驻留时间离差限制参数对三维后装计划的影响分析

目的:研究驻留时间离差限制（DTDC）参数对三维后装计划的影响。 方法:选取在中国医科大学附属第一医院治疗的30例妇科肿瘤患者计划,施源器为Fletcher单独宫腔管、全部三管和阴道施源器,每例患者治疗前扫描CT,并由医生勾画靶区和危及器官,以0.1步进修改DTDC参数,由DTDC=0到DTDC=1共制定11个计划,归一至DTDC=0时计划下相应的数值。比较CTV的V150、V200,膀胱、直肠的D2cc,驻留时间总和,计划调制指数,分析DTDC参数的修改对三维后装计划的影响。 结果:随着DTDC的增加,阴道施源器,Fletcher施源器单独宫腔管和全部三管使用时,CTV的V150和V200分别升高至105%和109%、102%和104%以及115%和120%,直肠和膀胱的D2cc分别至101%和102%、99%和99%以及115%和101%;总驻留时间分别达到DTDC=0时的96%、97%和104%。 结论:宫颈癌三维后装计划的制定针对不同的施源器应该选用合适的DTDC参数,给予患者更加合理治疗计划。     

MatriXX测量近距离放疗放射源驻留时间精度的方法研究

目的:应用二维电离室矩阵（MatriXX）测量近距离放疗后装机中192Ir在不同间距驻留点的驻留时间,并与治疗计划系统（TPS）计算的驻留时间作比较,验证放射源驻留时间的精准度。方法:采用不同角度的宫腔管（15°、30°、45 °）分别粘贴在MatriXX表面,通过后装治疗计划系统设计不同计划,计划的治疗长度设为10 cm,各个驻留点权重和时间相等,重复执行5次计划,通过MatriXX记录数据。根据临床后装治疗的要求,用MatriXX测量不同驻留点间距（2.5、5.0、10.0 mm）的时间,开展后装源驻留时间重复性和准确性实验。结果:用MatriXX测量近距离后装源不同驻留间距对应的驻留时间相对于TPS计划系统计算时间的偏差均小于±1%。另外,当驻留点间距为2.5 mm时,其驻留时间偏差最大,为0.9%;驻留点间距为10 mm时,其时间偏差最小为0.3%。结论:在合适的驻留间距范围内用MatriXX验证近距离放疗放射源驻留时间和重复性方法准确可靠,经济适用,同时选择较大的驻留间距可提高测量驻留时间的精度。     

3种宫颈癌近距离放射治疗技术剂量学研究

目的:基于三维后装不同模式近距离治疗方案,分析研究不同技术后装治疗过程中靶区和危及器官（OARs）的物理剂量差异。方法:选取72例宫颈癌患者进行回顾性分析,根据施源器的不同模式分为以下3类:常规三维腔内治疗（ICBT）组、徒手插植（ISBT）组和3D打印阴道塞（3DP-ISBT）组。分析不同组别的OARs受量情况。结果:ISBT组平均4根插植针,3DP-ISBT组平均6根插植针,3D打印阴道塞针数多于徒手插植针数量,差异有统计学意义（P<0.001）。3组两两比较,HR-CTV靶区剂量D90和HR-CTV靶区体积差异均没有统计学意义（P>0.05）。以ICBT组作为对照,膀胱受量（D0.1 cc、D1 cc和D2 cc）ISBT组和3DP-ISBT组均显著低于ICBT组（P<0.01）,但是ISBT组和3DP-ISBT组之间差异没有统计学意义（P=0.993）。直肠D0.1 cc、D1 cc和D2 cc 3组之间差异没有统计学意义。以ICBT组作为对照,小肠受量（D0.1 cc、D1 cc和D2 cc）ISBT组和3DP-ISBT组显著低于ICBT组（P<0.01）。ISBT组和3DP-ISBT组比较,小肠D0.1 cc、D1 cc和D2 cc 3DP-ISBT组显著低于ISBT组（P<0.01）。结论:通过分析3种近距离治疗模式的OARs受照剂量情况,ISBT技术相比ICBT技术在保护膀胱和小肠方面有较大的优势,其中3DP-ISBT在膀胱和小肠的保护方面是最优的,在直肠保护方面没有显示出明显优势。     

近距离放射治疗计划中等剂量曲线的绘制

本文提出一种在近距离放射治疗计划中绘制等剂量曲线的方法,该方法是网格法的一种改进算法,无需求求解两条直线间的交点,简化了计算量,同时根据近距离治疗中剂量分布的特点,简化了起点的寻找,在应用中取得良好的效果。     

