基于Python脚本的RayStation治疗计划系统逆向调强放疗计划半自动设计

目的:利用Ray Station治疗计划系统提供的基于Python语言的脚本平台,进行逆向调强放疗计划半自动设计。方法:以胸部放疗计划设计为例,介绍了Ray Station治疗计划系统下利用Python脚本进行半自动计划设计的关键步骤,包括感兴趣区轮廓名称和颜色的标准化、计划的创建和修改、临床目标和优化函数的设置、优化函数的自动更新等。结果:通过Python语言可以实现放疗计划制定过程中各步骤的自动化,并编写成可根据处方剂量一键生成放疗计划的脚本程序,支持不同肿瘤类型、处方和其他个性化设置。结论:使用Python脚本的半自动计划工具可提高Ray Station治疗计划系统下放疗计划制定的效率,物理师可将更多时间留给个体化的计划修改和优化,有利于提高放疗计划的水平。     

头颈部肿瘤静态调强中强度分级数的研究

目的:研究在头颈部肿瘤静态调强放疗中强度分级数对计划结果的影响,确定在临床调强放疗中最佳的强度分级参数。方法:利用商用的放疗计划系统,分别对5个临床头颈部肿瘤病例作静态调强放疗计划。在强度矩阵离散化时,设置离散化等级分别为3、4、5、6、7、8、10、15和20。比较和分析强度分级数对放疗计划结果的影响。结果:从总的趋势来看,随着强度分级数的提高,PTV的最小剂量增大,最大剂量减小,剂量标准差减小;危及器官受到的剂量照射降低;总的子野数目增加;总的机器跳数降低。结论:提高强度分级数,意味着可能提高IMRT计划的质量。综合强度分级数对PTV、OAR和治疗时间的影响,建议在计划设计时,将强度分级数控制在5~10级范围内。     

肿瘤放射治疗摆位技术质量控制的探讨

目的：探讨肿瘤放射治疗过程中,在不同放射治疗手段（调强适形放疗、高能X线和电子线治疗）上提高摆位精确度的方法。方法：通过对不同放射治疗手段的操作过程分析研究,探讨放疗摆位实施过程中摆位误差的影响因素和相应的质量控制措施,总结提高放射治疗摆位精确性的方法。结果：放疗技师通过对放疗摆位的质量控制,包括体位固定、放疗靶区等中心位置的验证、放疗摆位的要点与方法等,保证了治疗的重复性,明显提高了放射治疗的准确性及疗效,大大提高了肿瘤局部控制率,减少了放疗反应和后遗症。患者很好地完成治疗。达到了放疗目的。结论：放射治疗的精确性是疗效的关键,质量控制是肿瘤放射治疗精度极重要的措施,只有严格执行质量控制措施。才能取得精确的治疗和满意的疗效。     

头颈部肿瘤自适应放射治疗的研究进展

放疗已成为头颈部肿瘤治疗中重要的治疗手段之一。与三维适形放疗相比,调强放疗（Intensity ModulatedRadiation Therapy,IMRT）具有更好的适形性和均匀性,在高剂量照射肿瘤靶区的同时,减少了对周围危及器官不必要的照射。目前,在调强放疗的治疗流程中,逆向计划依据治疗之前的定位CT图像设计完成,没有考虑到患者在整个治疗过程中器官解剖结构的变化、肿瘤体积缩小及身体消瘦引起的实际接受剂量与计划剂量之间的差异。因为在IMRT技术中靶区与周围危及器官间的剂量差异较大,与常规放疗相比,解剖学上的变化对计划的实施影响更大;所以,仅根据治疗前定位CT图像实施计划设计,未充分考虑到疗程中器官解剖学变化,不但可能造成靶区欠量,而且可能造成额外的并发症。为了解决这一难题,自适应放疗（Adaptive Radiation Therapy,ART）技术应运而生,已成为放射肿瘤学界近年来的一大研究热点。所谓ART技术就是根据治疗过程中的反馈信息,分析靶区及危及器官实际解剖形状和剂量与原始治疗计划之间的差异,从而对后续治疗方案及时进行相应调整的一种治疗技术或模式。本文通过回顾国内外相关文献,并结合本单位的经验,对ART技术在头颈部肿瘤中的研究现状进行讨论。     

