用于调强治疗计划设计的射野方向自动优选算法

目的:建立一种基于危机器官避让原理(Organ at Risk Avoidance Theory)及混合整数线性法(Mixed Integer LinearProgramming(MILP))的射野方向自动优选算法,并用于三源调强治疗装置提供的非共面射野池(Non-coplanar BeamsPool)的射野方向的优选。方法:(1)利用基于危机器官避让原理的自编程序从已知非共面射野池中初选出30个较优射野;(2)利用MILP程序LPSolve IDE对初选出的30个射野进行调强优化,筛选出预先设定的射野方向数组合,同时计算出射野强度分布;(3)对前列腺癌和鼻咽癌病例,对比分析了相同射野数的共面均分角射野计划和经射野方向优化的计划的DVH图,剂量分布图及危机器官平均剂量。结果:射野方向自动优选算法能够有效的筛选出临床所需要的射野方向数组合,得到相应的调强治疗计划,靶区剂量相同的情况下,危机器官所受剂量显著减少。结论:我们提出的自动优化非共面射野方向的算法可以很好的用于已知射野方向池(如三源调强治疗装置)的射野方向优选和射野强度优化问题。     

调强计划对射野角度敏感性的研究

目的:通过改变调强计划中各射野的角度,探究调强计划对射野角度的敏感性,为调强计划设计角度的选择提供科学指导。方法:选择首治鼻咽癌患者三例做调强放疗计划。每例计划均由有多年经验的物理师来做。之后分别在做好的计划基础上,只对射野的角度作调整其他参数的设置保持不变,射野角度做10°大小的改变。经逆向优化、剂量计算后用等剂量曲线和剂量-体积直方图(DVH)评价治疗计划,并分别记录每次改变角度后靶区剂量和靶区周围重要器官的受量,评价参数包括:PTV靶区的D5%、D95%、平均剂量(mean dose)、适形度(TVR)、剂量不均匀性指数(HI)和靶区周围重要器官的受量等。结果:在这些评价参数中仅鼻咽癌病例3的PTV靶区的D95%(P=0.01)和鼻咽癌病例2脊髓最大受量(P=0.01)有显著性差异(P<0.05),即有统计学意义。其他评价参数均较接近,差异无统计学意义(P>0.05)。即在不同射野角度组合的调强计划中,评价数据大都无显著性差异。结论:改变射野角度,调强计划靶区剂量和危及器官受量总的来说变化不明显,即调强计划对射野角度小范围(10°以内)改变不敏感。     

非共面射野在中心型肺癌调强放疗中的应用

目的：探讨非共面射野在中心型肺癌调强放疗中在降低双肺受照剂量、提高靶区剂量方面的优势。方法：选取10例中心型肺癌患者,每例患者分别建立5野调强计划和在5野基础上加一个非共面射野的6野调强计划。比较90％和95％处方剂量包的靶区体积,以及双肺V5、V1O、V20、V30。结果：应用非共面射野的调强计划对提高95％处方剂量包的靶区体积有统计学意义,对提高90％处方剂量包的靶区体积无统计学意义。对降低全肺V5、VIO、V20、V30有统计学意义。结论：在中心型肺癌调强放疗中,非共面射野的应用于对提高靶区剂量,降低双肺剂量有一定的优势。     

不同射野方法在宫颈癌术后放射治疗中的剂量学比较

目的 分析比较3种不同射野方法在宫颈癌术后放射治疗中的剂量学情况.方法 选择30例宫颈癌术后放射治疗患者,年龄37～68岁,中位年龄54岁.对所有病例进行3种不同射野方法计划设计,分别为5野调强放射治疗(5FIMRT)、7野调强放射治疗(7FIMRT)、单弧容积旋转调强放射治疗(VMAT),处方剂量均设计为45 Gy/...     