二维电离室矩阵在近距离治疗的质量保证中的应用

目的:测量后装治疗机在执行治疗计划过程中放射源在各驻留点的实际驻留时间,并与计划的驻留时间比较;观察放射源到达驻留位置的重复性。方法:利用IBA MATRIXX测量科霖众制造的后装治疗机。把一个透明的食管后装适源器固定在MATRIXX表面,用后装计划系统设计一个后装计划,治疗长度为15 cm,驻留点间距为0.5 cm,共计31个驻留点,总治疗时间为105 s,各驻留点时间权重相等。执行该后装治疗计划10次,记录下MATRIXX的测量数据。在测量过程中,MATRIXX选择MOVIE模式,每次测量采样时间为0.1 s。结果:放射源在各驻留点的驻留时间均为3.4秒,总治疗时间为105.4 s,与计划时间相差0.4%;31个驻留点因放射源到位置偏差引起各相应的主测量电离室计数值的相对标准偏差均小于10%。结论:用二维矩阵电离室验证后装治疗过程中放射源的驻留时间和到达驻留位的重复性是可行的。选择较小的测量采样时间,可提高测量驻留时间的精度。     

三维治疗计划系统模拟全身照射的应用研究

目的:采用三维治疗计划系统(3D-TPS)模拟计算全身照射(TBI)的剂量分布.材料和方法:对于全身照射,设置源皮距(SSD)为380 cm,射野大小为40 cm×40 cm,光栏角度为45°,采用自制大水箱测量了直线加速器8 MV光子线水中的百分深度剂量(PDD)和离轴比(OAR).上述相同照射条件下,在3D-TPS中进行水体模的PDD和OAR的模拟计算并与之测量结果进行对比,确认3D-TPS是否能够模拟计算TBI的剂量分布.采用3D-TPS计算人形体模的TBI剂量分布,采用剂量胶片和热释光测量对计算结果进行了比较和确认.结果:对于水体模中的百分深度量和离轴比,3D-TPS的模拟计算结果与大水箱的测量结果最大误差分别为3%和6%左右.对于人形体模的模拟计算,3D-TPS的模拟计算结果与胶片和热释光的测量结果基本符合.结论:3D-TPS可以较准确地模拟计算全身照射的剂量分布.通过3D-TPS对每个特定病人制作相应补偿块,为更均匀剂量的全身照射治疗提供了可能.     

宫颈癌后装治疗中直肠、膀胱剂量的研究

目的：研究宫颈癌近距离腔内照射时直肠、膀胱的在线剂量，同时寻求减少直肠、膀胱剂量的方法。方法：随机选取10例宫颈癌患者分成两组，分别使用在阴道施源器顶端加了3mm铅皮和没加铅皮的施源器进行CT扫描后，通过网络将患者影像传入治疗计划系统，按A点600cGy的处方制定治疗计划，同时计算出直肠膀胱的剂量，然后将在^60Coγ线辐射场内校准过的IBF-5和IDF-THIN在进行宫颈癌近距离腔内照射时，插入患者的直肠、膀胱位置进行监测，得出测量点的剂量。并与计划系统中该点的剂量进行比对。结果：结果显示对于膀胱两组测得的剂量非常相似，但与计划剂量相差比较大，这是因为在治疗时电离室位置发生改变；对于直肠，两组测量结果相差较大，未加铅皮的结果跟计划结果相近，而加了铅皮的测量结果明显减小。结论：通过测量我们知道在宫颈癌腔内照射中我们要对每个患者制定个体化治疗计划并实施在线的剂量监测，同时在测量中要特别注意操作技巧。     

三维治疗计划系统参数检测与剂量验证

目的:对拓能三维治疗计划系统进行临床应用之前的系统参数检测和剂量验证并讨论。方法:(1)用电离室对TPS所需的PDD、OAR等机器参数进行检测,并将其导入TPS中,以验证实测值与TPS计算值之间的符合程度;(2)在照射区内用电离室对水箱中心轴上的三处点剂量进行测量,以验证治疗计划系统剂量计算的准确性。结果:(1)机器参数的实验测量曲线与TPS的计算曲线均符合得比较好;(2)与TPS计划剂量比较,实际测量剂量的相对误差在-0.25%～2.28%之间,平均误差为1.08%。结论:拓能三维治疗计划系统能够满足三维适形放射治疗的要求。     

