宫颈癌三维后装治疗插植针路径优化的可行性研究

目的 比较宫颈癌腔内结合插植后装治疗(IC/IS BT)时徒手方式插针计划与虚拟优化插针计划的剂量学差异,探讨现有插植后装计划的改善空间。方法 回顾性分析18例宫颈癌高剂量率放疗计划,利用Nucletron Oncentra三维近距离治疗计划系统在已实施的徒手方式插植后装治疗计划(Treatment-Plan)的基础上,再为每例患者设计一个虚拟优化插植后装治疗计划(Optimized-Plan)。运用剂量体积直方图评估两种计划的高危临床靶区剂量分布、危及器官受量及计划执行效率。结果 两种计划相比较,Optimized-Plan显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布(P=0.000、0.008)。膀胱、直肠、乙状结肠和小肠的D0.01 cm³、D1 cm³、D2 cm³和D5 cm³差异均有统计学意义(P<0.05),Optimized-Plan可以降低危及器官受量,膀胱、直肠、乙状结肠、小肠D2 cm³分别减小60.41、36.43、27.53、12.43 cGy。计划执行时间上,Treatment-Plan为(857.92±243.39) s,Optimized-Plan为(804.53±239.13) s,平均缩短53.39s (P<0.001)。结论 虚拟优化插针计划比徒手方式插针计划显示出更适形的靶区覆盖和更均匀的剂量分布,同时各危及器官受量都有不同程度降低,计划执行时间缩短。     

CT引导徒手腔内联合插植自适应后装与传统A点后装治疗宫颈癌剂量比较

目的 探讨CT引导徒手腔内联合插植实现影像引导自适应后装(IGABT)相较于传统A点二维后装(CP)剂量学优势,明确其在宫颈癌治疗中的价值。方法 选取在中山大学肿瘤医院行全量放疗的宫颈癌患者 26例,每例患者行4次后装治疗。治疗时先徒手置入宫腔管及2根插植针,后增加插植针数量并调整方向、深度,分别行CT扫描获得2套图像。勾画高危临床靶区(HRCTV),A点和危及器官(直肠、膀胱及乙状结肠)。在2套图像上分别行CP和IGABT计划设计,并配对t检验、Wilcoxon检验两者剂量参数差异。结果 以CP计划的覆盖指数(CI)进行分组,A组(CI≥0.90)包含20个CP和对应IGABT计划,B组(CI<0.90)包含84个CP和对应IGABT计划。A组的HRCTV体积及肿瘤直径明显小于B组(46.7cm³∶62.1cm³,P<0.001及3.1cm∶4.4cm,P<0.0001)。IGABT显著提高所有及B组D90%及覆盖指数,降低膀胱剂量,减少A组乙状结肠剂量,并改善剂量适形度及均匀性。结论 IGABT能提高靶区覆盖、剂量适形度和均匀性,保护危及器官,且对肿瘤较大的患者仍有优势。     

等效均匀剂量在宫颈癌腔内联合插植近距离治疗中的应用

目的 探索等效均匀剂量(EUD)在宫颈癌腔内联合插植近距离治疗(BT)计划中的应用。方法 随机选取在天津医科大学肿瘤医院接受腔内联合插植BT的宫颈癌患者20例,分别进行基于EUD和混合EUD (h-EUD)计划的优化设计,分析比较计划结果与预先的混合逆计划优化(HIPO)计划间剂量学差异。为进一步评估EUD目标在优化设计中的作用,对所有病例增加了虚拟的均匀组织间插植实验。结果 3种优化计划具有相似的适形指数,与HIPO计划相比,EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D2cm³分别减少了0.22、0.23、0.28 Gy,平均EUD分别减少了0.14、0.20、0.15 Gy;h-EUD计划的膀胱、直肠、小肠平均D2cm³分别减少了0.16、0.22、0.24 Gy,平均EUD分别减少了0.20、0.13、0.16Gy (P均<0.05)。在虚拟插植实验中,EUD目标能对危及器官提供更加显著的剂量改善。结论 宫颈癌腔内联合插植BT采用EUD优化方法能在保证靶区剂量基本一致,并有效降低正常组织受量、改善治疗计划。     

