类具有求解大规模约束优化问题能力的带约束最小存储拟牛顿算法(L-BFGS-B)优化子野权重。实验结果表明,与传统SA算法相比,新算法计算时间减少了15.90%,同时得到的治疗方案靶区最低剂量提高了0.29%,最高剂量降低了0.45%;危及器官膀胱最高剂量降低了0.25%;危及器官直肠最高剂量降低了0.09%,说明在调强放射治疗(IMRT)中采用GDAO方法直接优化子野,可在短时间内得到满足临床要求并可直接实施照射的治疗方案,具有较好的临床实用价值。     

乳腺癌保乳术后常规、三维适形和直接子野优化调强放疗技术剂量学评估

目的:比较乳腺癌保乳术后常规放疗(CR)、三维适形(3D-CRT)放疗、直接子野优化调强适形(DMPO-IMRT)放疗靶区剂量分布及危及器官受照体积等方面的差异。方法:随机选择10位乳腺癌患者,为每位患者设计上述三种照射技术的治疗计划。处方剂量为50 Gy/2 Gy/25次。所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求。根据积分剂量体积直方图(DVH)比较靶区受量和相关正常器官受量的差异和剂量分布。结果:三种技术靶区均匀性指数(HI)和适形度指数(CI)差异均有显著性意义(P=0.049,P=0.001),其中尤以DMPO-IMRT的指标最佳。与CR相比,3DCRT降低了患侧肺、对侧乳腺和心脏在各个剂量区的受照体积,而DMPO-IMRT增大了患侧肺(V20、V30除外)、对侧乳腺和心脏的受照体积。与3DCRT相比,DMPO-IMRT增大了患侧肺(V30除外)、对侧乳腺和心脏的受照体积。结论:与CR相比,3D-CRT和DMPO-IMRT改善了靶区的均匀性和适形度。与此同时,3DCRT降低了本研究中各个剂量区危及器官的受照体积,DMPO-IMRT在降低患侧肺高剂量受照体积的同时,增大了患侧肺、对侧乳腺、心脏的低剂量受照体积。     

非均整与均整模式下宫颈癌容积旋转调强放疗计划的剂量学比较

目的:容积旋转调强放疗(VMAT)是治疗宫颈癌的有效方法之一,通过比较宫颈癌非均整与均整模式下VMAT计划的剂量学特性,分析宫颈癌非均整模式下VMAT计划的临床可行性。方法:选取2016年1月~2017年3月期间的宫颈癌患者10例,分别对同一患者的CT图像及临床靶区,用相同的处方剂量50.4 Gy在Ray Station计划系统平台设计均为两个全弧的6 MV-X射线非均整模式(6FFF)和均整模式(6X)的VMAT计划,比较6FFF计划与6X计划的剂量学特性、剂量验证通过率、机器跳数和出束时间。结果:6X与6FFF两种VMAT计划所得PTV的最大剂量D2%,平均剂量D_(mean),最小剂量D_(98%),靶区覆盖率,靶区适形指数均相差不大(P0.05);在危及器官保护上,6FFF计划中膀胱的V_(45)、平均剂量D_(mean)和小肠的V_(45)均低于6X计划;6FFF计划受到相应剂量照射的正常组织体积均小于6X计划;两种计划的剂量验证通过率均能满足治疗要求,其中6FFF计划验证通过率均值为(98.52±0.66)%,6X VMAT计划剂量验证通过率比6FFF计划略高;二者的机器跳数相比,6FFF计划平均机器跳数增加至6X计划的1.34倍(P=0.000),平均出束时间减少为6X计划出束时间的95.5%(P=0.012)。结论:6X计划和6FFF计划均能满足临床剂量学要求。在危及器官保护和正常组织低剂量照射方面,6FFF计划更具优势,有利于降低二次癌症的发生率,6FFF计划剂量验证通过率满足临床要求,二者在机器跳数和出束时间上,虽然6FFF的机器跳数增加,但出束时间反而下降,因此采用非均整模式并不会降低治疗效率。如何评估非均整模式下宫颈癌VMAT计划的临床效果,需进一步研究讨论。     

宫颈癌容积旋转调强计划中射野等中心位置的剂量学影响

目的 研究宫颈癌包含腹主动脉旁淋巴引流区的容积旋转调强(VMAT)计划设计中射野等中心位置对靶区和危及器官剂量分布的影响。方法 随机选择于2018年至2021年在天津市中心妇产科医院行放射治疗的宫颈癌根治17例和术后7例患者的CT图像进行研究。患者年龄34～71岁,平均年龄51.8岁;国际妇产科联盟(FIGO)分期为Ⅱb到Ⅲb期,病理诊断为中低分化鳞癌。所有患者均需进行腹主动脉旁延伸野照射。对每例患者,按头足方向位置分别选择射野等中心位置为近靶区头侧(Y1M)、近靶区中部(MID)、近靶区足侧(Y2M),进行分组计划设计,比较剂量学参数。结果 MID组和Y2M组在计划靶区(PTV)的95%剂量覆盖率D_95%上差异无统计学意义[MID:(46.69±1.83) Gy;Y2M:(46.74±1.81) Gy],两者均高于Y1M组[(46.52±1.80) Gy]且差异有统计学意义(P<0.05)。危及器官方面,Y2M组双侧肾脏、肝脏的平均剂量D_mean和剂量体积参数V_{6 Gy}、V_{15 Gy}等多项参...     