基于Gompertz模型肿瘤放疗分析与模拟

【摘 要】 目的:通过借鉴经典Gompertz肿瘤生长数学模型,构建肿瘤放疗的分次放疗模型,探讨基于模型的肿瘤放疗个体化优化。 方法:分析经典Gompertz肿瘤生长模型,选择合适的参数,构建分次放疗模型,并利用计算机模拟,从基本模型、单次放疗、分次放疗等方面进行分析,讨论单次剂量、分次剂量以及α/β值对放疗效果的影响。 结果:整体模型均能稳定运行并收敛到稳定的结果。模拟结果显示放疗剂量和α/β值均对放疗效果影响明显,需要大量精确的数据支持以实现放疗的个体化优化。 结论:基于Gompertz肿瘤生长数学模型的放疗模型能在一定程度上模拟放射治疗的疗效,为指导放疗个体化优化提供理论上的指导。     

基于4D-CT研究随呼吸运动靶区的剂量分布规律

目的:基于4D-CT探讨随呼吸运动靶区的受照剂量分布特征及进行个体化精确放疗计划设计方法。材料和方法:患者在自由呼吸状态下进行多床位Cine模式扫描,每个床位Cine扫描持续时间约4s～6s。扫描后,用研究开发的4D-CT图像重建系统对所得图像进行4D-CT、最大密度投影(MIP)和平均密度投影(AIP)重建,生成多相位4D-CT、MIP和AIPCT。将重建图像传入放疗计划系统中,分别以呼气末相4D-CT、AIPCT和MIPCT图像作为基准图像,其它相位4D-CT作为融合图像进行图像配准,在基准图像上勾画靶区并进行放疗计划设计,比较基准图像和融合图像中靶区的剂量分布。结果:当肿瘤靶区位于肺尖时,呼气末相和吸气末相4D-CT中靶区的剂量分布无明显差异;靶区在肺中部和腹部时,在呼气末相4D-CT上设计的放疗计划,其剂量分布不能很好地覆盖吸气末相时的靶区,可能导致靶区漏照射;在MIP和AIPCT上设计的放疗计划,其剂量分布能较好地覆盖呼气末相/吸气末相时的靶区。结论:基于4D-CT能直观地得到不同呼吸相位时靶区的剂量分布,利用MIP和AIPCT可快速实现运动靶区的个体化精确放疗计划设计。     

肺癌三维适形放疗和常规放疗的剂量分布比较分析

比较肺癌三维适形放疗和常规放疗的剂量分布.对40例首程放疗肺癌患者同时进行X线和CT模拟定位,每位患者设计3套治疗计划:即三维适形治疗计划、常规治疗计划和虚拟常规治疗计划,通过剂量-体积直方图(DVH)的分析来评价不同放疗方式对肿瘤的剂量分布和危及组织、器官的受照剂量差异.说明三维适形放疗能给予靶区均匀的剂量分布,并能有效地保护正常组织和器官.     

射波刀准直器个数对脊柱转移瘤放疗计划的影响

目的:分析在椎体转移瘤的射波刀(Cyberknife)放疗计划设计中,准直器(Collimator)个数对放疗计划剂量分布的影响。方法:选择10例脊柱转移病例,分别用1、2、3个准直器进行计划设计。针对三种方式设计所得的放疗计划参数使用单因素的随机方差分析和SNK检验方式分别进行比较。结果:在适形指数以及射野个数方面三种计划方式没有统计学差异。在靶区处方剂量覆盖、新适形指数、治疗时间上看三种计划方式所得结果存在统计学差异,而使用2个和3个准直器所得计划结果之间无明显统计学差异。结论:对于脊柱转移肿瘤使用2个或3个个准直器所得计划明显要优于单个准直器所得计划;建议在病人可以接受的治疗时间内尽量使用2个准直器进行放疗计划设计。     