准直器角度对肺癌SBRT-VMAT治疗计划的影响

目的:研究准直器角度对中央型非小细胞肺癌(NSCLC)患者体部立体定向放射治疗(SBRT)容积旋转调强(VMAT)计划剂量学影响。方法:选取10名中央型NSCLC患者进行VMAT计划设计。使用Varian Eclipse系统,6 MV FFF X射线,最大剂量率1400 MU/min。机架角度:CCW 179°~181°、CW 181°~179°,双弧准直器角度互组,0°~90°每间隔10°设置准直器角度,即为(0°,0°)、(10°,350°)、(20°,340°)、(30°,330°)、(40°,320°)、(50°,310°)、(60°,300°)、(70°,290°)、(80°,280°)和(90°,270°)制定十个计划。在处方剂量相同并且处方剂量线包绕相同靶区体积的前提下(归一至80%),比较计划靶区参数:D 95%、V 90%、适形度指数(CI)、梯度指数(GI)、D 2 cm以及机器跳数(MU),危及器官参数:双肺(D 1500 cm³、D 1000 cm³)、心脏(D 15 cm³)、脊髓(D 1.2 cm³、D 0.35 cm³)。用SPSS软件对每个分析指标做Wilcoxon符号秩检验,判断差异是否具有统计学意义。结果:在有统计学意义的基础上,10组计划中,准直器角度为60°时(P<0.05),靶区D 95%剂量最高,准直器角度为50°时(P<0.05),靶区V 90%最高。CI和GI在0°最佳。危及器官双肺(D 1500 cm³、D 1000 cm³)、心脏(D 15 cm³)、脊髓(D 1.2 cm³)受照剂量均在0°最低,脊髓D 0.35 cm³在整个角度范围内不具有统计学差异。此外,所有计划中危及器官受照剂量均远远低于计划规定值,其中双肺(D 1500 cm³)在50°的剂量与最低值仅相差4.1%(P<0.05),心脏(D 15 cm³)在60°的剂量与最低值仅相差3.4%(P<0.05)。结论:改变准直器角度对肺癌SBRT-VMAT计划剂量有明显的影响。选择合适的准直器角度,正常组织受照剂量远远低于计划限量时,靶区体积剂量明显提高,但计划复杂度也略有提升。在临床计划设计过程中,应充分考虑准直器角度的影响,制定更合适的治疗计划。     

经阴道3D打印个体化模板在宫颈癌后装治疗中的应用价值研究

目的 介绍一种经阴道3D打印后装腔内联合插植治疗个体化模板设计方法,比较该方法和徒手插植方法的剂量学和操作安全性差异。方法 研究选取40例行¹⁹²Ir高剂量率腔内联合插植后装治疗计划。实验组为20例使用经阴道3D后装个体化模板设计方法,用基于CT影像的预计划方法设计插植针路径,用3D打印技术创建个体化模板实体和插植针路径,最后在CT引导下置入模板。对照组选取20例腔内联合徒手插植治疗计划,徒手插植方法不做预计划并且插植针方向由操作医生经验决定。结果 两组计划HR-CTV的分次D90相近,实验组正常组织D2cm³的剂量有较显著改善,且肿瘤靶区内高剂量区体积和剂量适形性指数均有改善。实验组共使用273次插植针,脱靶次数为1次,未出现插植针刺穿正常组织事件。对照组共使用203次插植针,脱靶次数4次,且观察到3次刺穿正常组织事件。结论 3D打印后装腔内联合插植治疗个体化模板方法对比徒手插植方法有剂量学优势,并且操作更安全,实际治疗可达到预计划剂量设计要求。     

三维后装治疗中一种逆向剂量优化算法

目的 探讨三维后装治疗计划中一种逆向剂量优化算法(GBPO)的实现方法和结果。方法 GBPO使用标准的二次目标函数,优化代码基于LBFGS算法。回顾性选择了 7例使用不同施源器治疗的宫颈癌患者和 15例使用了三管施源器治疗的宫颈癌患者,先用等剂量线定性评估GBPO计划的质量,然后统计剂量体积直方图(DVH)参数(CTV D100%、V150%,危及器 官D0.1cm³、D1.0cm³、D2.0cm³),评估GBPO计划、IPSA计划和Graphic计划之间的差异。结果 对于使用不同施源器的 7例患者,GBPO都可以优化出适形的剂量分布,GBPO计划、IPSA计划和Graphic计划之间靶区和危及器官的DVH参数相近。对于使用了三管施源器的 15例患者,GBPO计划和IPSA计划之间DVH参数也相近,GBPO计划和Graphic计划之间危及器官DVH参数也相近,但是GBPO计划CTV的D100%高于Graphic计划(P<0.01),V150%低于Graphic计划(P<0.01)。结论 采用逆向剂量优化算法GBPO制订的计划在靶区覆盖和危及器官保护方面与IPSA计划相似,GBPO可集成在三维后装治疗计划系统中。     

