体内金属植入物对放疗剂量分布影响

目的 探讨放射野内金属植入物对其周围组织吸收剂量的影响.方法 将骨科内固定不锈钢板、钛合金板和相同大小条状肌肉分别置入尸体标本左侧股骨前侧,构建实验组与对照组模型.应用直线加速器6 MV X线照射,使用热释光剂量仪分别对不同内植物界面的吸收剂量进行测量,用治疗计划系统对有无金属植入物百分深度剂量变化进行模拟计算并与测量结果 比较.结果 6MVX线照射置入不锈钢板、钛合金板和条状肌肉时,入射面实际测量值分别为1.18 Gy±0.04 Gy、1.12 Gy±0.04 Gy和0.97 Gy±0.03 Gy(F=57.35,P<0.01),不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置吸收剂量分别增加了21.65%和15.46%;出射面实际测量值分别为0.87 Gy±0.03 Gy、0.90Gy±0.02 Gy和0.95 Gy±0.04 Gy(F=13.37,P<0.01),不锈钢板和钛合金板较条状肌肉相应位置点吸收剂量分别衰减了8.42%和5.26%.模拟计算钢板入射面1 cm范围内吸收剂量较条状肌肉明显增加,而钢板入射面1 cm以外范围影响<5%,出射面对剂量分布影响<2%.结论 金属植入物对放疗剂量分布存在明显影响,吸收剂量可产生5%～22%偏差;相同条件下不锈钢板对射线剂量分布影响较钛合金板明显.     

对金属植入物模体不同剂量计算方法研究

目的 分析比较含有金属植入物的12-bit和16-bit CT图像应用不同算法下剂量的差异。方法 将钛合金棒插入模体中,CT下进行扫描,重建图像得到12-bit和16-bit图像。通过网络传输到Monaco计划系统,设计一个0°的单野,分别用PB算法,CC算法和MC算法计算剂量分布;扩展CT-ED曲线,重新计算剂量。使用Matlab 8.3数据处理软件获取沿射野方向通过金属植入物中心点的深度剂量曲线,对比12-bit和16-bit图像不同算法的剂量分布曲线和距金属植入物入射面与出射面不同距离处的剂量差异。并使用指形电离室进行测量。结果 16-bit CT图像能准确读出金属植入物的CT值,扩展CT-ED曲线后,相对于MC算法,PB算法在金属植入物入射面的剂量降低了5.43%,而在出射面处剂量升高了25.56%,在出射面后方剂量比MC算法结果高。CC算法降低了金属植入物入射面的剂量达4.5%,出射面处的剂量降低了4.31%,在出射面后方降低的更多。MC算法的计算值与测量值最接近。结论 对含有金属植入物的放疗患者,使用16-bit CT图像并扩展治疗计划系统的CT-ED曲线,并利用MC算法可以提高剂量计算的精确度。     

用蒙特卡罗方法模拟实验体内金属植入物对放疗剂量分布影响

目的 用蒙特卡罗(MC)模拟实验体内植入金属物后的百分深度剂量变化。方法 用6MVX线照射水下 5 cm处0.4 cm厚金属植入物,对有无金属植入物百分深度剂量变化进行MC方法模拟实验并比较结果。结果 6MVX线照射置入不锈钢板、钛合金板比不用植入物时入射面剂量分别增加19.6％、15.7％,不锈钢板、钛合金板入射面0.3 cm以外影响＜1.5％。不锈钢板、钛合金板出射面剂量分别减少8.6％、8.2％,剂量影响＜1.5％时距离出射面1.2、0.9 cm。不锈钢板比钛合金板入射面剂量大3.9％,出射面剂量相似。结论 MC方法是一种能快捷、准确的计算方式,金属植入物对放疗剂量影响明显,相同条件下不锈钢对入射面剂量影响大于钛合金钢板。     

