头颈部肿瘤螺旋断层调强放疗摆位误差和计划靶区分析

目的分析螺旋断层调强放疗系统治疗头颈部肿瘤时MVCT引导下的治疗摆位误差,探讨计划靶区外放范围。方法对25例头颈部肿瘤患者放疗行597次MVCT扫描,通过对MVCT图像与KVCT扫描图像进行自动匹配和手动调节,记录三维方向上的摆位误差值,并对记录数据进行统计学分析,计算If缶床靶体积（CTV）到计划靶体积（PTV）的外放边界。结果X、Y、Z轴移动均数分别为（-0．89±1．85）、（0．76±1．91）、（0．20±1．40）mm、旋转方向上平均误差为（0．26±0．91）。。结论治疗前通过MVCT扫描,获得分次间照射摆位误差并对其加以纠正,能够提高头颈部肿瘤放疗精度,PTV-CTV外放范围X、Y、Z各方向外放5mm能够使处方剂量包绕98％的CTV体积,保证肿瘤区域的放疗剂量准确性和对正常组织的充分保护。     

螺旋断层放射治疗

螺旋断层放射治疗(Tomotherapy)是一种使用兆伏级CT(Megavoltage Computed Tomography,MVCT)图像实时引导的调强放疗(Intensity-Modulated Radiation Therapy,IMRT)[1],是本世纪放疗领域的里程碑.     

对多发转移病灶在螺旋断层治疗中影像引导方案的评估

目的 比较在靶区范围内进行一个解剖部位的图像引导与两个解剖部位图像引导两种方案对大范围多发转移病灶放疗精度的影响,为临床选择提供参考。方法 收集50例利用螺旋断层放疗机治疗的靶区长度超过50 cm的多发转移瘤患者的图像数据,将治疗分次内两个部位共计1 220次影像引导数据与定位CT图像进行配准,统计两个部位的摆位误差偏差分布,检验平移误差的一致性,并检验两个部位摆位误差的相关性。 结果 两个部位的摆位误差偏差较大,在左右（x）、头脚（y）、前后（z）方向上的摆位误差大于3 mm的频度分别为34%、46%和28%;大于5 mm的频度分别为10%、16%和8%。x、y、z方向95%一致性限度分别为（9.3,-10.6 ）、（10.5,-11.7）、（7.3,-6.9）mm,均>5 mm界值,表明两个部位的图像配置数据不一致。在x、y、z方向上的摆位误差的R²值分别为0.074、0.475、0.178（P<0.05）,在y方向上具有中等程度相关（0.4~0.6）外,x、z方向为弱相关。结论 在对大范围多发转移患者进行摆位误差修正时,建议使用分次内双解剖部位图像引导方案。     

螺旋断层固定野和旋转调强放疗技术在全身照射中的应用对比研究

目的 探究使用螺旋断层固定野调强（TD）和螺旋断层旋转调强（HT）放射治疗技术在全身照射（TBI）中的应用对比,并评估TD治疗技术下计划的质量和执行效率,指导临床选择最佳的计划设计方案。方法 对郑州大学第一附属医院收治的8例身高在120 cm左右的已行TBI的急性白血病患者进行回顾性研究,分别选择TD和HT治疗技术进行计划设计,其中TD分别设计2~12内奇数个均分射野的计划,且起始角度分别从180°和0°开始,其余计划参数都保持一致。最后对设计好的计划剂量分布进行统计,比较TD与HT治疗技术下的计划在靶区的平均剂量（PTV_Dmean）、均匀性指数（HI）和危及器官（OARs）受量,以评估计划质量,并比较治疗出束时间以评估治疗效率。结果 9野的TD计划相对于HT计划在PTV_Dmean和靶区HI能达到一致效果,差异无统计学意义。但TD<9野的计划相对于HT计划在PTV_Dmean（t=-3.12、-5.41、-20.33、-4.56、-7.22、-11.27,P<0.05）和靶区HI（t=-2.94、-5.18、-15.66、-4.31、-5.51、-9.13,P<0.05）无剂量学优势,差异有统计学意义。同时TD计划中起始角度对PTV_Dmean和靶区HI没有影响。在危及器官方面,≥ 7野TD计划与HT计划在左肺平均剂量与右肺平均剂量差异无统计学意义;左眼晶状体计划危及体积（PRV）的最大剂量（2.14±0.60）Gy与右眼晶状体PRV最大剂量（3.05±0.10）Gy在3野TD计划与HT计划差异有统计学意义（t=0.77、0.63,P<0.05）,眼晶状体PRV在最大剂量方面具有一定优势。治疗出束时间差异无统计学意义。TD计划中起始角度对左右眼晶状体PRV最大剂量、左肺平均剂量及治疗出束时间没有影响。结论 对于≥ 9野的TD调强计划相对于HT计划在靶区、危及器官及治疗出束时间方面能达到一致的结果,但在眼晶状体PRV最大剂量方面具有一定优势。     