三维计划治疗中等剂量线绘制的改进

本文提出了一种称做链码法的等剂量线绘制的改进算法,该方法与传统的网格法相比,无需求解直线之间的交点和两点间的距离,大大地简化了计算量,同时该算法还能遍历所有可能的等剂量点,     

CT引导下三维腔内后装放疗联合体外调强化疗在治疗晚期宫颈癌的应用价值

【摘要】目的:探讨CT引导下三维腔内后装放疗联合体外调强放疗（IMRT）、顺铂治疗晚期宫颈癌的效果。方法:选取97例晚期宫颈癌患者进行回顾性研究,其中55例患者采用CT引导下三维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗（观察组）,42例患者采用二维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗（对照组）。观察并比较两组患者治疗前后效果、危及器官放射损伤程度、患者3年预后结局差异。结果:经过联合放化疗,观察组治疗有效率显著高于对照组（98.18% vs 88.10%, P<0.05）。放疗过程中,观察组小肠、膀胱、直肠接受放疗的平均受照射剂量、2.0 cm3受照射剂量均显著低于对照组（P<0.05）,观察组骨髓抑制、放射性直肠炎、放射性膀胱炎的发生程度均显著低于对照组（P<0.05）;随访3年,两组生存率无统计学差异（P>0.05）,观察组患者3年的中位生存时间长于对照组（P<0.05）。结论:CT引导下三维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗晚期宫颈癌的效果优于二维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗,对危及器官的放射性损伤程度更低,患者的生存时间更长。     

形变配准算法在宫颈癌后装治疗分次间总剂量评估中的应用

目的:量化分析后装治疗中,使用不同累积剂量计算方法导致的总剂量评估差异。方法:使用混合形变配准算法,对32例已完成后装插植治疗的宫颈癌患者共计进行108次形变配准,并计算每个患者的形变总剂量。根据膀胱和直肠的体积控制情况将32例患者分为体积控制组（18例）和体积未控制组（14例）,计算比较组间累积剂量体积参数（D0.1 cc、D1 cc、D2 cc）和相似度系数（DSC）,并与GEC-ESTRO推荐的分次间剂量累加方法相比较。结果:DSC随形变图像相对体积比值的增大而变差。体积控制组中,GEC-ESTRO推荐方法和形变累积剂量差异（DDIR/DGEC）较小。对于膀胱,体积控制组D2 cc的DDIR/DGEC最大值为1.05,低于未控组1.07;DDIR/DGEC最小值为0.91,高于未控组0.80。提示在使用形变剂量评估过程中,形变剂量值可能比GEC-ESTRO推荐的剂量计算方法偏高5%~7%或偏低9%~20%,偏高和偏低的原因主要为参与形变的体积差异导致剂量网格缩放。而D0.1 cc、D1 cc的DDIR/DGEC更接近1。对于直肠,控制组没有观察到DDIR/DGEC偏高的情况,D2 cc的DDIR/DGEC最大值为0.99,低于未控组1.06;最小值为0.80,低于未控组0.85,但未控制组平均偏高6%。而直肠的D0.1 cc、D1 cc、D2 cc的累积剂量比值都较接近,并且差异不如膀胱显著。结论:在后装治疗中,形变体积可以影响到形变累积剂量的计算结果,合理控制形变轮廓的体积不仅有助于提高形变的准确性,而且形变总剂量评估结果更稳定,建议在后装治疗过程中重视对膀胱和直肠的体积控制。     

宫颈癌放疗中计算网格尺寸对物理剂量和生物剂量的影响

目的:定量分析剂量计算网格尺寸（DCGS）对宫颈癌放疗中物理剂量和生物剂量的影响。方法:选取Pinnacle3治疗计划系统中宫颈癌的治疗方案12例,取默认值DCGS=4.0 mm的计算网格,优化调整宫颈癌治疗方案,再改变DCGS（1.0～7.0 mm）,重新计算靶区和危及器官（OAR）的剂量,探讨靶区和OAR的物理剂量和生物剂量随DCGS的变化情况。结果:靶区和OAR的物理剂量随DCGS的变大而减小,在体积剂量直方图上表现出曲线整体向低剂量区平移。除左右股骨头外,靶区的肿瘤控制概率（TCP）和OAR的正常组织并发症概率（NTCP）也随DCGS增大而缓慢降低。PGTVnd的TCP下降率约为0.7%/mm,PTV的TCP下降率约为0.6%/mm,而膀胱和直肠的NTCP下降速度相对较快,膀胱NTCP下降率最大值为15.0%,直肠NTCP下降率最大值为13.5%。结论:宫颈癌放疗中物理剂量和生物剂量随DCGS变大而减少,靶区和OAR的物理剂量在体积剂量直方图上表现出整体向低剂量区平移,这种变化趋势会诱导研究者低估靶区的TCP及OAR的NTCP。     

