鼻咽癌调强放疗对海马结构的剂量影响分析

目的 分析鼻咽癌调强放疗中海马结构的受照剂量及相关影响因素.方法 回顾性分析59例鼻咽癌的调强放疗计划,比较不同临床分期鼻咽癌的海马结构受照剂量及特点.结果 59例鼻咽癌患者的海马结构受照剂量受T分期影响明显,Dmax11.1 ～78.2 Gy,Dmean3.2 ～44.6 Gy,T1 ～T4期海马结构受照剂量(Dmax和Dmean)差异均有统计学意义,Dmax(F=24.2,P＜0.05)、Dmean(P=16.3,P＜0.05).其中T3、T4期病例平均受照剂量和体积明显高于T1、T2期,Dmax、Dmean分别为(58.6±14.8)Gy、(20.9±19.3) Gy和(40.8±9.4) Gy、(12.5±5.1) Gy.结论 鼻咽癌调强放疗中,海马结构可能受到较大剂量的照射,肿瘤T分期是重要的影响因素,特别在T3-4期病例放疗中值得关注.     

CBCT图像引导鼻咽癌调强放疗的精确性研究

目的 探讨千伏级锥形束CT(kV-CBCT)图像引导技术对鼻咽癌调强放疗精确性的影响。方法 331例鼻咽癌调强放疗患者每周行kV-CBCT校正扫描。计算系统误差(Σ)和随机误差(σ),摆位扩边按照Van Herk公式计算(2.5Σ+0.7σ)。结果 分析3 972个CBCT扫描图像。校正前在x、y、z方向上的平移误差和旋转误差分别为(0.95±0.79)、(1.04±0.66)、(1.14±0.63) mm 和1.32°±0.99°、1.45°±1.37°、1.25°±1.35°,校正后分别为(0.56±0.44)、(0.56±0.51)、(0.42±0.63) mm 和0.78°±0.76°、0.62°±0.85°、0.75°±0.64°。在x、y、z方向校正前的计划靶区扩边值(MPTV)分别为2.93、3.06和3.30 mm,校正后为1.71、1.76和1.49 mm。结论 应用kV-CBCT校正鼻咽癌调强放疗摆位中的线性和旋转误差明显缩小系统和随机误差,使得MPTV缩小到2 mm以内,提高了放疗的精确性。     

鼻咽癌调强放疗中实施同一计划对剂量的影响

目的 探讨鼻咽癌调强放疗过程中实施同一治疗计划的可行性。方法 选10例采用调强放射治疗的鼻咽癌患者,用Pinnacle³制定IMRT计划。在患者放疗中期重新行CT定位扫描,把基于初次定位CT图像所做的IMRT计划复制到重新定位CT图像上,使得照射野参数保持一致,测得基于两套图像计划中的肿瘤靶区、脊髓、脑干和腮腺的受量。统计在整个放疗过程中如果实施同一计划,患者靶区及各器官的剂量变化率。结果 两组计划相比,等中心层面外轮廓左右和前后长度平均缩小8%、3%。靶区PTV₁(D₉₅)减少0.6%~5.3%;放疗中期和放疗前相比右侧和左侧腮腺体积分别缩小13.1%~41.4%、12.0%~49.0%;右侧和左侧腮腺平均剂量增加5.6%~45.1%、3.3%~32.2%;脊髓最大剂量变化为-4.1%~13.9%;脑干剂量变化为-3.9%~9.3%。结论 对于采用鼻咽癌调强放射治疗的患者,在不考虑摆位误差的影响因素下,由于靶区及正常组织显著变化等因素影响有重新定位修改计划的必要性。     