中上段食管癌图像引导放疗中摆位误差及靶区外放边界的确定

目的 应用锥形束CT（CBCT）测量食管癌调强放疗的摆位误差,从而确定靶区外放距离;分析不同的靶区外放距离对肺和脊髓正常组织的影响。方法 选择2012年12月至2013年12月的12例中上段食管癌患者,根据每周1次CBCT所得的60组测量数据确定患者左右、头脚以及前后方向的摆位误差,根据实际测量的摆位误差结果以及靶区运动大小得出靶区外放距离,针对临床靶区CTV外放5 mm得到的计划靶区PTV以及根据实际测量摆位误差外放得到的计划靶区PTV分别制定调强治疗计划,在保证计划靶区PTV覆盖率相同（V₉₅≥95%）的情况下对两种计划的危及器官受量进行比较和统计学分析,评价参数包括双肺的V₅、V₂₀、V₃₀、平均剂量D_mean以及脊髓受量D_{1 cm³}。结果 食管癌调强放疗在左右、头脚以及前后3个方向的摆位误差分别是（2.02±1.74）、（2.02±1.93）、（2.03±1.89）mm。上段食管癌由临床靶区（CTV）到计划靶区（PTV）的外放距离为左右4.7 mm、头脚8.5 mm、前后5.6 mm;中段食管癌为左右5.0 mm、头脚11.0 mm、前后6.2 mm。两种计划比较,双肺的V-5、V₂₀、V₃₀、平均剂量D_mean和脊髓受量D_1cm³的差异有统计学意义（t=-8.23、－5.55、－4.66、－6.87、－4.67,P<0.05）。结论 根据CBCT测量结果确定摆位误差以及文献报道结果得出食管癌靶区外放边界,对于临床治疗有一定的参考意义。     

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。     

胸上段食管癌断层定野与断层螺旋放疗和容积旋转调强放疗的剂量学比较

目的 比较胸上段食管癌断层定野放疗（TD）、断层螺旋放疗（HT）和容积旋转调强放疗（VMAT）的剂量学差异,为临床上食管癌放疗方式的选择提供依据。方法 选取15例临床分期为cT_2~4N_0~1M₀的胸上段食管癌患者,分别设计TD、HT和VMAT 3种计划。比较靶区的剂量体积直方图（DVH）、均匀指数（HI）、适形指数（CI）、危及器官（OAR）受量、治疗时间和机器跳数（MU）的差异。结果 HT和TD计划的D₂和D_mean均明显低于VMAT计划;TD计划的D₉₈和HT相似,但均高于VMAT计划。对于HI,HT < TD < VMAT,3组之间差异有统计学意义（F=81.603,P < 0.05）。3组计划的CI差异无统计学意义（P>0.05）。双肺的V₁₅,HT明显高于VMAT和TD （t=3.547、-2.626,P < 0.05）。TD计划的V₂₀与HT计划的相似,但高于VMAT计划（t=2.824、3.052, P < 0.05）。3组计划中的脊髓D_max无明显差异。HT和TD的执行时间、MU均高于VMAT,差异具有统计学意义（t=21.617、15.693、10.018、7.802,P < 0.05）。结论 与VMAT相比,HT和TD计划可明显改善胸上段食管癌靶区的剂量分布,可获得更好的适形度。但VMAT比HT或TD明显降低双肺V₂₀、MU及治疗时间。TD与HT相比,HT的靶区剂量分布更好,但TD降低了双肺的V₁₅,且缩短治疗时间。     

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。     

螺旋断层调强放疗靶区外沿纵向剂量跌落及影响因素研究

目的:研究螺旋断层调强放疗(HT)靶区外沿纵向剂量跌落的变化规律及影响因素,以便对临床关于计划衔接、靶区预处理以及执行效率等方面的应用进行指导。方法:回顾性选取2019年12月份郑州大学第一附属医院放射治疗部收治的8例头颈部肿瘤患者资料作为研究对象,使用德国西门子SOMATOM Definition AS大孔径定位CT...     