胃癌术后不同布野方案对调强放疗剂量分布的影响

目的:探究胃癌术后不同布野方案对调强放疗剂量分布的影响。方法:选择42例行胃癌术后放疗的患者,采用7野等角度均分静态调强计划（方案A,射野方向为0°、52°、104°、156°、214°、256°、308°）、5野等角度均分静态调强计划（方案B,射野方向为0°、72°、144°、216°、288°）及4野固定照射野静态调强计划（方案C,射野方向为20°、90°、180°、310°）,比较不同布野方式下靶区、危及器官受量及靶区适形度指数、均匀性指数差异。结果:不同射野计划方案靶区受量指数及均匀性指数比较差异无统计学意义（P>0.05）,但方案A的适形度指数显著优于方案B、C（P<0.05）。不同射野计划方案脊髓Dmax及Dmean、肝脏V30和Dmean、左右肾脏V20和Dmean等方面差异具有统计学意义（P<0.05）。方案A的脊髓Dmax及Dmean、肝脏V30以及右肾V20等参数优于方案B（P<0.05）;方案C的肝脏V30和Dmean以及左右肾脏V20和Dmean均显著优于方案A、B（P<0.05）。结论:在胃癌术后放疗中,4野静态调强计划能在保证靶区剂量的同时,可更好地保护危及器官。 【关键词】胃癌;调强放射治疗;布野方案;剂量学     

容积旋转调强与固定野动态调强低剂量区比较

目的:对容积旋转调强(VMAT)和不同射野数的固定野动态调强(IMRT)的低剂量区进行比较,探讨具有低剂量敏感危及器官的肿瘤适用射野技术。方法:用Eclipse 10.0计划系统,在(30×30×30)cm~3均匀模体中模仿常见肿瘤,从简单到复杂依次勾画圆形、C形、H形、S形、X形及π形靶区,给予处方50 Gy/25 Fx,用5野、7野、9野IMRT和VMAT进行计划设计,所有优化限制条件均相同。将靶区外缘2.5 cm至模体表面区域作为低剂量统计区,统计不同技术低剂量区的V_5、V_(10)、V_(15)、V_(20)、V_(30)及平均剂量差异,以及靶区适形指数(CI)。结果:5野IMRT V_5、V_(10)、V_(15)低剂量区与VMAT和7,9野IMRT相比较低,有统计意义。VMAT的CI比IMRT好,VMAT的V_(30)体积与5野和7野IMRT相比更低,与9野技术没有统计学差异。其他低剂量区VMAT和IMRT相比没有统计学意义。结论:对于肿瘤周围有低剂量敏感危及器官的肿瘤,比如胸部肿瘤,V_5低剂量区会增加2级以上放射性肺炎发生率,所以尽可能采用5野以下IMRT。危及器官对低剂量区不敏感的其他部位肿瘤,VMAT技术与IMRT相比有更好的靶区适形度,治疗时间更短,所以VMAT技术有较大优势。     

电子射野影像系统用于患者调强放射治疗计划剂量验证分析

目的分析电子射野影像系统(EPID)用于调强放射治疗计划剂量验证的准确性。方法选择2014年南通市第一人民医院住院行放射治疗宫颈癌术后患者10例,年龄45~71岁,中位年龄56岁。采用7野均分(0°、52°、104°、156°、208°、260°、310°7个角度)进行计划设计及剂量分布计算,获取归零野和实际野验证时叶片位移偏移、射野通过率,并将EPID归零野验证结果与PTW电离室矩阵归零野验证的射野通过率结果进行比较。结果EPID归零野和实际野验证获得的叶片偏移1 mm以内百分比数值的绝对值差异不大,但在208°、260°及310°3个角度差异有统计学意义。射野验证通过率在0°、52°时差异无统计学意义,而104°、156°、208°、260°、310°时差异有统计学意义。EPID归零野验证时获得的射野通过率与PTW电离室矩阵的验证结果差异无统计学意义。结论 EPID可以应用于调强计划的验证。     