非小细胞肺癌亚临床病变剂量处方的建议

在分析非小细胞肺癌亚临床病变局部侵润规律和低分次大剂量体部立体定向治疗临床结果的基础上,提供一种实体瘤和亚临床病变分开剂量处方的建议,以提高治疗增益。在Varian Eclipse治疗计划系统上,以常规剂量处方调强治疗计划（方案1）作为对照,根据亚临床病变剂量处方的建议,对实体瘤体积大小为131.4 cm的非小细胞肺癌的患者作了调强治疗计划（方案2）。均使用6MV-X射线能量,7个等分角射野,用自编的程序,计算了两个计划的生物等效剂量、归一到2 Gy分次的总剂量、肿瘤控制概率、正常组织并发症概率、和治疗增益。结果表明,方案1和方案2的无并发症肿瘤控制概率（PUTC）分别为44.9%和98.3%,放疗治疗增益比（TG）分别为16.4和30.6。方案1和方案2治疗方案的肿瘤控制概率差异比较明显,尤其对于实体瘤及其邻近的CTV1之计划靶区体积（PCTV1）内的肿瘤控制概率和生物等效剂量,方案2明显高于方案1,但比较肺的V5~V50、平均肺剂量（Dmean）以及等效均匀剂量（EUD）可以认为肺受照射剂量体积基本接近。所提出的GTV、CTV分开剂量处方的建议,可实现治疗方案个体化并使治疗增益获得最大化。     

4D—CT重建及其应用研究新进展

概述了不同4D-CT重建方法的优缺点及其改进方法,4D-CT在放疗中主要用于研究靶区和正常组织的运动规律、探讨胸腹肿瘤靶区与腹压的关系、分析靶区与内外标记的相关性、勾画肿瘤靶区、设计精确的4D放疗计划、比较剂量分布和进行图像引导放疗.4D放疗计划设计大多采用单相位CT、平均密度投影CT、最大密度投影CT进行.4D-CT数据量约1000张～1500张,使靶区勾画成为4D放疗的首要难题,基于呼吸运动的B-样条拟合模型和迭代模型重建的连续4D-CT可实现靶区自动勾画和计划设计自动化,在4D放疗计划制定的各个环节都需要进行变形图像的配准,4D-4D图像配准能提高4D图像引导放疗的精度.     

深层肿瘤重离子分野治疗技术及相关问题的探讨

目的：探讨重离子治疗深层较大射野肿瘤的分野定位与治疗方法。方法：①肿瘤患者体位设计与固定;②美国派克PQ-6000CT模拟定位机定位扫描及扫描数据传输;⑧利用瓦里安Eclipse放疗计划系统进行肿瘤靶区勾画及射野设计;④瓦里安21EX加速器配属的多叶光栅肿瘤照射靶区适形投射与射野勾画;⑤利用瓦里安21EX加速器和／或者核通Simulix-HQ模拟定位机肿瘤射野分野设计,射野间隔设计为2mm,并获取分野图形;⑥HIRFL重离子加速器治疗终端多叶光栅分野适形;⑦依次选择不同厚度的降能片对肿瘤分野进行分层照射。结果：负压垫、热塑膜或者负压垫＋热塑膜固定能够提高肿瘤患者体位重复固定和照射的准确性：CT模拟定位和放疗计划系统靶区勾画与照射野设计,能够保证肿瘤靶区不被遗漏和危及器官有效避让;重离子分野间隔设计为2mm有效避免了分野衔接区域剂量热点和冷点问题。结论：该方法解决了当前重离子加速器小野条件下治疗深部较大肿瘤问题,扩大了重离子肿瘤治疗范围,为今后重离子治疗的顺利开展奠定了一定的理论和实践基础。     