呼吸运动状态对动态调强放疗剂量分布影响的研究

目的 探讨不同幅度、周期、方向的呼吸运动对动态调强放疗（IMRT）计划中靶区剂量分布的影响。方法 选取30例肺癌病例,按靶区体积大小分为A（72.0~200.2 cm³）、B（271.7~380.0 cm³）、C（498.9~684.9 cm³）3组,每组10例,平均体积分别为151.5、327.1和583.3 cm³。使用呼吸运动模拟平台带动含二维电离室矩阵的模体沿枪靶方向运动。分别转动准直器至0°和90°,在不同呼吸运动幅度（0、4、8、12和15 mm）与周期（3、4和5 s）下,采集模体等中心层面剂量。其中周期为4 s测量5次,以绝对剂量及γ通过率（3 mm/3%）为指标,分析采集剂量与治疗计划系统（TPS）输出的剂量分布差异。结果 在两个方向上,呼吸运动降低了靶区边缘内侧剂量,提高了靶区边缘外侧剂量。呼吸运动周期之间的γ通过率差异最大达3.54%（t=2.301,P<0.05）。当呼吸运动幅度超过8 mm时,γ通过率<90%,且随幅度增大而减小。静态与呼吸运动之间γ通过率的差值和靶区体积呈负相关,A、B、C 3组的平均γ通过率依次增大。5次叠加剂量的γ通过率高于单次剂量平均γ通过率,且差异有统计学意义（t=-9.36~-5.95,P<0.05）。结论 动态IMRT靶区剂量分布主要受呼吸运动幅度及自身体积影响,部分幅度下呼吸运动周期对剂量分布有影响。多次剂量实施后,可消除部分单次剂量实施误差。医师需要根据呼吸运动幅度对靶区进行合理外扩,同时优化呼吸运动方向上靶区边缘组织受量。对于靶区体积过小以及呼吸运动幅度过大的患者,应采取呼吸管理技术提高靶区剂量实施的精准性。     

调强放疗中相对重叠体积对腮腺剂量的影响

头颈部肿瘤病人的原发灶或术后瘤床经常规放射治疗后,双侧腮腺由于受到高剂量的照射造成其功能受到损伤,当腮腺所接受的平均剂量超过阈值剂量26 Gy时,通常会引起口腔干燥,严重影响长期生存患者的生活质量[1-2].     

头颈部CBCT图像对放疗剂量计算准确性的影响

图像引导放射治疗(image guided radiation therapy,IGRT)的迅速发展,为医师、物理师和治疗师提供更精确位置验证工具[1].随着机载影像设备(on board imager,OBI)的出现,IGRT进入新时代.     

基于肺通气功能图像引导的调强放疗射野角度优化研究

目的 探讨基于肺通气功能图像引导的肺癌调强放疗中射野角度优化对保护功能肺的剂量学优势。方法 选取拟行调强放疗的非小细胞肺癌患者16例,分别行双相位(呼气末和吸气末)CT定位扫描,将图像传至肺通气功能分析软件系统,获取肺通气功能的三维分布,确定功能肺(FL)区域,并传至治疗计划系统与呼气末CT定位图像进行图像融合。分别设置剂量约束参数制定两类计划:常规的调强放疗(IMRT)计划和肺通气功能图像引导的调强放疗(f-IMRT)计划,每一类计划再分别设计5野均分角度和手动设野两种子计划。IMRT以降低全肺(TL)受量为目标,f-IMRT则以降低功能肺剂量为目标。对比分析IMRT和f-IMRT两类计划中5野均分角度和手动设野之间靶区和正常组织受照的剂量差异。结果 同一类调强放疗计划下,5野均分角度和手动设野之间的PTV剂量学参数差异无统计学意义;手动设野的脊髓、食管和心脏的受量较5野均分角度均有程度不等的变化,但仅食管的平均剂量和心脏V₆₀差异有统计学意义(t=4.33、-2.37,P<0.05)。在IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的低剂量区受照体积FLV₅、FLV₁₀、FLV₂₀分别为(54.2±29.1)%、(42.5±22.1)%、(26.3±20.7)%,手动设野的分别为(30.2±18.5)%、(24.1±12.0)%、(17.8±8.9)%(t=4.87、 4.74、 2.33,P<0.05)。在f-IMRT中,5野均分角度中功能肺(FL)的FLV₅、FLV₁₀、FLV₂₀分别为(52.4±20.7)%、(37.1±12.2)%、(21.1±5.8)%,手动设野的分别为(29.2±18.3)%、(23.0±14.8)%、(16.7±9.7)%(t=5.30、4.84、2.23,P<0.05)。全肺(TL)低剂量区剂量学参数也不同程度下降(t=7.96 ~ 6.07,P<0.05)。结论 在肺癌的调强放疗中,结合肺通气功能图像优化放疗计划,并进一步优化射野方向,能有效地降低功能肺的受照剂量,可降低放射性肺炎的发生率和严重程度,改善患者的生活质量。     