后装放疗剂量验证软件研究

目的 报道一套独立后装放疗剂量验证软件的实现方法和结果。方法 后装放疗剂量验证软件采用模块化结构设计,以Visual C++为开发平台,剂量计算算法采用AAPM TG 43报告推荐的公式。回顾性选择已完成治疗的宫颈癌患者6例,每例患者都使用了不同的施源器,用剂量体积直方图参数和γ通过率(0.1cm,5%)评估验证软件和计划系统剂量计算结果的偏差。结果 与计划系统剂量计算结果相比,验证软件剂量计算结果的γ通过率均>98%。靶区D100%和D90%的偏差最大值分别为0.29%和0.53%,危及器官D0.1cm³、D1cm³、D2cm³的偏差均<0.5%。结论 仅需极少的人机交互,该剂量验证软件能验证后装临床治疗计划剂量计算的准确性。     

后装放疗剂量验证软件研究

目的 报道一套独立后装放疗剂量验证软件的实现方法和结果。方法 后装放疗剂量验证软件采用模块化结构设计,以Visual C++为开发平台,剂量计算算法采用AAPM TG 43报告推荐的公式。回顾性选择已完成治疗的宫颈癌患者6例,每例患者都使用了不同的施源器,用剂量体积直方图参数和γ通过率(0.1cm,5%)评估验证软件和计划系统剂量计算结果的偏差。结果 与计划系统剂量计算结果相比,验证软件剂量计算结果的γ通过率均>98%。靶区D100%和D90%的偏差最大值分别为0.29%和0.53%,危及器官D0.1cm³、D1cm³、D2cm³的偏差均<0.5%。结论 仅需极少的人机交互,该剂量验证软件能验证后装临床治疗计划剂量计算的准确性。     

容积调强弧形治疗与质子调强放疗在室性心动过速放射消融中的计划对比研究

目的 模拟室性心动过速(VT)患者行立体定向消融体部放疗,探索质子调强放疗(IMPT)的剂量学优势。方法 对资料完整的5例患者的胸部定位CT图像均分别勾画左心室的心尖部、心前壁、间隔壁、下壁、外侧壁心肌全层共25个大体靶体积(GTV)。GTV三维外扩5 mm为ITV,ITV外扩3 mm为PTV。每个靶区均分别设计容积调强弧形治疗(VMAT)与IMPT计划。处方剂量为单次25 Gy (RBE)。比较两种计划靶区及危及器官剂量参数。结果 中位ITV体积45.40cm³(26.72~67.59 cm³),所有计划均达到足够的靶区覆盖(ITV V95%Rx≥99%)。相比VMAT计划,IMPT组全心、心包及靶区外心脏组织Dmean分别降低44.52%、44.91%、60.16%,左前降支D0.03 cm³降低17.58%(P<0.05)。按病灶部位分析后发现,IMPT仍可降低绝大多数危及器官剂量,但当病灶位于前壁及心尖时左前降支D0.03 cm³两者相近,病灶位于前壁或下壁时左回旋支D0.03 cm³也相近(P>0.05)。结论 模拟VT患者立体定向消融体部放疗时,VMAT与IMPT计划均满足临床剂量学要求;而IMPT可降低正常心脏组织受量,具有降低缺血性心脏病、心包炎或心包积液等并发症的潜在获益。     