基于知识的放射治疗技术研究

文章介绍了基于知识的放射治疗技术（KBRT）相关概念和KBRT技术的实现方法,重点介绍了KBRT中的特征检索法以及在机器学习上的应用。随后回顾了当前KBRT在多部位肿瘤放疗中的应用及对于剂量学评价标准的改进、KBRT模型相关参数和离群值的研究以及KBRT与多种放疗技术相结合等研究热点。文章还指出了KBRT技术在现阶段遇到的问题和挑战,从而进一步提出了KBRT在今后研究中的发展方向,并对KBRT在多中心合作、自适应放疗以及在机器学习方法的深入研究等相关话题展开讨论。     

食管癌放射治疗技术的进展

同步放化疗和手术是食管癌的主要治疗模式。不断发展的现代放疗手段的目标是通过改进GTV、C’Ⅳ勾画（基于PET的计划设计）,减少分次间（影像引导放疗手段,如Varian的Trilogy、Elekta的Synergy、Siemens的Artiste、Tomotherapy）和分次内（4DCT成像和呼吸门控）的器官运动,实现最佳的剂量分布（调强放疗和质子治疗）,在最大可能提高治疗增益比的前提下,使疗后并发症的发生率降至最低。尽管食管癌靶区剂量递增的概念一直存在争议,但通过现代放疗技术可降低放疗相关毒性反应,从而为提高食管癌放疗的临床结果打下坚实的基础。本文围绕PET／CT在食管癌放疗计划设计中的作用、调强适形放射治疗,断层放疗（Tomotherapy）,图像引导放疗（IGRT）、四维CT和呼吸门控技术和质子放疗对近年来食管癌放疗技术的发展进行了概述。指出,尽管PET／CT在放疗计划制定中的应用越来越多,由于目前仍缺乏足够的支撑数据,在放疗计划制定过程中应用PET或PET／CT应持谨慎态度。在今后临床实践中可通过进一步应用和研究新技术和新方法以尽可能提高食管癌和胃食管结合部肿瘤的放疗效果。     

质子调强放射治疗计划系统KylinRay-IMPT

近年来质子放疗已成为肿瘤治疗领域中发展和研究的热点。精准放射治疗系统麒麟刀(Kylin Ray)集动态调强放射治疗、图像引导放射治疗、剂量引导、质子调强放射治疗等先进放疗技术于一体。质子调强放射治疗计划系统Kylin RayIMPT是其中质子放疗计划制定子系统,目标是为质子精准放射治疗的实施提供精准放疗计划制定平台,系统支持被动散射和主动扫描方式下的放疗计划制定。本文主要介绍Kylin Ray-IMPT系统设计、主要功能和关键技术问题研发进展。     

肺癌肺内肿瘤不同能量三维适形放疗的比较

目的:研究6 MV和15 MV X射线对肺癌肺内肿瘤三维适形放疗肿瘤组织、危及器官及正常组织剂量的影响。方法:选择11例肺癌肺内肿瘤患者,对每例患者分别采用6 MV和15 MV X射线进行三维适形放疗计划设计,同一患者的两个计划均使用相同的布野方案和剂量体积约束。比较两组计划的计划靶区、危及器官及正常组织的剂量分布。结果:6MV和15 MV两种能量X线三维适形放疗计划计划靶区的剂量分布、均匀性、适形度的差异无显著性意义(P>0.05),危及器官脊髓、食管、心脏,正常组织肺的剂量分布无显著性意义(P>0.05)。结论:肺癌肺内肿瘤6 MV、15 MV三维适形放疗剂量分布无明显差异,三维适形放疗能量用6 MV,不主张用15 MV。     

诊断用螺旋CT在适形放疗模拟定位中的应用分析

目的:分析诊断用螺旋CT用于放疗模拟定位时各种因素对放疗精度的影响,探索降低系统误差、提高放疗几何精确度的方法和措施.方法:在放疗模拟定位过程中,使用诊断用螺旋CT对70例肿瘤患者进行扫描,制定三维治疗计划得到患者正、侧位DDR射野方向照片,在X线模拟定位机下进行对比验证.结果:头颈部肿瘤靶中心点偏差小于3mm,胸部肿...     