IMRT联合腔内后装放疗对宫颈癌靶区、正常组织及肿瘤血管的影响

目的探讨调强放疗(IMRT)联合腔内后装放疗对宫颈癌靶区、正常组织及肿瘤血管的影响。方法前瞻性选取我院收治的82例宫颈癌患者,采用随机数字表法分为对照组和观察组,每组41例。对照组采用常规四野盒式放疗联合腔内后装放疗,观察组采用IMRT联合腔内后装放疗。比较2组患者疗效,血清肿瘤标志物[癌胚抗原(CEA)、鳞状细胞癌抗原(SCCA)、糖链抗原153(CA153)],靶区及正常器官受量,肿瘤血管形成指标[血清血管内皮生长因子(VEGF)、CD31、血管生成素-2(Ang-2)、低氧诱导因子-1α(HIF-1α)],不良反应发生率,中位无进展生存期(PFS),治疗后6个月、1年总生存率。结果观察组治疗有效率、疾病控制率高于对照组(P<0.05)。观察组CTV、PTV、CTV处方剂量覆盖体积、达100%处方剂量的体积(V100)、达90%处方剂量的体积(V90)高于对照组(P<0.05);观察组小肠、直肠、膀胱、股骨头、骨髓中V30、V45、平均剂量低于对照组(P<0.05);观察组股骨头、骨髓中V10、V20高于对照组(P<0.05)。观察组治疗后2周及1个月CEA、SCCA、CA153、CD31、VEGF、Ang-2、HIF-1α均低于对照组(P<0.05)。观察组泌尿系统、血液系统不良反应发生率均低于对照组(P<0.05);观察组中位PFS长于对照组,1年总生存率高于对照组(P<0.05)。结论IMRT联合腔内后装放疗治疗宫颈癌能提高靶区内放疗剂量,减少危及器官的受照剂量,促进病灶消退,抑制肿瘤血管形成,延长中位PFS,提高1年总生存率,降低不良反应发生率,可作为不能手术宫颈癌患者的一种有效疗法。     

宫颈癌后装放疗中剂量的体积优化和逆向模拟退火优化的比较分析

目的:比较宫颈癌腔内联合组织间插植三维后装计划中体积优化和模拟退火逆向优化（IPSA）剂量分布的差异,为其在治疗中计划设计优化方案的选择提供依据。 方法:选取15例进行了三维后装治疗的宫颈癌患者,原执行体积优化,基于原始图像重新设计IPSA计划,配对t检验两种优化方法的剂量学差异。 结果:在两组间靶区V100%和V150%以及均匀性指数方面无统计学差异（P>0.05）。而靶区的适形度指数的平均值有着显著差异［体积优化（0.77±0.11）,IPSA优化（0.82±0.07）］,且具有统计学差异（P<0.05）。在OAR方面,与体积优化相比,IPSA优化使OAR的受照剂量明显降低,统计学差异明显（P<0.05）。 结论:与体积优化方法相比,IPSA优化在提高靶区适形度指数的同时,更好地对OAR起到保护作用,且计算过程相对简捷,是临床上更可取的计划优化算法。     