前列腺癌质子调强与光子容积旋转调强放疗计划质量评估

目的研究基于计划靶区(PTV)的前列腺癌质子调强放疗(IMPT)计划与光子容积旋转调强放疗(VMAT)计划的剂量学特性,评估其计划质量差异,为临床应用提供参考。方法回顾性选取10例前列腺癌患者,分别用RayStation和Eclipse治疗计划系统基于PTV设计IMPT和快速旋转容积调强(RapidArc)计划,前者采用两平行对穿野进行多野优化(MFO),分别用笔形束(PB)和蒙特卡罗(MC)进行最终的剂量计算,数据模型源于IBA Protues Plus(IBA Group,比利时)笔形束扫描(PBS)质子治疗系统;后者采用双全弧计划,数据模型源于美国瓦里安Clinac iX直线加速器。通过剂量体积直方图(DVH)和剂量分布等比较两种治疗技术靶区和危及器官受量。结果对于靶区而言,PB-IMPT和MC-IMPT计划的均匀性指数(HI)均要略优于RapidArc计划,但适形度指数(CI)均要略低于RapidArc计划;PB-IMRT计划的D1%要明显的优于MC-IMPT和RapidArc计划,且差异均有统计学意义(Z=-2.805、-2.803,P<0.05);PB-IMPT和MC-IMPT计划在直肠V30(Z=-2.191、-1.988,P<0.05)和Dmean(Z=-2.599、-2.497,P<0.05),膀胱V30(Z=-2.701、-2.701,P<0.05)、V40(Z=-2.395、-2.395,P<0.05)和Dmean(Z=-2.701、-2.701,P<0.05)的保护上要优于RapidArc计划,且差异有统计学意义;对于前列腺癌PB-IMPT和MC-IMPT计划,除了靶区D1%(73.86±67.34)Gy(RBE)vs.(75.45±2.01)Gy(RBE)和HI(0.040±0.010 vs.0.058±0.020)有较明显差别外,其余两者之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论两种不同的治疗技术均能满足临床治疗的要求,但IMPT计划相比RapidArc计划明显地降低了危及器官的受量,更好地保护了周围正常组织,提高了计划的质量,具有较为明显的剂量学优势。     

基于12和16 bit CT图像的金属伪影校正对放疗剂量分布的影响

目的 利用金属伪影去除技术去除基于12 bit和16 bit CT图像中金属植入物伪影,分析其对图像CT值分布和放疗剂量分布的影响。方法 将金属棒插入模体中,CT扫描得到12和16 bit原始CT图像,运用归一化伪影去除法（NMAR）分别对所得到的原始CT图像进行去伪影处理,得到NMAR修正后图像。临床中选取人工股骨头患者CT图像,对其进行同样处理。比较分析各图像伪影去除前后CT值分布。在放疗计划系统中,基于各图像设计放射治疗计划,计算剂量分布,比较分析各图像的剂量分布差异。结果 12 bit图像中金属CT值为3 071 HU,远小于金属实际CT值11 080 HU;16 bit图像中金属CT值为11 098 HU,与实际值很接近。原始CT图像在金属周围含有大量伪影,CT值与参考图像CT值偏差很大;NMAR校正后图像伪影显著减少,CT值与参考图像较接近。NMAR修正后16 bit图像的剂量分布与参考图像最接近,中心轴上最大剂量偏差为1.8%;12 bit图像与参考图像在金属后方剂量差异很大,最大剂量偏差为81.6%。射线穿过原始图像伪影区域后导致剂量分布与参考图像有明显差异,引起最大剂量偏差达21.6%。结论 含有金属植入物时,基于16 bit图像进行NMAR伪影校正可以得到准确的CT值分布,从而得到准确的剂量分布。     