不同位置子宫颈癌三维与二维近距离放疗剂量学研究和最适治疗人群探讨

目的 通过对CT引导的宫颈癌三维与二维近距离放疗计划的剂量学比较,探讨不同位置子宫对危及器官剂量分布和靶区适形度的影响以及二维近距离放疗治疗宫颈癌的最适人群。方法 纳入我科30例宫颈癌患者的72 次三维近距离放疗计划,并重新设计二维计划,测量子宫位置前后、左右偏离角度。分别按照宫体前后偏离角度(T)及HRCTV体积(VHRCTV)将数据分为A、B、C、D及Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组,以探寻二维计划最适子宫位置和HRCTV体积范围。统计采用配对t检验差异。结果 宫体前后偏离角度与两种计划的CI值及HRCTV D90无相关性(P值为0.077~0.633),与两种计划中膀胱D2 cm³呈正相关(P值为0.001~0.030),直肠D2 cm³呈负相关(P值为0.011~0.016)。B组(|T|≤10°)及Ⅲ组(VHRCTV为86~96 cm³)中两种计划危及器官参数及CI 值均相近(P值为0.040~0.463);而其他组均有不同程度上的差异(P值为0.000~0.940)。结论 子宫前后位置虽然不影响靶区适形度,但会干扰周围危及器官剂量分布,而当子宫位置接近平位(前后偏离角度≤10°)、靶区体积适当(VHRCTV为86~96 cm³)时两种计划的剂量学相近,此时最适采用二维近距离放疗。     

CT引导下子宫内膜癌3D腔内近距离治疗计划的剂量学分析

目的 通过比较子宫内膜癌腔内近距离治疗3D计划和2D计划,探讨子宫内膜癌3D腔内近距离治疗的剂量学特性。方法 回顾性分析11例子宫内膜癌患者的39次3D近距离治疗计划并重新设计2D计划,从DVH上比较靶区V₁₅₀、D₉₀,膀胱、直肠、小肠及乙状结肠D_{2 cm³} 。采用配对t检验方法分析组间差异。结果 靶体积<60 cm³时,3D、2D计划靶区D₉₀分别为(551.17±90.33)、(574.15±117.18) cGy (P=0.390),随着靶体积增加3D计划的D₉₀增加(P=0.001)。3D、2D计划靶区V₁₅₀分别为(51.05±21.61)、(53.41±11.71) cm³(P=0.482)。当靶体积>60 cm³时,与2D计划相比,3D计划提高靶区覆盖同时增加了危及器官受量,但小肠受量增加不明显(P=0.128)。此外,不同计划模式下BMI增加对直肠、小肠、膀胱及乙状结肠的受量无显著影响,P值分别为0.239、0.198、0.744和0.834。结论 子宫内膜癌3D腔内近距离治疗与2D计划相比可显著提高较大靶区的覆盖范围,有效控制OAR受量,临床疗效与不良反应尚需进一步观察。     

宫颈癌近距离治疗中隐匿性子宫穿孔研究

目的 基于宫颈癌近距离治疗中隐匿性穿孔CT图像,评价三维计划和二维计划剂量学差异,为临床提供参考。方法 回顾2019—2020年间在重庆大学附属肿瘤医院行单纯腔内(宫腔管+穹隆管)三维近距离治疗宫颈癌817人次,其中发生隐匿性子宫穿孔16人次。基于Oncentra Brachy Therapy计划系统,单次处方剂量6Gy,对穿孔CT图像分别设计三维计划(3D组)及二维计划(2D组),用体积剂量参数评估两组计划包绕体积、靶区适形指数(CI及COIN)和危及器官(OAR) D2cm³的参数。结果 宫颈癌近距离治疗发生隐匿性子宫穿孔率为1.96%(16/817)。处方剂量曲线包绕体积3D组大于2D组[(40.74±14.98) cm³∶(91.46±19.71) cm³,P<0.05],但处方剂量曲线包绕的高危临床靶区体积3D组与2D组相近(P>0.05);CI、COIN值3D组大于2D组(0.79±0.10∶0.38±0.09、0.72±0.96∶0.37±0.18,均 P<0.05)。膀胱、直肠、乙状结肠、小 肠D2cm³受量3D组小于2D组(306.06±77.57) cGy∶(548.03±164.21) cGy、(252.27±72.60) cGy∶(411.16±118.74) cGy、(127.25±62.84) cGy∶(227.45±94.48) cGy、(228.79±94.90) cGy∶(450.95±157.96) cGy (均 P<0.05)。结论 宫颈癌近距离治疗时使用图像引导有助于发现隐匿性子宫穿孔,当发生隐匿性子宫穿孔时使用三维计划基本可以满足临床需要且明显优于二维计划。     

Dosimetric comparison between CT-guided free-hand intracavity/interstitial adaptive brachytherapy and conventional point-A brachytherapy in the treatment of cervical cancer