宫颈癌术后调强计划稳健性研究

目的:通过移动等中心模拟系统误差,探讨宫颈癌术后调强放射治疗（IMRT）中剂量分布受系统摆位误差的敏感程度。方法:分别制定30例宫颈癌术后IMRT计划,在治疗计划中移动等中心,假设每次治疗时系统误差都为同一方向,每位患者沿原始x、y、z轴各移动等中心±3.0、±5.0和±7.0 mm模拟左右、腹背、头脚方向系统摆位误差对剂量分布的影响,在不改变优化条件的情况,重新计算剂量分布,得到30个参考计划与540个再计划DVH参数。配对t检验不同方向差异。结果:误差为3、5和7 mm时,CTV D98和PTV V95下降平均偏差分别为0.16%和0.55%、0.44%和1.72%、0.89%和3.41%;小肠、直肠、膀胱、左股骨头和右股骨头V50超标频率分别为2.22%、0.00%、0.00%、0.00%和0.00%,11.11%、2.22%、0.00%、4.44%和4.44%,15.56%、6.67%、2.78%、13.33%和14.44%。采用配对t检验对不同方向误差进行对比时发现:（1）y轴方向摆位误差比x和z轴方向对CTV D98和PTV V95影响更敏感（P<0.05, P<0.05）;（2）背方向摆位误差比其他方向对小肠和膀胱V50 影响更敏感（P<0.05, P<0.05）;（3）腹方向摆位误差比其他方向对直肠V50影响更敏感（P<0.05）;（4）右方向摆位误差比其他方向对左股骨头V50影响更敏感（P<0.05）;（5）左方向摆位误差比其他方向对右股骨头V50影响更敏感（P<0.05）。结论:摆位误差较小时（<5 mm）,靶区剂量和小肠、膀胱、直肠、左右股骨头V50受摆位误差敏感程度较小,宫颈癌术后IMRT计划较稳健。当摆位误差增大时,宫颈癌术后IMRT计划不再稳健,治疗前一定需要寻找原因,如有必要还需重新做体位固定装置。     

Monaco与Pinnacle计划系统在宫颈癌容积旋转调强计划中的剂量比较及分析

目的:比较和分析基于Monaco和Pinnacle这两种计划设计系统设计宫颈癌放疗容积旋转调强（VMAT）计划的剂量差异,探寻更适用于宫颈癌VMAT计划设计的计划设计系统。 方法:选取11例在云南省肿瘤医院接受根治性放射治疗的宫颈癌病人。在定位CT数据、靶区和危及器官完全一致的前提下,分别基于Monaco系统和Pinnacle系统为病人设计VMAT计划,即VMATMONACO和VMATPINNACLE。比较两个计划中靶区的剂量分布、适形指数、均匀性指数及危及器官的剂量体积差异,探讨两种TPS在设计宫颈癌根治放疗VMAT计划中的优劣,以及产生这种优劣的原因。 结果:就PGTVnd和PTV的适形指数而言,VMATMONACO和VAMTPINNACLE计划的差异不具有统计学意义（P>0.05）。就PGTVnd的均匀性指数而言,VMATPINNACLE优于VMATMONACO,差异具有统计学意义（P<0.05）。VMATMONACO和VMATPINNACLE在直肠、膀胱的低剂量区不存在差异（P>0.05）;在高剂量区域,VMATMONACO显现出优于VMATPINNACLE的趋势;在直肠和膀胱的平均剂量上,VMATMONACO明显低于VMATPINNACLE,差异具有显著统计学意义（P<0.01）。VMATMONACO的小肠和股骨头的剂量明显低于VMATPINNACLE,差异具有显著统计学意义（P<0.05）。 结论:宫颈癌VMAT计划中,相较Pinnacle 系统,选用Monaco系统设计放疗计划存在潜在的剂量学优势。     

基于3种配准方法的宫颈癌外照射放疗累积剂量研究

目的:拟基于3种配准方法（B样条弹性配准、仿射配准和刚性配准）,探讨宫颈癌外照射放疗累积剂量及其差异。 方法:选取2015年1月~2016年2月期间进行了两次放疗定位的10例宫颈癌病例。首先,以第二次扫描的CT图像为参考,采用归一化的互信息（MI）和平均绝对差（MAD）评价3种配准方法（B样条弹性配准、仿射配准和刚性配准）的精度。然后,分别采用上述3种方法,将第一次放疗的IMRT剂量,累积到第二次扫描的CT图像,得到3种配准方法的累积剂量DB、DF和DG,最后,以DB为基准,分别比较DF与DB、DG与DB的差异。 结果:配准精度:本文3种配准方法的MI值分别为1.27±0.02、1.24±0.03和1.24±0.02,MI值越大,精度则越高;MAD值分别为4.93±1.03、6.36±1.59和6.76±1.77,MAD值越小,精度则越高。累积剂量差异:DF与DB、DG与DB的MAD分别64.8±49.7和72.9±47.5,MAD值越小,剂量差异越小。DF与DB、DG与DB在直肠和膀胱的V50偏差较大,但是在本研究所选的DVH参数（直肠和膀胱的D50%、V50,CTV和GTV的D95%、Dmean）均没有统计学差异。 结论:对于不同分次的宫颈癌外照射CT图像进行配准,建议采用三维弹性配准方法,其配准精度较高,能获得较准确的即往放疗总剂量。