多叶准直器叶片位置误差对鼻咽癌调强放疗剂量的影响

目的 分析多叶准直器(MLC)叶片位置误差对鼻咽癌调强放射治疗靶区和危及器官剂量的影响.方法 选取10例已行鼻咽癌调强放疗患者计划,通过修改MLC文件,在计划文件中引入MLC叶片的位置误差,模拟调强计划执行过程中可能出现的叶片不到位情况,比较不同模拟计划与原计划的剂量学差异.结果 2 mm范围内的叶片随机误差及叶片偏移误差的剂量学影响差异无统计学意义(JP＞0.05),计划靶区(PGTV、PTV1及PTV2)D95％最大改变量为(-0.92±0.51)％、(1.00±0.24)％和(0.62±0.17)％,脊髓及脑干D0.1cc最大改变量为(1.90±2.80)％和(-1.78±1.42)％,左右腮腺Dmean最大改变量为(1.36±1.23)％和(-2.25±2.04)％.与原计划相比,当叶片外扩达2 mm时,PGTV、PTV1及PTV2的D95％和D5％受量显著增加(t=8.97、10.97、9.74、7.30、6.04、3.04,P＜0.05);脊髓及脑干D0.1cc显著增加(t=6.16、9.22,P＜0.05);左右腮腺Dmean显著增加(t=7.12、4.25,P＜0.05).结论 鼻咽癌调强放疗时,直线加速器MLC叶片在一定范围内的随机误差及叶片整体偏向一侧的位置误差对剂量分布的影响并不显著,叶片外扩及内收的位置误差对剂量分布的影响不可忽略,应加强对MLC系统位置误差的质量控制以提高放疗精度.     

准直器角度对胸上段食管癌容积旋转调强放疗剂量的影响

目的 研究不同准直器角度对胸上段食管癌病例的剂量影响。方法 选择8例胸上段食管癌病例作为研究对象,每个病例设计准直器角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°和45°的10个容积旋转调强放疗（VMAT）计划,比较不同角度下的靶区和危及器官各剂量参数以及总机器跳数。结果 通过比较10组不同准直器角度计划的各项指标结果,选取整体表现最佳的20°组和临床上使用较多的0°及45°组进行分析,显示正常组织全肺V₁₀、V₁₅和V₃₀差异有统计学意义（F=5.328、8.033、28.424,P < 0.05）,脊髓D_max和总机器跳数MU差异有统计学意义（F=9.608、4.464,P < 0.05）。其他指标差异无统计学意义（P > 0.05）。结论 在胸上段食管癌VMAT计划设计时,选择合适的准直器角度可以保证靶区剂量分布,减少危及器官受量,能更好地保护正常组织,并提高治疗效率。     

乳腺癌术后容积调强放疗下移动误差对靶区剂量的影响

目的 通过对乳腺癌术后放疗患者虚拟移动误差,预测实际临床操作中移动误差的宽容范围。方法 回顾性分析了本院近3年来的乳腺癌术后行放疗的患者。根据治疗方法不同抽取10例改良根治术后乳腺癌病例,10例保乳根治术后病例,勾画靶区,制定容积调强放疗计划,移动放疗计划中心点虚拟移动误差,以1 mm步进移动最大至5 mm,重新计算剂量后记录相应数据,记录临床靶区（CTV）的V₅₀、心脏平均量、患侧肺V₂₀,CTV的体积等数据。应用SPSS 19.0软件进行统计分析,重复测量方差分析方法分析移动中心点后靶区实际剂量的变化。直线回归分析方法分析CTV体积与CTV移动中心点后剂量变化的相关关系。结果 虚拟移动误差后在近似乳腺切线方向的轴线方向影响较小,而近似乳腺切线方向的垂直方向影响较大,且在影响较大的垂直轴线上移动超过3 mm 后的CTV（V₅₀）值下降至83.85%,低于对CTV靶区剂量的一般要求。各个方向的移动误差进行统计分析发现,除左乳B方向移动误差所导致的剂量学变化差异无统计学意义（P>0.05）外,其他方向均具有统计学意义（F=34.182、12.877、16.443、9.846、46.829、10.122、57.931,P<0.05）。手术方式（保乳术后与改良根治术后）对靶区移动的影响不大。通过相关性分析发现,乳腺癌患者靶区CTV的体积与左乳B、C及右乳B方向的移动误差所带来的影响具有线性相关（F=5.733、18.496、6.630,P<0.05）,其他方向均无线性相关,且无明显规律可循。结论 在乳腺癌术后放疗中,不论左乳还是右乳,需要对垂直于乳腺切面方向的误差尤其注意。当该方向的误差超过3 mm后, CTV明显不足。移动误差对CTV剂量的影响与乳腺癌手术方式无关,与靶区体积大小的相关性无明显规律。     