胸上段食管癌螺旋断层放疗和容积旋转调强放疗的剂量学比较

目的 比较胸上段食管癌螺旋断层(HT)与容积旋转调强放疗(VMAT)计划的剂量学差异。方法 随机抽样法选取10例胸上段食管癌患者,分别设计HT和VMAT双弧照射调强放疗计划,肿瘤靶区体积(GTV)给予66 Gy/30次,计划靶区体积(PTV)给予50 Gy/30次。根据剂量体积直方图(DVH)评价靶区的D_1%、D_5%、D_95%、D_99%、适形指数(CI)、均匀性指数(HI)和危及器官(OAR)受量,比较治疗时间和机器跳数(MU)的差异。结果 HT组GTV和PTV的D_99%高于VMAT组(t=4.476、3.756,P<0.05);GTV与PTV的D_1%、D_5%、D_95%、HI和CI差异均无统计学意义(P>0.05)。HT组全肺V₁₀、V₁₅、V₂₀和全肺平均剂量(MLD)均显著低于VMAT组(t=-3.369、-4.824、-4.869、-3.657,P<0.05);全肺V₅、V₃₀和脊髓D_max差异均无统计学意义(P >0.05)。HT组治疗时间和MU数均远大于VMAT组(t=13.970、7.982,P<0.05)。结论 HT与VMAT技术均能满足胸上段食管癌放疗剂量要求。HT技术能显著减小双肺受量,而VMAT技术具备明显的效率优势。     

早期鼻咽癌临床靶区的探讨

目的 分析早期鼻咽癌调强放疗的疗效及复发模式,探讨临床靶区确定和勾画的合理性。方法 124例初治Ⅰ~Ⅱ_b期鼻咽癌接受单纯根治性调强放疗。临床靶区（CTV）根据早期鼻咽癌生物学行为特性和规律,并结合鼻咽和颈部大体肿瘤靶区（GTVnx和GTVnd）所在的解剖位置以及邻近结构的特征划分为高危和低危的临床靶区（CTV1和CTV2）。GTVnx、GTVnd、CTV1和CTV2的处方剂量分别为30次68、60~66、60和50~54Gy。分析放疗后复发病灶与靶区的关系及复发模式,统计局部和区域无复发生存率并观察急性和晚期不良反应发生率。结果 中位随访期111.4个月。局部复发2例,复发病灶均位于GTVnx内,皆为野内复发;区域复发3例,复发病灶均位于CTV2内,其中2例为野边缘复发,1例为野外复发。5年局部和区域控制率分别为98.4%和98.3%,总生存率为94.3%。未观察到4级急性和晚期不良反应,3级急性和晚期不良反应的发生率分别为9.7%和4.8%。结论 良好的局部和区域控制率、较低的野边缘和野外复发以及较轻急性和晚期不良反应提示该早期鼻咽癌的临床靶区确定和勾画较为合理,但其准确性仍需进一步临床研究。     

6D治疗床联合锥形束CT引导下妇科肿瘤摆位误差及计划靶区外放边界研究

目的 探究6D治疗床联合锥形束CT(CBCT)容积旋转调强(VMAT)治疗妇科肿瘤患者的摆位误差,以及其靶区外放边界的变化趋势。方法 妇科肿瘤术后患者20例,采用HexaPOD^TMevo RT 6D治疗床和kV级CBCT影像引导的容积调强放射治疗。所有患者常规摆位后均行校正前CBCT扫描,利用6D治疗床在线校正后,再次行CBCT扫描,治疗后第3次行CBCT扫描,分别获得校正前、校正后、治疗后X射线容积影像,所有容积图像与计划CT图像采用自动骨性标记和手动微调的配准方式,获得三维平移(x、y、z)和旋转方向(Rx、Ry、Rz)的摆位误差,分析其摆位误差及计划靶区外放边界。结果 患者共行CBCT扫描594次,6D治疗床在线校正后,分次间摆位误差在y、z、Rx、Ry、Rz轴方向上明显缩小(t=6.21、-8.60、2.13、-8.51、-3.48,P<0.05)。外扩边界M_PTV在x轴、y轴、z轴方向上分别为2.20、3.43、2.00 mm,校正前后减少幅度为4.46~6.05 mm。结论 6D治疗床联合CBCT可明显提高妇科肿瘤盆腔放疗患者的摆位精度,同时可为精确设定计划靶区外放边界提供可靠依据。     