金属植入物对放射治疗剂量影响的研究

目的：测量金属内固定支架对放射治疗剂量的影响,对采用金属内固定的肿瘤患者放射治疗提供剂量修正的临床数据。方法：按照测量条件,将带有金属内固定支架的体模在螺旋CT下进行扫描,层厚为5mm,图像通过LANTIS网络传输系统传人放射治疗计划系统（treatment planning system,TPS）中进行模拟计算。按照相同条件,分别用6MV和15MVX线照射,用热释光剂量仪和FAMER型电离室对钛镍合金支架界面以及界面上下一定深度分别测量,并与放射治疗计划系统计算结果比较。结果：实际测量与TPS计算存在一定误差,实测值明显大于TPS计算值,支架前表面的误差最大可达3．9％（6MV）和6．6％（15MV）,支架后表面的误差最大为2．8％（6MV）和6．3％（15MV）,距表面距离越远,误差越小。结论：镍钛合金支架患者放射治疗时,实际测量剂量比TPS计算剂量要大,有可能增加放射性损伤。TPS计算过程中,虽然对金属物进行了密度修正,但仍存在一定误差,有必要在制订放疗计划时对照射剂量进行修正。     

金属植入物对放射治疗剂量影响的研究

目的:测量金属内固定支架对放射治疗剂量的影响,对采用金属内固定的肿瘤患者放射治疗提供剂量修正的临床数据。方法:按照测量条件,将带有金属内固定支架的体模在螺旋CT下进行扫描,层厚为5mm,图像通过LANTIS网络传输系统传入放射治疗计划系统(treatment planning system,TPS)中进行模拟计算。按照相同条件,分别用6MV和15 MVX线照射,用热释光剂量仪和FAMER型电离室对钛镍合金支架界面以及界面上下一定深度分别测量,并与放射治疗计划系统计算结果比较。结果:实际测量与TPS计算存在一定误差,实测值明显大于TPS计算值,支架前表面的误差最大可达3.9%(6MV)和6.6%(15MV),支架后表面的误差最大为2.8%(6MV)和6.3%(15MV),距表面距离越远,误差越小。结论:镍钛合金支架患者放射治疗时,实际测量剂量比TPS计算剂量要大,有可能增加放射性损伤。TPS计算过程中,虽然对金属物进行了密度修正,但仍存在一定误差,有必要在制订放疗计划时对照射剂量进行修正。     

鼻咽癌IMRT海马头部、体部及尾部剂量分析

目的 探讨鼻咽癌患者IMRT计划中海马头部、体部及尾部的受量。方法 选取10例接受IMRT的鼻咽癌患者,在MRI T1加权相勾画左、右侧海马的头部、体部及尾部,提取照射剂量指标做比较。对海马头部、体部及尾部受量及受照体积比较行单因素方差分析,两两比较采用LSD法。WAIS-CR言语测试结果采用配对样本t检验。结果 左、右侧海马的平均受量分别为(1147±976)、(1011±602) cGy。左侧海马头部、体部及尾部的平均受量分别为(1739±1317)、(890±982)、(547±688) cGy (P=0.042);右侧海马头部、体部及尾部的平均受量分别为(1691±942)、(744±483)、(531±603) cGy (P=0.002)。海马头部、体部及尾部受量依次减少,不同照射剂量受照体积也依次减少。结论 鼻咽癌患者IMRT中海马头部、体部及尾部受量不同,海马头部受照量最高,值得临床关注。     

宫颈癌IMRT计划独立三维剂量验算的初步应用与探讨

目的 评估自动计划验证系统Mobius3D (M3D)在宫颈癌IMRT中进行独立三维剂量验算的可行性。方法 随机选取20例宫颈癌病例,将其分别在Pinnacle 9.2和Eclipse13.5计划系统中进行7个野均分IMRT计划设计,达到临床要求后将两套计划系统中优化计划分别导入M3D中。观察两套TPS在传输计划过程中ROI体积变化、靶区及OAR剂量计算差异,结合γ通过率评估M3D验算计划的精确性。结果 Pinnacle9.2传输至M3D中各ROI体积差异远远小于Eclipse13.5,其最大变化差异为0.22%±0.69%,Eclipse13.5中最大变化差异为3.50%±1.89%。M3D中显示两套TPS的靶区及OAR剂量计算值差异在±1%内,经过3D重新计算后Pinnacle9.2与M3D计算结果差异小于Eclipse13.5,但其平均差异均在±3%内。靶区和OAR的γ通过率均值>95%。结论 利用自动计划验证系统进行计划验证,过程方便快捷。目前可作为计划的二次检查应用,提高IMRT计划验算精确性。     