宫颈癌调强放疗中靶区变化与剂量分析

目的 通过螺旋断层放疗系统(TOMO)观察宫颈癌治疗过程中,肿瘤及邻近组织器官移动所导致的靶区受照剂量的改变。方法 选取2013年8月至2014年2月于本院行TOMO治疗的5例宫颈癌患者,每次治疗前行兆伏级CT(MVCT)扫描与计划CT图像配准后,重新计算剂量分布并勾画肿瘤及靶区。分析分次治疗间肿瘤与靶区体积、位移与受照剂量之间的关系。结果 5例患者外照射结束时宫颈肿物体积、最大径分别平均下降68.90%、26.91%(t=5.21、8.39,P<0.05)。肿瘤、子宫、临床靶区(CTV)质心左右、前后、头脚方向中位位移分别为-1.43、-7.72、0.02、0.40、-1.24、-6.51、-0.43、-1.68和-0.22 mm。CTV中位V_95%为99.40%(95.96%~100%),中位漏照体积为6.94 cm³(0~32.30 cm³)。结论 宫颈癌放疗中,肿瘤变化、位置的移动与生理运动等因素的影响,使靶区实际受照剂量与初始计划存在差异,部分靶区漏照,在图像引导放疗(IGRT)下,漏照体积较少。     

电子射野影像系统用于调强放疗剂量验证

目的 探讨电子射野影像系统(aS1000)用于调强放疗剂量验证的可行性和效率.方法 分别使用美国Varian公司生产的Trilogy直线加速器的aS1000电子射野影像系统和瑞典IBA公司的二维空气电离室矩阵MatriXX及其配套的Multicube模体对10例接受调强放疗的患者进行剂量验证,记录和比较两种方法验证的γ通过率和时间.结果 采用3％和3 mm的标准,aS1000和MatriXX验证的γ通过率分别为95.82％和99.08％,平均时间为12.7和47.8 min.结论 aS1000电子射野影像系统可以作为患者调强放疗的剂量验证工具,比MatriXX更方便快捷.     

兆伏级锥形束CT图像引导放疗所致鼻咽癌患者剂量的探讨

目的 评价和估算兆伏级锥形束CT(MV CBCT)成像系统在图像引导放疗中所致鼻咽癌患者的辐射剂量。方法 选择MV CBCT系统头颈部8 MU扫描预案,利用0.65 cm³指型电离室和CT头部剂量体模测量出体模不同位置的吸收剂量。并利用XiO治疗计划系统模拟MV CBCT扫描过程,计算体模电离室测量点的吸收剂量和鼻咽癌患者肿瘤靶区及危及器官的吸收剂量。结果 体模不同位置吸收剂量的测量值和计算值具有很好的一致性,相对误差均小于3.5%。MV CBCT图像引导放疗所致鼻咽癌患者肿瘤靶区平均剂量为6.43 cGy,脑干、脊髓和视交叉的平均剂量分别为6.36 、6.83和6.90 cGy,左、右视神经平均剂量分别为7.70和7.53 cGy,左、右腮腺平均剂量分别为6.86和6.43 cGy。结论 使用治疗计划系统模拟MV CBCT图像采集过程估算剂量准确、可靠。在设计患者治疗计划时,要充分考虑MV CBCT图像采集过程所致患者剂量。     

鼻咽癌调强放疗与常规放疗对腮腺功能影响的研究

腮腺在鼻咽癌的常规放疗中不可避免会受到高剂量放射线损伤,严重影响了患者的生存质量。调强放疗技术的应用在理论上提高疗效的同时也保护了重要器官的功能,减少了常规放疗的并发症。笔者所在科室自2002年8月开始利用调强放疗技术治疗鼻咽癌患者,同时收集同期常规放疗的鼻咽癌患者进行腮腺功能检测,以验证调强放疗对腮腺的保护作用。     