Radiography-based treatment planning compared with computed tomography (CT)-based treatment planning for intracavitary brachytherapy in cancer of the cervix: analysis of dose-volume histograms

PURPOSE: To analyze the dose-volume histograms (DVHs) of the tumor volume and organs at risk by CT-based treatment planning compared with conventional radiography-based treatment planning for intracavitary brachytherapy in cancer of the cervix. METHODS AND MATERIALS: Fifteen consecutive patients with cancer of the cervix (1 IB1, 3 IB2, 7 IIB, 4 IIIB) were treated with plastic CT-compatible HDR intracavitary applicators and underwent postimplant pelvic CT scans with applicators in place. CT-images were transferred to the PLATO treatment planning system. The gross tumor volume (GTV) and organs at risk were digitized. Dwell positions in the uterine tandem and colpostats were identified and registered for each patient. All patients were treated with 6 Gy per fraction to Point A using radiography-based planning. For the CT-based planning, DVHs were performed for the GTV, bladder, rectum, sigmoid colon, and small bowel in the pelvis. The dose delivered to 3% volume of the organs at risk (D3%) was compared with the respective ICRU reference doses. RESULTS: For stage IB(I), IB2, IIB, and IIIB disease the mean GTV was 20.5 cc, 56.6 cc (54.2-57.2), 63.7 cc (55.4-118.9), and 77.6 cc (49.4-102.9), respectively. The 6 Gy pear-shaped volume (PSV) encompassed an average GTV of 98.5%, 89.5%, 79.5%, and 59.5% for stages IBI, IB2, IIB, and IIIB, respectively. The mean dose for the ICRU bladder point and D3% was 3.72 Gy (1.51-5.53) and 4.74 Gy (1.70-10.10), respectively. The mean dose for the ICRU rectal point and D3% was 3.97 Gy (2.09-5.37) and 3.52 Gy (2.05-4.08), respectively. The D3% for the sigmoid colon was highest (3.88 Gy), followed by the rectum (3.52 Gy), and the small bowel (3.36 Gy). CONCLUSION: Radiography-based conventional treatment planning overestimates tumor dose, especially those with more advanced tumors. To correlate DVHs for tumor control, improved tumor imaging is necessary.     

Comparison of computed tomography with magnetic resonance imaging for imaging-based clinical target volume contours in cervical cancer brachytherapy

PurposeTo compare CT- and MRI-based brachytherapy (BT) target volumes for patients with advanced cervical cancer so as to identify those who benefit most from MRI-based planning. We also studied how the natural mobility of the organ at risks (OARs) affects the given doses.Methods and MaterialsSubjects were 60 patients with International Federation of Gynecology and Obstetrics (FIGO) Stage IB–IVA cervical cancer. The CT high-risk clinical target volume (HR-CTV) was first delineated, then the MRI HR-CTV, with volume discrepancies calculated by subtraction. The DICE coefficient (DC) of similarity was calculated from a superimposition of the volumes. Maximum doses delivered to D_2cc of OARs in CT and MRI plans were compared; the effect of time on the natural mobility was analyzed.ResultsThe mean HR-CTVs and the maximum doses given to OARs in CT- and MRI-based planes were similar. Multivariate analysis showed that deep infiltration affecting the uterine corpus and bowel loops adjacent to the cervix were the factors significantly impacting on the volume discrepancy between CT and MRI HR-CTV (p = 0.001, p = 0.045) and on the DC (p = 0.005, p = 0.028). Univariate analysis demonstrated that the FIGO stage had a significant impact on DC (p = 0.022). Patients with bowel loops adjacent to the cervix had lower body mass indices (p = 0.003). The median difference between the doses given in CT- and MRI-based plans, caused by mobility, were 0.5 Gy, 0.3 Gy, and 0.45 Gy per fraction for the rectum, bladder and sigmoid, respectively. No correlation of observed uncertainties and time between image acquisitions was detected.ConclusionsCT- or MRI-based scans at BT are adequate for OAR dose–volume histograms analysis. Cervical cancer patients with deep infiltration affecting the uterine corpus, a low body mass index with bowel loops adjacent to the cervix and an FIGO Stage III–IVA benefit most from MRI-based planning of BT.     