金属植入物16-bit CT成像对放疗剂量分布的影响

目的：探索利用CT成像中扩展位深功能重建16?bit CT对金属植入物进行成像,通过比较扫描条件变化对金属CT值影响,分析金属CT值对计算剂量分布影响。方法将不锈钢棒和钛棒插入模体中,采用管电压为120 kV管电流为230 mA条件扫描,得到金属棒12?bit图像及16?bit图像CT值分布。分别在管电流230 mA,管电压分别为100、120、140 kV和管电压120 kV,管电流分别为180、230、280 mA下得到金属棒16?bit 图像CT值分布,并在瓦里安TPS中分别设计为单野和对穿野治疗计划和计算剂量分布。结果不锈钢棒和钛棒12?bit图像CT值均为3071 HU;16?bit图像CT值不锈钢棒比钛棒大。3种管电流下2种金属棒16?bit图像CT值均无明显变化,放疗计划剂量分布也接近。3种管电压下不锈钢棒最大CT值分别为13568、13127、12295 HU;钛棒的分别为8420、7140、6310 HU。结论12?bit图像不能区分不同高密度金属植入物,16?bit图像可得出不同金属CT值分布。金属植入物基于12?bit图像计算的剂量分布与16?bit图像的不同。管电压改变会造成金属植入物CT值明显变化,从而造成放疗剂量分布改变;管电流在一定程度内变化时,金属CT值变化较小,剂量分布差异不明显。     

多处方剂量融合调强计划设计技术在鼻咽癌放疗中的应用

[目的]研究多处方剂量融合调强计划设计技术在鼻咽癌放疗中应用的可行性和范围。[方法]18例接受调强放疗的鼻咽癌患者,PGTVnx和PGTVnd处方剂量均为70Gy,颈部有淋巴结和无淋巴结处方剂量分别为59.4Gy和54.0Gy,共33次。利用Pinnacle 6.2适形治疗计划系统,一个处方对应一个子计划,根据等剂量曲线分布和DVH图,调整子计划照射野的方向和处方剂量,再将各个子计划融合优化后得到调强计划。根据等剂量曲线和DVH图统计计划肿瘤区(PGTV)和计划临床靶区(PCTV)的剂量分布、危及器官剂量分布和计划临床靶区的适形度(CI)。[结果]根据RTOG0225要求,计划肿瘤区和危及器官剂量分布符合处方剂量要求,95%PGTV体积的剂量为69.5~70.8Gy,颈部有淋巴结和无淋巴结转移的95%PCTV体积的剂量分别为59.42~61.06Gy和56.50~59.87Gy。完成一个计划设计的时间为2~3h。[结论]多处方剂量融合调强治疗计划靶区和危及器官剂量分布符合要求,适用于T2N0M0到T4N2M0鼻咽癌患者的放射治疗,计划优化和治疗实施时间缩短。     