个体化调强适形放疗计划剂量验证方法的建立

目的建立个体化调强适形放射治疗（IMRT）计划剂量验证的标准方法，探索调强剂量质量保证实施规范。方法选取2005年间在本院治疗的鼻咽癌患者33例，在三维计划系统上进行计划设计，然后将治疗计划移至固体体模上，得到体模杂交计划。利用电离室和胶片剂量仪对杂交计划的计算剂量同时进行测量验证，根据预设的误差控制标准对结果进行分析评估。结果所有患者的调强计划验证结果中有32例等中心点剂量误差在5％内符合，1例超出标准则重新选取两处剂量变化较缓区域补测点剂量，结果亦在5％内符合；相对剂量的验证以5％剂量偏差和3mm距离偏差为控制标准。所有病例均能满足。结论建立个体化剂量验证的标准方法是准确执行调强放疗计划的重要保证。     

左侧乳腺癌调强放疗中心跳对左心室肌及左前降支剂量评估的影响

目的 研究左侧乳腺癌调强放射治疗（IMRT）中,心跳对左心室肌（mLV）及左前降支（LAD）剂量评估的影响。方法 选取15例女性患者平静吸气屏气下的心电门控（ECG-gated）4D-CT图像,参照心动周期以5%间隔进行图像重建,重建0~95%共20个时相的图像。分别勾画mLV及LAD。基于0%时相的图像进行左侧乳腺癌IMRT计划设计。统计各时相mLV的体积并计算相似性指数（dice similarity coefficient,DSC）;计算LAD及mLV剂量-体积指标的变化范围。结果 mLV的DSC变化率最大可达472.07%,其平均变化率约为体积变化率的8倍。mLV的体积与DSC在最大、最小值之间差异均具有统计学意义（t=-6.585、-28.870,P<0.05）。mLV的平均剂量（D_mean）变化率最高可达41.95%。mLV的D_mean、V₁₀、V₂₀、V₃₀、V₄₀在最大、最小值之间差异均有统计学意义（t=-5.260、-4.084、-3.592、-3.273、-2.566,P<0.05）。LAD的D_mean平均变化率最高可达130.14%。LAD的D_mean、V₁₀、V₂₀、V₃₀、V₄₀在最大、最小值之间差异均有统计学意义（t=-9.758、-8.810、-8.682、-7.853、-6.205,P<0.05）。结论 左侧乳腺癌放疗中,心跳对mLV和LAD的剂量评估影响不容忽视。     

电子射野影像装置位置误差对容积旋转调强放疗三维剂量验证的影响

目的 探讨电子射野影像装置（EPID）位置误差对容积旋转调强放疗（VMAT）三维剂量验证的影响。方法 5枚Suremark SL-20铅点固定于Elekta托盘上,通过采集机架在0~360°旋转中EPID图像,分析各角度下EPID相对于加速器机头的位置偏移,根据该偏移对进行三维剂量重建的EPID图像进行位置误差修正,分析EPID运动误差对剂量重建的影响。分别对16例鼻咽癌患者的VMAT计划的双弧、顺时针弧（弧1）、逆时针弧（弧2）的重建剂量与计划剂量做γ分析,并对修正前后的γ分析结果进行分析。结果 相对于0°,源到探测器距离（SID）在180°时误差最大,为1.20 cm。考虑SID变化后计算的EPID上下（y）方向误差最大为2.28 mm（等中心层面）,左右（x）方向误差在±0.5 mm以内。对16例鼻咽癌双弧VMAT治疗计划进行治疗前三维剂量验证,EPID y方向位置误差修正后3D γ通过率明显提高,5%/3 mm标准下的γ通过率提高分别为双弧（4.12±1.67）%（t=-9.86,P<0.05）,弧1（3.47±1.64）%（t=-8.46,P<0.05）,弧2（5.08±1.30）%（t=-15.63,P<0.05）;3%/3 mm标准下,γ通过率提高分别为双弧（7.63±2.24）%（t=-13.63,P<0.05）,弧1（6.03±2.07）%（t=-11.66,P<0.05）,弧2（9.17±2.23）%（t=-16.41,P<0.05）。y方向修正后,再进行x方向修正,5%/3 mm和3%/3 mm γ通过率的平均值分别提高0.23%和0.24%。结论 EPID沿加速器机架到治疗床方向运动误差明显,对三维剂量重建影响较大。在基于EPID的剂量重建中,应对其进行修正,以重建较准确的患者三维剂量分布。