基于Monte Carlo算法的精原细胞瘤术后两种放疗技术的剂量学比较

目的:比较精原细胞瘤经腹股沟高位睾丸切除术后基于Monte Carlo算法的两种放疗技术的剂量学差异,探讨两种技术在改善靶区剂量和保护危及器官等方面的优势。方法:针对24例精原细胞瘤术后放疗患者定位图像分别设计三维适形放疗(3DCRT)计划和调强放疗(IMRT)计划,满足90% PTV处方剂量32.4 Gy/1.8 Gy/18 f。对比并分析两组计划的靶区和危及器官剂量学参数、机器跳数等差异。结果:IMRT计划的靶区适形度和均匀性均优于3DCRT计划,IMRT计划的D2、V105%、V_(110%)均远小于3DCRT计划(P0.05),而3DCRT计划中的D_(98)低于IMRT计划(P0.05)。对于危及器官,IMRT计划中脊髓D_(mean)、D_2、V_(20),左肾D_(98)、V_(10)、V_(20),右肾D_(mean)、D_2, D_(98)、V_(10)、V_(20), V_(30),小肠D_(mean)、D_2,膀胱D_(98)、V10,股骨头D_(mean)、D_(98)、V_(10)、V_(20), V_(30)均低于3DCRT计划(P0.05)。3DCRT计划的肝脏D_(mean)、D_2、V_(20), V_(30)以及小肠V_(20)均低于IMRT计划(P0.05)。3DCRT与IMRT计划的机器跳数均值分别为256、947 MU。结论:对于精原细胞瘤术后辅助放疗,3DCRT和IMRT均能满足临床需要,但IMRT技术在靶区剂量分布和对脊髓、肾、膀胱、股骨头的保护方面比3DCRT有更多的优势,而3DCRT技术在对肝脏的保护方面更有优势,且降低了机器损耗减轻了放疗技术员工作负担。     

直接机器参数优化模式下不同子野数目对宫颈癌调强计划的影响

目的:比较基于直接机器参数优化模式(DMPO)下3种不同子野数的宫颈癌调强放疗计划的靶区和危及器官的剂量学差异。方法:选取12例I~Ⅲ期宫颈鳞癌患者,采用Pinnacle~(3)9.10放疗计划系统制定7野调强放疗计划,分别设置子野数目为49、35和21个,比较3种不同计划的剂量体积直方图,分析靶区和危及器官受照剂量的差异。结果:较其他两组,49子野组的靶区平均剂量(D_(mean))、D95较高,靶区最大剂量降低,差异均有统计学意义(P0.05);49子野组的膀胱V_(50),直肠V_(50)、D_(mean)和股骨头V_(30)、D_(mean)均降低,差异有统计学意义(P0.05)。各组靶区均匀指数和适形指数比较均无统计学意义(P0.05)。结论:在DMPO下,子野数的适当增多能较好地提高靶区剂量,降低危及器官的受照剂量。     

左乳癌保乳术后瘤床同步加量静态调强和容积旋转调强的剂量学研究

目的:探讨左乳腺癌保乳术后瘤床同步加量静态调强(IMRT)和容积旋转调强(VMAT)的剂量学特点。方法:选取左乳癌保乳术后16例患者,采用Pinnacle~310计划系统分别设计IMRT和VMAT计划,比较两种放疗计划的剂量学参数。结果:VMAT的靶区(PGTV和PTV)剂量学较IMRT整体上有明显优势,但只有适形指数差异有统计学意义(P0.05),其余参数差异无统计学意义(P0.05)。VMAT的机器跳数明显低于IMRT(P0.05)。VMAT的左肺剂量明显低于IMRT,其中V_5、V_(15)、V_(20)、V_(30)和平均剂量(D_(mean))两者比较统计学有差异(P0.05);心脏剂量明显低于IMRT,其中V_5、V_(15)、V_(20)和D_(mean)两者比较统计学有显著差异(P0.05);右乳D_(mean)明显高于IMRT(P0.05);右肺D_(mean)明显高于IMRT(P0.05)。结论:整体上VMAT较IMRT在靶区剂量学分布上有一定的优势,并且VMAT的治疗时间较IMRT明显缩短。VMAT对危及器官左肺和心脏的保护明显优于IMRT,而IMRT对右肺和右乳的保护则明显优于VMAT。     