射野大小对全脑调强放疗计划EPID验证结果的影响

目的:利用电子射野影像系统（EPID）对全脑调强放疗计划进行γ测试,寻找计划设计对测试结果的影响,以此分析如何优化全脑调强计划以及推测EPID在剂量验证方面的局限性。方法:选取67例全脑放疗患者,对其放疗计划用加速器自带的EPID进行计划验证,对于容积旋转调强放疗（VMAT）计划统计并分析X方向射野大小与γ（3 mm/3%）通过率的关系,对于调强放疗（IMRT）对比分析大野调强和分野调强计划γ（3 mm/3%）通过率的差异。结果:VMAT计划验证结果发现X方向小于15 cm的射野γ（3 mm/3%）通过率普遍优于大于等于15 cm的射野,利用SPSS软件进行t检验,发现结果具有统计学意义（t=-3.828, P<0.05）;IMRT验证结果发现,X方向大于等于15 cm的射野会包含两个子野,合野验证时其交叠部分γ（3 mm/3%）通过率较差,而采用分野验证时,由于无交叠则通过率普遍较好。结论:全脑放疗VMAT计划将X方向射野控制在15 cm以内可以提升多叶准直器调节能力,并提高EPID验证的γ（3 mm/3%）通过率;EPID原件对低剂量区的响应偏差会导致全脑IMRT大野调强计划两子野交叠处γ（3 mm/3%）通过率较差,改用分野验证可以显著消除这种影响。     

鼻咽癌放射治疗正向调强计划设计方法

目的利用正向调强计划实现鼻咽癌放射治疗计划设计,总结出适合笔者单位的计划设计方案。方法选择2009年1月至2010年5月40例鼻咽癌患者,其中男性26例,女性14例,年龄30～70岁,平均年龄45岁。进行鼻咽癌治疗计划设计,讨论鼻咽癌计划设计的技巧。根据靶区和危及器官的形态和位置、预设射野方向,人工设置射野形状,根据处方剂量做射野权重的优化,再人为增加子野并调整子野形状,再优化,循环调整和优化,最后得到合适的计划。结果在所有病例中,一般预设7个大野,角度是210°、260°、300°、0°、60°、100°、150°,实际射野角度可以在预设方向附近做调整。根据处方剂量设计计划,大体靶体积(GTV1)为(6636.45±126.43)cGy,均匀度为1.0660±0.0217;临床靶体积(CTV1)为(6396.08±106.01)cGy,均匀度为1.1440±0.0306;CTV2为(5647.16±197.53)cGy,均匀度为(1.0860±0.0456)。并且所有计划基本满足90%CTV达到100%处方剂量,95%以上GTV达到100%处方剂量。结论调强放射治疗(IMRT)是先进的放射治疗技术,但正向调强计划的优劣很大程度上取决于操作者的经验,掌握合适技巧,运用合理方案,才可以得到符合要求的计划,总体说来鼻咽癌的正向调强计划比逆向调强计划有更加灵活的射野形状设置和权重给予,更有助于满足临床要求。     

调强放射治疗“end to end”质量控制核查中应用针尖电离室测量小野剂量的初步研究

目的:在调强放射治疗“end to end”质量核查中,探讨应用针尖电离室对调强放射治疗小野照射进行绝对剂量测量的研究。方法:选择3省20家医院,将放有热释光剂量计TLD（距模体表面距离约7.5 cm）和胶片的国际原子能机构（IAEA）模体进行CT扫描,图像导入放射治疗计划系统（TPS）中,设计治疗计划,进行7野等中心调强照射,MLC照射野大小>2 cm×2 cm且<4 cm×4 cm。同时针尖电离室（0.015 cc）放在固体水模体距模体表面7.5 cm下进行点剂量绝对剂量验证:（1）将治疗计划中射野角度归零平移到固体水模体中进行剂量验证;（2）治疗计划射野角度不归零时为实际治疗照射方向,平移到固体水模体中进行绝对剂量验证。结果:在调强放射治疗多叶光栅小野照射的固体水模体中,用针尖电离室测量的绝对剂量与TPS计算得到的绝对剂量比较,7野照射方向归为零度时,比较偏差<5%;实际照射方向时,比较偏差<5%。验证后的计划,在IAEA模体上进行实际7野调强治疗,模体中的高剂量靶区胶片（Gafchromic EBT3 film）绝对剂量通过率均≥90%（Gamma分析:3%, 3 mm）,TLD偏差<7%。均符合IAEA提出的标准。结论:在调强放射治疗多叶光栅小野照射时,可以应用针尖电离室作为绝对剂量验证的一个方法。