广义等效均匀剂量优化方法在鼻咽癌调强放射治疗计划中的应用研究

背景与目的:在制订鼻咽癌的调强放射治疗(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)计划时,通过比较传统的剂量-体积(dose-volume,DV)物理优化方法,与联合运用DV物理优化方法和广义等效均匀剂量(generalized equivalent uniform dose optimization,gEUD)优化方法的鼻咽癌放疗计划中的剂量学差异,探讨不同的优化方法对IMRT计划中危及器官(organ at risk,OAR)的保护作用。方法:随机选取2019—2021年复旦大学附属眼耳鼻喉科医院收治的鼻咽癌患者50例,将每例计划都同时采用两组优化方案进行优化计算:A组仅采用传统的DV物理优化方法;B组采用联合DV优化和gEUD优化方法,其中gEUD的a值分别选取1、2、5、10和20。通过分别观察采用不同的优化方案及不同的a值所获得的腮腺和口腔等OAR的剂量数据结果,从而评估两组优化方案的剂量学差异。结果:比较分析两组方案的计划数据,其中靶区的剂量学指标差异无统计学意义(P>0.05)。但在腮腺和口腔的保护方面,B组优化方案的结果明显优于A...     

A study of the effect of setup errors and organ motion on prostate cancer treatment with IMRT

PURPOSE: To assess the influence of setup errors and organ motion in terms of the probability of tumor control and normal-tissue complications by tumor control probability and normal-tissue complication probability. METHODS AND MATERIALS: Twelve patients were treated for prostate cancer with intensity-modulated radiation therapy. Two orthogonal portal images were taken daily. All patients underwent three computed tomography scans during the 8-week treatment time (i.e., baseline, intermediate, and final). The original treatment plans were re-evaluated, taking into account setup errors and organ motion. RESULTS: The mean shifts +/- standard deviation of the whole patient population in the lateral, anterior-posterior, and craniocaudal direction were 1.0 +/- 1.5 mm, 0.9 +/- 2.1 mm, and 1.9 +/- 2.1 mm, respectively. In most of the recalculated dose-volume histograms, the coverage of clinical target volume was granted despite organ motion, whereas the rectal wall histograms were often very different from the planned ones. CONCLUSION: We have studied the impact of prostate and rectum motion, as well as setup errors, on dose-volume histograms. The estimate of these effects may have implications for predictive indications when planning intensity-modulated radiation therapy treatments on prostate.     

模拟呼吸运动对三维放疗剂量分布的影响

目的 通过模拟呼吸运动来观察对三维适形放疗(3DCRT)和调强放疗(IMRT)剂量分布的影响。方法 将德国PTW 2D-ARRAY seven29剂量矩阵平板放在呼吸模拟机上,比较模拟呼吸运动和静止状态下的质量保证计划和治疗计划系统输出的等中心处水平面剂量分布。两组间数据行配对t检验。结果 呼吸运动均能降低靶区剂量分布和靶区剂量的适形度;3DCRT的γ通过率(3%3 mm)大于IMRT的\[(53.58±0.74)%、(30.71±1.00)%,t=57.91,P<0.01\]。呼吸运动对3DCRT的影响集中在靶区周边,对IMRT的影响分布与整个靶区。结论 对呼吸运动幅度较大处肿瘤采用3DCRT,若采用IMRT应根据情况对靶区及剂量均应适当修正。     

模拟呼吸运动对肿瘤三维技术放疗的剂量分布影响

目的 通过模拟呼吸运动研究呼吸运动对三维技术放疗剂量分布的影响。方法 对11例肺癌患者进行三维技术放疗计划设计,将二维半导体阵列Mapcheck放在呼吸模拟运动平板3 cm等效水模上,使用近似呼吸运动周期为3.5 s,运动幅度分别为±3、±5、±10、±15 mm,比较运动和静止状态下Mapcheck实测的剂量分布和治疗计划系统输出的相应平面剂量分布。两组数据行配对t检验。结果 呼吸运动均能降低靶区剂量分布的适形度,剂量分布产生模糊效应;11例患者呼吸运动状态下,3DCRT-QA的γ通过率平均值(3%/3 mm)均大于动态IMRT-QA的,且相互比较的P均<0.05;通过Mapcheck系统分析出呼吸运动对3DCRT剂量分布的影响主要集中在靶区周边,可对动态IMRT的影响分布于整个靶区。结论 对呼吸运动幅度较大的肿瘤建议采用3DCRT技术,更能确保运动的肿瘤得到预期较准确的剂量分布,若采用IMRT技术应根据情况对运动肿瘤进行呼吸运动补偿等方法以确保肿瘤相对静止。     