Objective To analyze the dosimetric differences between CT-guided free-hand intracavity/interstitial brachytherapy[image-guided adaptive brachytherapy (IGABT)] and conventional point-A plan (CP) in the treatment of cervical cancer. Methods Twenty-six cervical cancer patients who received four cycles of IGABT in Sun Yat-sen University Cancer Center were enrolled in this study. Two sets of CT images were obtained before and after applicator adjustment to aid in the design of CP and IGABT plans. The high-risk clinical target volume (HRCTV), point A, and organs at risk (bladder, rectum, and sigmoid colon) were defined on CT images. CP and IGABT plans were designed on CT images. Parameter differences between CP and IGABT plans were analyzed with paired t-test and Wilcoxon test. Results According to the coverage index (CI) of CP, plans were divided into two groups:in group A (CI≥0.90), 20 CP and corresponding IGABT plans were included, and 84 CP and corresponding IGABT plans in group B (CI<0.90). The mean volume of HRCTV and mean tumor diameter in group A were significantly smaller than those in group B (46.7 cm³ vs. 62.1 cm³, P<0.001 and 3.1 cm vs. 4.4 cm, P<0.001). Compared with CP, IGABT significantly improved the value of D90% in all plans and group B, whereas lowered the bladder dose. IGABT also reduced the dose of sigmoid colon in group A. IGABT significantly improved conformal index and dose homogeneity index. Conclusions IGABT can significantly improve the target coverage, conformal index and dose homogeneity index, protect organs at risk. Compared with CP, IGABT has advantages in the treatment of patients with bulky tumor.     

CT引导下三管式腔内后装与腔内结合插植后装用于宫颈癌治疗的对比研究

目的:比较局部晚期宫颈癌采用标准三管施源器的腔内后装(tandem and ovoid)与腔内结合组织间插植后装的剂量学差异。方法:CT引导下的三维适形近距离治疗局部晚期宫颈癌患者20 例,间隔采用三管式腔内后装与腔内结合组织间插植共 72次。 按照施源器的不同分成 ２个组,每组 36 次,对靶区剂量、危及器官等进行比较。结果:在给予A点相同处方剂量的情况下,HR-CTV D90、D100在三管式腔内后装组与腔内结合组织间插植后装组中分别为（590.0±46.4）cGy、（471.2±66.2）cGy,（502.8±67.7）cGy、（335.9±46.0）cGy,P＜0．05),膀胱、直肠、乙状结肠D2cc均相近（P=0.85、0.28、0.53）。结论:采用腔内结合插植后装治疗局部晚期宫颈癌比三管式腔内后装可获得更高的靶区剂量,但长期疗效及晚期反应仍需进一步研究。     

以CT图像为基础的宫颈癌三维腔内放疗

目的 探讨CT模拟图像引导下宫颈癌三维腔内放疗实施的可行性及意义。方法 对12例根治性放疗宫颈癌患者的55次腔内施源器置入CT图像,分别设计二维、三维计划,并行配对t检验、Wilcoxon符号秩检验、Pearson相关分析、Spearman相关分析。结果 三维计划双侧A点剂量、D₉₀、V₁₀₀、CI、CI′均高于二维(P=0.015、0.016、0.000、0.000、0.000),三维计划的膀胱、直肠点剂量及直肠D_{2 cm³}略高于二维计划,但热点剂量明显减少。两组计划的膀胱、乙状结肠、小肠D_{2 cm³}相近(P=0.140、0.123、0.214)。膀胱D_{2 cm³}明显高于膀胱点剂量(P=0.000)。乙状结肠D_{2 cm³}较直肠D_{2 cm³}与直肠最高3点剂量平均值更相关(r=0.314、0.63,P=0.000、0.000)。V₁₀₀与高危CTV体积呈线性关系(r=0.981,P=0.000)。膀胱D_{2 cm³}在膀胱体积>80 cm³后达430 cGy以上,小肠D_{2 cm³}在膀胱体积<115 cm³内变化不明显,一旦超过明显下降。结论 CT引导下宫颈癌三维腔内放疗较传统二维腔内放疗显著增加了靶区覆盖率、提高了适形度,但未明显增加OAR剂量且能及时发现减少OAR热点剂量。点剂量评估并不准确。可以通过膀胱体积调控膀胱、直肠、小肠剂量。