PET-CT和4DCT结合定义非小细胞肺癌内生物靶区的放疗计划剂量学研究

目的 比较基于PET-CT与4DCT所构建非小细胞肺癌（NSCLC）原发肿瘤内生物靶区（IBTV）与生物靶区（BTV）、内靶区（ITV）体积差异,并分析IBTV应用于放疗计划的可行性。方法 15例NSCLC患者序贯完成3DCT、4DCT、¹⁸氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）PET-CT胸部定位扫描。基于4DCT 10个呼吸时相图像勾画原发肿瘤大体肿瘤体积（GTV）并融合获得ITV。基于PET图像标准摄取值（SUV）≥ 2.0阈值勾画原发肿瘤靶区并定义为BTV。以ITV和BTV融合构建内生物靶区（IBTV）,比较IBTV与ITV、BTV体积差异及空间匹配。比较基于IBTV与ITV、BTV放疗计划的剂量学参数差异。结果以中位数（四分位间距）表示。结果 ITV、BTV比较差异无统计学意义（P>0.05）,而IBTV与ITV、BTV三者间差异有统计学意义（F=22.533,P<0.05）。要包括>95%体积的IBTV,基于BTV需要外扩9.0（6.0,12.0）mm,基于ITV需要外扩10.00（7.0,12.0）mm,两者差异无统计学意义（P>0.05）。BTV与ITV的戴斯相似性系数（DSC）为0.72（0.54,0.79）。基于计划生物靶区（PBTV）或者计划内靶区（PITV）制定的调强放疗计划,仅能保证85.6%（80.5%,91.2%）的PITV或者80.2%（74.4%,87.6%）的PBTV体积达到处方剂量,而且均匀性指数（HI）和适形度指数（CI）均不理想。结论 基于PET-CT或者4DCT的放疗计划,难以保证依据ITV或者BTV外扩得到的PTV的合理剂量分布,建议参考IBTV定义PTV和制定放疗计划。     

Pulsed-dose-rate brachytherapy for uterine cervix carcinoma: 10 years of experience with 226 patients at a single institution

PurposeTo analyze the long-term results of pulsed-dose-rate (PDR) brachytherapy (BT) in cervical carcinoma patients treated at a single institution.Methods and MaterialsAll patients with histopathologically proven Stages IB–IVA cervical carcinoma, treated at our institution with PDR intracavitary BT between April 1996 and November 2007, were included in this retrospective analysis. All patients underwent primary pelvic radiotherapy (45 Gy) with concomitant chemotherapy from 1999 and PDR intracavitary BT (16 Gy to the clinical target volume), followed by hysterectomy in 124 patients.ResultsTwo hundred twenty-six patients received radiochemotherapy and BT. With a median followup of 81.7 months, the 5-year overall survival, disease-free survival, and local control (LC) were 67%, 65%, and 80%, respectively; seventy-seven relapses were observed including 38 local recurrences. Multivariate analysis showed earlier FIGO (International Federation of Gynecology and Obstetrics) stage and absence of nodal involvement to be associated with better overall and disease-free survivals. Use of three-dimensional image-guided BT planning and absence of nodal involvement were associated with better LC in the multivariate analysis. Late Grade ≥3 toxicity was experienced by 22 patients (9.7%), consisting of gastrointestinal toxicity for 6 patients, urinary tract for 10 patients, lymphatics for 3 patients, and vaginal toxicity for 3 patients.ConclusionsThis study demonstrates excellent LC rates with few late side effects with PDR BT for cervix carcinoma, similar to those reported in the literature with historical standard low-dose-rate BT.