基于日志文件的三维独立剂量验证系统在IMRT质控中的可行性研究

目的 评估一种基于日志文件的三维独立剂量验证系统用于临床放疗质控的可行性。方法 以三维水箱测量数据为基准,比较分析Mobius三维独立剂量验证系统计算的百分深度剂量、离轴曲线和输出因子与测量数据的一致性;并对17例鼻咽癌患者进行临床放疗计划的三维独立剂量验证和治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证,检测Mobius的剂量计算精度和剂量重建精度,同时也对每个病人分次间治疗的γ通过率(3%/3 mm)进行了统计分析,用以检测分次间治疗的稳定性。结果 Mobius重新计算的百分深度剂量、离轴曲线、输出因子与三维水箱测量的数据具有较好的一致性;17例鼻咽癌患者临床放疗计划的靶区以及危及器官的DVH参数对比结果如下:治疗计划的三维独立剂量验证结果中最大偏差为-2.16%,治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证结果中最大偏差为0.18 Gy。17例鼻咽癌整体平均通过率为99.26%,分次间治疗的最大偏差为0.5%。结论 Mobius的独立计算功能和剂量重建功能具有类似计划系统的精度,可快速进行临床放疗计划的三维独立剂量验证和治疗过程中基于加速器日志文件的三维剂量验证。从而为临床治疗提供安全、可靠的技术保障。     

食管癌术后调强适形放疗靶区剂量分布的临床观察

目的：观察食管癌术后调强适形放疗靶区剂量分布的特点。方法：采用Ｖａｒｉｕｓ６.０治疗计划系统,对２８例食管癌术后患者实施调强适形放疗计划。分别观察靶区剂量分布的均匀度、肺Ｖ２０、Ｖ３０和脊髓受量等指标,并对肺受照体积与急性放射性肺炎的关系进行初步分析。结果：临床靶区（ＣＴＶ）靶体积内的剂量均匀度为９３％ ～１０３％,脊髓平均受量为处方剂量的２２.５％,最大受量为６３.１％;肺Ｖ２０和Ｖ３０分别为（２４.１±６３）％和（１６.１±５.０）％;急性放射性肺炎０、１、２、３和４级发生率分别为６４.３％、２５.０％、７.１％、３.６％和０;放射性肺炎组Ｖ２０和Ｖ３０分别为（２７.８±７.４）％和（１９.１±８.４）％,无放射性肺炎组Ｖ２０和Ｖ３０分别为（１６.３±４.２）％和（９.３±５.６）％,两者差异有统计学意义（Ｐ＜０.０５）。结论：食管癌术后调强适形放疗技术靶区剂量分布均匀,肺和脊髓等正常组织受量低。     

宫颈癌术后适形调强放疗与三维适形放疗同步化疗的对比研究

背景与目的:适形调强放疗(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)是一项很有前景的技术,不仅能提高靶区的照射剂量及适形度,而且减少了周围正常组织受照剂量。本文旨在评估IMRT联合化疗作为宫颈癌术后辅助治疗的局部控制及急性不良反应。方法:2005年7月—2010年11月在我科治疗的61例早期宫颈癌术后高危和中危患者行术后辅助放疗联合化疗,每周顺铂25 mg/m2同步化疗,26例行三维适形放疗(three dimensional conformal radiotherapy,3D-CRT),35例行IMRT,放疗剂量45～50.4 Gy。两组患者的病理类型和FIGO分期差异无统计学意义(P>0.05)。结果:所有患者1、3年的总生存率分别为100%和95.1%。1年的的局控率IMRT与3D-CRT分别为94%和92%(P=0.01),急性消化系统不良反应,IMRT与3D-CRT发生率分别为42.9%和80.9%(P=0.005),泌尿道系统不良反应IMRT与3D-CRT发生率分别为28.6%和57.7%(P=0.034)。在血液系统不良反应的发生率方面,IMRT较3D-CRT有明显的优势(P=0.006)。结论:IMRT与3D-CRT相比,虽然局部控制率相似,但急性不良反应发生率较低。     