评估靶区与危及器官重叠体积对宫颈癌经验引导调强计划自动优化的影响

目的:通过比较20例宫颈癌术后患者(计划靶区部分与膀胱、直肠重叠)经验引导调强计划(K-IMRT)和传统调强计划(C-IMRT)的剂量学差异,探讨宫颈癌K-IMRT自动优化的可行性。方法:选取接受调强放射治疗的110例宫颈癌患者,100例患者作为模型组进行自动优化模型的建立,模型组外10例靶区与危及器官有重叠体积患者作为试验组E1(开环验证),模型组内10例靶区与危及器官有重叠体积患者作为实验组E2(闭环验证)。E1、E2组利用自动优化模型生成K-IMRT计划,分别比较两组计划与传统优化计划的剂量学差异。结果:两组靶区剂量参数相比,E1组各项靶区剂量参数及E2组最小剂量、HI差异均无统计学意义(P0.05);E2组K-IMRT计划的最大剂量、CI明显好于C-IMRT计划,差异有统计学意义(P0.05)。危及器官各参数相比,E1组直肠V20,左右股骨头V_(15)、V_(20)、V_(25);E2组膀胱V_(25)、V_(30)、V_(35)、D_(50),直肠V_(25)、V_(30),左右股骨头V_(15)、V_(20)、V_(25)的K-IMRT计划较C-IMRT计划明显减少,差异有统计学意义(P0.05)。MU及计划优化时间,K-IMRT计划较C-IMRT计划明显减少。结论:相对于宫颈癌靶区与危及器官相重叠的患者,K-IMRT计划自动优化是可行的。     

右乳癌保乳术后瘤床同步X线和后程电子线补量调强放疗剂量学比较

目的:探讨右乳腺癌保乳术后瘤床银夹标记条件下瘤床同步X射线补量调强放疗(SIB-IMRT)和后程电子线补量调强放疗(IMRT+E)的剂量学特点。方法:选取右乳腺癌保乳术中放置银夹标记患者15例,采用Pinnacle39.6计划系统分别设计SIB-IMRT和IMRT+E两组计划,比较两种放疗计划的剂量学参数。结果:两组计划比较全乳和瘤床靶区的最大剂量、最小剂量、平均剂量(D_(mean))以及剂量均匀性和适形度指数差异无统计学意义;危及器官右肺V_5、V_(10)、V_(20)、D_(mean),左肺D_(mean),全肺V_(20)差异无统计学意义,但SIB-IMRT组右肺V_(20)明显低于IMRT+E组,差异有统计学意义(P0.05);心脏D_(mean)、左乳腺D_(mean)、瘤床前缘的皮肤组织D_(mean)的两者比较差异均无统计学意义(P0.05),但SIB-IMRT组瘤床后缘1 cm厚的肺组织D_(mean)高于IMRT+E组,差异有统计学意义(P0.05)。结论:右乳癌保乳术后瘤床银夹标记调强放疗的两种补量方式大多数剂量学参数差异无统计学意义。在保证全乳和瘤床靶区覆盖率的条件下,虽然SIB-IMRT组瘤床后缘1 cm厚的肺组织D_(mean)偏高,但对肺、心脏和左乳腺等保护整体上明显优于IMRT+E组。在实际执行过程中SIB-IMRT也比IMRT+E更加简单方便,既提高工作效率又减少总的治疗时间,省时又省力,值得临床推广应用。     

右乳癌保乳术后无标记的瘤床不同补量模式调强放疗剂量研究

目的:探讨右乳腺癌保乳术瘤床无银夹标记的患者术后行瘤床同步X射线调强放疗(SIB-IMRT)与后程电子线补量调强放疗计划(IMRT+E)的剂量学特点。方法:选取右乳腺癌保乳术中瘤床未放置银夹标记的患者15例,采用Pinnacle39.6计划系统分别设计SIB-IMRT计划和IMRT+E计划,比较两种补量方法的剂量学参数。结果:SIB-IMRT和IMRT+E的全乳和瘤床靶区的D_(max)、D_(min)、D_(mean)以及剂量均匀性和适形度指数差异无统计学意义(P0.05);右肺V_5、V_(20)、D_(mean)、左肺D_(mean)差异无统计学意义,但SIB-IMRT计划中右肺V_(10)、全肺V_(20)明显低于IMRT+E计划,差异有统计学意义(P0.05);心脏D_(mean)两种计划比较差异无统计学意义,但对于心脏V_5、V_(15),IMRT+E计划明显高于SIB-IMRT计划,差异有统计学意义(P0.05);左乳腺D_(mean)、瘤床前缘0.5 cm厚的皮肤体积的D_(mean)两种计划差异无统计学意义,但瘤床后缘1 cm厚的肺体积的D_(mean),SIB-IMRT高于IMRT+E计划,差异有统计学意义(P0.05)。结论:右乳癌保乳术后无银夹标记患者调强放疗瘤床两种补量方式的多数剂量学参数差异无统计学意义。与IMRT+E相比,SIB-IMRT在保证瘤床和全乳靶区覆盖率的前提下,降低了患侧肺和心脏的损伤,减少了总的治疗时间,省时省力,值得临床推广应用。     