鼻咽癌自动调强放疗计划设计的可行性

鼻咽癌调强放疗计划十分复杂,计划质量通常与治疗剂量师的经验密切相关。本研究纳入了10例不同分期的鼻咽癌患者,基于Pinnacle3 9.2治疗计划系统脚本,运用计算机程序设置计划的基本参数、目标参数等,最终自动完成鼻咽癌调强放疗计划。然后,对自动和手动调强放疗计划进行统计学比较和临床评估。结果显示两种计划中大多数靶区和危及器官剂量学参数的差异无统计学意义。本文所述的鼻咽癌自动调强放疗计划能够满足临床放疗要求,显著减少计划时间,同时避免因为经验不足等人为因素对计划质量造成的影响。     

联合疗法与放疗的比较

放疗作为一种传统的治疗癌症的手段 ,在肿瘤的治疗中起了重要的作用。目前采用的放疗和热疗相结合的治疗方法 ,具有比单纯放疗更好的治疗效果。本文通过对结合疗法和放疗的对比 ,说明了结合疗法具有放疗所不可比拟的优越性 ,并从缓解率、局部控制的持续时间以及生存率等方面来说明这一问题     

全脑全脊髓放疗过程中射野重叠区对计划的影响

目的:设置全脑全脊髓放疗计划设计过程中不同重叠区大小及摆位误差,试图找出重叠区大小对计划的影响。方法:回顾性收集进行全脑全脊髓放疗的病例共8例。设置重叠区长度为1、2、4、6、8、10 cm等6个类别,分别进行计划设计,比较计划质量及执行情况。在以上6类的基础上模拟头脚方向摆位误差后再进行计划优化,比较计划重叠区长度及摆位误差对计划的影响。结果:8例患者共制定272个治疗计划。对这272个计划进行分析:计划重叠区长度在1、2、4、6、8、10 cm时计划均能满足处方要求。但是重叠区为1 cm时,处方剂量分布在(95.2±1.0)%,低于其他几个类别(P=0.000)。重叠区长度由2 cm增加到10 cm时CI值逐渐增大,而HI指数逐渐减小(P=0.03)。同时,摆位误差≥±0.5 cm时,重叠区剂量明显分布不均。结论:在全脑全脊髓放疗中,射野重叠省去了治疗过程中射野的移动,降低了治疗过程中的随机系统误差。但是重叠区长度存在适宜区间,就研究设置的6类来分析,重叠区区间∈[4,10]时,计划均能较好地满足计划需求。同时,摆位误差控制在0.5 cm以下时,对计划几乎不产生影响。     

三维适型放疗与调强放疗在胸中段食管癌根治性放疗中的 剂量学比较

目的 比较胸中段食管癌三维适型放疗与调强放疗对靶区和危及器官的剂量学影响,探讨两种放射治疗方法在胸中段食管癌根治性放疗中重要器官受保护的优劣,寻找食管癌放射治疗的理想计划模式。方法 15例经病理证实胸中段食管鳞癌患者,经体位固定、CT模拟定位扫描成像传输到治疗计划系统、勾画肿瘤体积、临床靶区体积和危及器官。15例病例均做三维适型和调强计划,60 Gy/30次,评估/优化后应用剂量体积直方图比较两种计划对靶区及危及器官的剂量学影响。结果 在相同靶区、相同剂量模式下,对胸中段食管癌患者的放射治疗中,调强放疗对靶区剂量的分布及对危及器官的保护均优于三维适形放疗。结论 胸中段食管鳞癌,长度4~18 cm放射治疗,三维适型/调强放疗对危及器官剂量学的影响有明显差异。同部位的肿瘤受到相同剂量照射情况下,调强放疗对危及器官的影响较三维适型放疗小,靶区剂量分布均匀度好。