IMRT boost dose planning on dominant intraprostatic lesions: gold marker-based three-dimensional fusion of CT with dynamic contrast-enhanced and 1H-spectroscopic MRI

PURPOSE: To demonstrate the theoretical feasibility of integrating two functional prostate magnetic resonance imaging (MRI) techniques (dynamic contrast-enhanced MRI [DCE-MRI] and 1H-spectroscopic MRI [MRSI]) into inverse treatment planning for definition and potential irradiation of a dominant intraprostatic lesion (DIL) as a biologic target volume for high-dose intraprostatic boosting with intensity-modulated radiotherapy (IMRT). METHODS AND MATERIALS: In 5 patients, four gold markers were implanted. An endorectal balloon was inserted for both CT and MRI. A DIL volume was defined by DCE-MRI and MRSI using different prostate cancer-specific physiologic (DCE-MRI) and metabolic (MRSI) parameters. CT-MRI registration was performed automatically by matching three-dimensional gold marker surface models with the iterative closest point method. DIL-IMRT plans, consisting of whole prostate irradiation to 70 Gy and a DIL boost to 90 Gy, and standard IMRT plans, in which the whole prostate was irradiated to 78 Gy were generated. The tumor control probability and rectal wall normal tissue complication probability were calculated and compared between the two IMRT approaches. RESULTS: Combined DCE-MRI and MRSI yielded a clearly defined single DIL volume (range, 1.1-6.5 cm3) in all patients. In this small, selected patient population, no differences in tumor control probability were found. A decrease in the rectal wall normal tissue complication probability was observed in favor of the DIL-IMRT plan versus the plan with IMRT to 78 Gy. CONCLUSION: Combined DCE-MRI and MRSI functional image-guided high-dose intraprostatic DIL-IMRT planned as a boost to 90 Gy is theoretically feasible. The preliminary results have indicated that DIL-IMRT may improve the therapeutic ratio by decreasing the normal tissue complication probability with an unchanged tumor control probability. A larger patient population, with more variations in the number, size, and localization of the DIL, and a feasible mechanism for treatment implementation has to be studied to extend these preliminary tumor control and toxicity estimates.     

蒙特卡罗系统验证PBC和CCC算法精确度的临床研究

目的 运用蒙特卡罗系统验证PBC、CCC算法在肺癌放疗计划时的精确度。方法 使用Oncentra Masterplan TPS对本院2012—2013年间收治的24例肺癌患者分别进行PBC、CCC计算。设计2个IMRT计划和2个3DCRT计划,将计划的DICOM-RT文件导入蒙特卡罗系统进行剂量重建。配对t检验差异。结果 4个计划中无论是IMRT还是3DCRT计划CCC、PBC计算的靶区平均剂量与蒙特卡罗计算值的差别均随靶体积减小而增大(P=0.00、0.00、0.00、0.00),且IMRT计划比3DCRT的大(P=0.00、0.01)。IMRT计划中CCC计算的D_98%、D_95%、D_90%、D_50%、D_2%与蒙特卡罗计算值差别逐渐减小(P=0.00、0.00、0.00、0.00、0.00),上述现象同样出现在PBC算法中,但CCC计算的3DCRT计划中的不显著(P=0.18、0.08、0.62、0.08,0.97)。IMRT和3DCRT计划中,CCC算法高估了整个患侧肺剂量;PBC算法高估了患侧肺V₂₀(P=0.00、0.00),低估了患侧肺V₅(P=0.00、0.00),但3DCRT计划中V₁₀值相近(P=0.47)。结论 建议在肺癌放疗计划计算时使用精确度更高的算法而不使用PBC算法。蒙特卡罗比其他算法精度更高。