不同算法下鼻咽癌调强放射治疗计划中空腔和骨性结构对剂量评估的影响

评估AAA、AXB算法在鼻咽癌调强放射治疗(IMRT)中剂量计算的准确性,并分析空腔和骨性结构对剂量计算准确性造成的影响,以期指导临床应用。选取20例鼻咽癌IMRT计划导入SciMoCa中,使用蒙特卡罗算法进行独立验算,以蒙特卡罗计算结果为标准,对比光子剂量算法(AAA和AXB)对靶区和危及器官的剂量差异,以及γ通过率,并分析空腔和骨性结构对剂量分布的影响。结果表明:使用AAA、AXB算法的计划平均γ通过率分别为95.99%和96.26%,无统计学差异(P>0.05)。靶区内空腔区域AAA、AXB算法的平均剂量偏差为-2.26%和-0.33%,γ通过率为80.22%和98.55%;靶区内骨性结构区域AAA、AXB算法的平均剂量偏差为1.43%和0.17%,γ通过率为93.25%和99.72%。AAA算法下靶区内空腔区域的γ通过率与其体积呈线性正比(r=0.65),靶区骨性结构区域的γ通过率与其体积呈线性反比(r=-0.74);当空腔体积<20 cm³或骨性结构体积>10 cm³时,γ通过率均<95%。使用AAA算法时需要注意靶区内空腔和骨性结构的体积对剂量计算准确性的影响,而使用AXB算法时无需考虑空腔和骨性结构体积的影响,其计算结果与蒙特卡罗算法更接近。     

体位固定装置对鼻咽癌调强计划的剂量学影响

目的:研究头颈体位固定装置对鼻咽癌调强放射治疗计划的剂量影响。方法:随机选取9例鼻咽癌患者,对每例患者勾画两套外轮廓集合,一套仅勾画患者正常外轮廓(Plan_(without)),另一套勾画包含固定装置的外轮廓(Plan_(with))。对每例患者的两套轮廓分别设计9野调强和单弧VMAT计划。通过比较计划间的DVH参数结果、两个计划结果相减来评估头颈固定装置引起的剂量学差异。结果:对9野调强计划,Plan_(with)的靶区覆盖和平均剂量(D_(mean))相对Plan_(without)计划均有所减小。鼻咽部肿瘤靶区(GTVnx)、颈部淋巴结肿瘤靶区(GTVnd)、临床靶区与高危淋巴引流区(CTV1)以及预防照射淋巴引流区(CTV2)外扩3 mm得到的PTVnx、PTVnd、PTV1和PTV2处方剂量覆盖分别降低2.14%、10.34%、0.88%、2.86%(P0.01、P0.01、P=0.15、P0.01),D_(mean)减小0.96%、1.94%、1.07%、1.26%(P值均0.01);除脑干外各危及器官D_(mean)均有减小(最大偏差1.69%),且P值均≤0.01;后颈的皮肤剂量增加约10～15 Gy。对于VMAT,Plan_(with)的靶区覆盖和D_(mean)均减小:PTVnx、PTVnd、PTV1和PTV2处方剂量覆盖分别降低2.56%、22.42%、0.66%、1.30%(P0.01、P=0.57、P0.01、P=0.02),平均剂量分别减小了0.86%、2.45%、0.93%、1.59%(P=0.01、P0.01、P0.01、P0.01);各危及器官的D_(mean)均有减小(最大1.60%),且P值均0.01;同时,体位固定装置的存在使得入射固定装置的射线的散射和体表建成发生变化,后颈的皮肤剂量增加约6～14 Gy。结论:头颈固定装置会引起射线的衰减和建成效应变化,使得鼻咽癌计划靶区的覆盖和D_(mean)均有降低,在计划设计时需要将其包括到外轮廓内,以保证剂量计算的准确性。     

宫颈癌后装治疗剂量的调强优化方法

目的：通过计算机编程,实现两种宫颈癌后装治疗剂量的调强优化方法,并与传统的A点优化方法进行比较。方法：选择一套已放置3根施源器（1根在宫腔,2根在隆穹）的宫颈癌患者的CT图像,采用VC＋＋编程,读入图像并重建施源器,然后根据靶区器官的限量约束条件（处方剂量为5 Gy）,自动激活部分驻点,分别采用模拟退火算法和随机最小二乘法进行调强逆向计算驻点的时间。接着,设A点（宫口上2 cm,旁开2cm）为剂量参考点,取上述相同的驻点,以均等权重方式计算驻点时间。最后比较3种优化方法的剂量分布。结果：在模拟退火法、随机二乘法和A点方法中,5 Gy覆盖靶区的体积分别为84.2%、80.2%和79.5%,靶区的D90分别为4.1 Gy、4.3 Gy和3.7 Gy,直肠D2cc为4.6 Gy、3.2 Gy和3.9 Gy,膀胱的D2cc为5.0 Gy、2.7Gy和4.1 Gy,靶区剂量的均匀度为65%、49%和45%。结论：模拟退火算法可以同时兼顾靶区受量和重要器官限量,剂量均匀性好,能满足个体化后装治疗的需求。随机最小二乘法虽能提高靶区的D90,减少直肠膀胱的受量,但相邻驻点之间的时间梯度变化较大。     

宫颈癌骨髓限量调强放疗对急性骨髓抑制的影响

目的:探讨骨髓限量调强放疗（BMS-IMRT）对宫颈癌患者急性骨髓抑制的影响。 方法:将在重庆医科大学附属第一医院接受同步放化疗的138例宫颈癌患者分为BMS-IMRT组（61例）和普通调强放疗（IMRT）组（77例）。BMS-IMRT组放疗计划设计时给予骨盆单独限量:骨盆V10≤90%,V20≤70%。IMRT组骨盆不给予单独限定剂量。比较两组患者危及器官放疗毒副反应差异。 结果:在剂量学参数方面,BMS-IMRT组骨盆V5～V50及平均剂量较IMRT组显著减少（P<0.05）;而两组患者在危及器官剂量体积参数（直肠及膀胱V5～V50及平均剂量）、靶区均匀性和适形度上未见明显差异（P>0.05）。在放疗毒副反应的临床观察中,BMS-IMRT组相比IMRT组2级及以上急性骨髓抑制发生率明显下降,差异具有统计学意义（P=0.029）。而两组2级及以上急性直肠炎及膀胱炎发生率无差异（P=0.788,0.503）。 结论:相较于IMRT,宫颈癌BMS-IMRT技术可在不牺牲靶区及不增加膀胱直肠急性毒副反应的前提下,明显降低患者2级及以上急性骨髓抑制的发生率。     

算法和匹配数目对宫颈癌危及器官自动勾画的影响

目的:探讨基于Atlas实施宫颈癌危及器官自动勾画时勾画算法及匹配数目对自动勾画结果的影响。方法:基于MIM-Maestro软件建立宫颈癌Atlas模板库,入库病例数目为60例。随机选择Atlas库外10例宫颈癌患者,由临床医生手动勾画危及器官（膀胱、直肠和双侧股骨头）,并定义为参考勾画（Vref）。应用多数投票算法和STAPLE算法,匹配数分别选择1、3、5、7、9进行自动勾画。采用勾画时间（T）、相似性系数（DSC）、敏感性指数（SI）、质心偏差（DC）、Jaccard系数（JAC）、Hausdorff距离（HD）评价勾画结果,并进行单因素方差分析和配对样本t检验。结果:勾画时间随匹配数目增大呈线性增加,与勾画算法无关。多数投票算法和STAPLE算法勾画结果均显示,匹配数为1时膀胱的SI和左股骨头的DSC、HD、JAC与匹配数为3、5、7、9时有统计学差异。STAPLE算法中,直肠和双侧股骨头的SI均显示匹配数目为1、3与5、7、9有统计学差异。两种勾画算法的比较结果显示,仅双侧股骨头的SI有统计学差异。结论:基于Atlas实施危及器官自动勾画时,勾画算法对结果基本无影响,所需时间与匹配数呈正比,综合勾画结果建议匹配数目选择3。     

两种不同优化算法在胸部肿瘤调强放射治疗计划中的对比研究

目的:研究直接子野优化(DMPO)算法与多目标优化(MCO)算法在胸部肿瘤放射治疗计划设计优化过程中的差异。方法:选取20例食管癌患者,将患者在Pinnacle3计划系统的CT图像、勾画的靶区、设计参数和剂量信息等资料,通过DicomRT协议从Pinnacle3计划系统传输到Ray Station计划系统中。保持照射野设置、处方剂量不变,改用MCO算法重新优化治疗计划,比较两种优化算法在剂量分布、靶区适形指数(CI)与靶区均匀指数(HI)、危及器官(OAR)剂量、计划设计与执行效率的差异性。结果:两种算法优化的计划结果均能基本满足临床剂量要求,与DMPO相比,MCO计划靶区PGTV适形指数CIpgtv和均匀指数HIpgtv以及靶区PTV的适形指数CIptv均差别不大,但危及器官的受量明显小于前者,其中肺的V10、V20、V30、平均剂量Dmean-l,心脏的V30、V40和平均剂量Dmean-h以及脊髓最大剂量D1cm3-s和平均剂量Dmean-s,均存在显著性差异;从计划的设计时间上来看,MCO计划组明显短于DMPO计划组,而从执行效率上来看,两者差异不大。结论:对于食管癌同期加量三维调强放疗计划,与DMPO算法相比,MCO算法可得到更低的OAR剂量,并且在临床应用上明显提高工作效率。