直肠内气腔对前列腺癌放疗计划的影响

目的:通过定义前列腺癌患者直肠内气腔结构,探讨其在前列腺癌放疗中对计划的影响。方法:选取12例前列腺癌患者。取每位患者第一次治疗前的锥形束计算机断层扫描(CBCT)图像,勾画靶区、定义气腔结构。将CBCT图像上的气腔结构映射到CT图像上,依据气腔结构的CT值查找电子密度值并更改气腔结构的电子密度值,重新计算计划。比较两组计划计划靶区(PTV)的平均剂量(D_(mean))和最大剂量(D_(max))、气腔结构对应的靶区(PTVg)的D_(mean)和Dmax,危及器官直肠、膀胱的D_(mean)、V_(30)、V_(40)、V_(50)、V_(70)的变化差异,以及股骨头V30的变化差异,对两组治疗计划的适形指数和均匀性指数的差异进行比较。结果:所有病人共得到24个治疗计划。存在气腔时,PTV的Dmean和Dmax均较无气腔时减小,差异无统计学意义(P0.05);PTVg的D_(mean)和D_(max)也减小,差异无统计学差异(P0.05)。但存在气腔时,计划的适形性(适形指数减小)和均一性(均匀性指数增大)均降低。危及器官中,直肠的D_(mean)、V_5、V_(30)、V_(40)分别增加0.4 Gy、0.5%、0.8%、1.7%,差异具有统计学意义(P0.05),但是直肠V_(50)的变化差异无统计学意义(P=0.310)。膀胱的D_(mean)、V_5、V_(30)、V_(40)、V_(50)均减小,差异无统计学差异(P0.05)。两侧股骨头的V_(30)分别增加0.1%和0.2%。计划的机器跳数和子野数没有因为气腔的存在而发生变化。结论:气腔结构的存在对前列腺放疗计划的影响主要表现为直肠受量的增加,对靶区和其他危及器官的影响不大。因此,治疗前行CBCT扫描对于监测直肠内气腔存在具有一定意义。     

铅门跟随技术与铅门固定技术在乳腺癌根治术后调强放疗中的剂量学比较

目的:研究比较铅门跟随技术(JTT)与铅门固定技术(SJT)在乳腺癌根治术后调强放疗中的剂量学差异。方法:在Eclipse TPS(11.0)上采用AAA算法对40例乳腺癌根治术后患者(含锁骨上区,左侧20例、右侧20例)分别采用两种治疗技术设计放疗计划。在95%体积的计划靶区(PTV)满足处方剂量的前提下,尽量降低危及器官的剂量。比较两组治疗计划的剂量—体积直方图及机器总跳数,评估靶区及危及器官的剂量分布。分别将两组治疗计划用Portal Dosimtry进行剂量验证。结果:两组计划的靶区剂量分布均达到临床处方剂量的要求。PTV最大剂量与平均剂量差异无统计学意义。JTT增加了机器跳数,具有极显著性差异(t=4.18,P0.01);JTT动态调强计划中全身的V_5、V_(10),健侧肺D_(mean),患侧肺、心脏、肝脏的V_5、V_(10)和D_(mean),脊髓的D_(max)和D_(mean)的均低于SJT动态调强计划的相应值,差异有统计学意义(t=-11.8~-3.3,P0.01);患侧肺、心脏、肝脏的V_(20)、V_(30)、V_(40)差异无统计学意义。结论:乳腺癌根治术后放疗患者采用固定射野动态调强放疗JTT与SJT两种技术,其靶区和危及器官受量均能满足临床治疗要求,而JTT能够更好地降低正常组织和危及器官的低剂量照射。     

Monaco设计直肠癌固定机架角调强和容积旋转调强治疗的剂量学比较

目的:对比Monaco治疗计划系统设计7野静态调强(Step Shoot IMRT)、7野动态调强(DMLC IMRT)及容积旋转调强(VMAT)在直肠癌中的剂量学差异。方法:回顾分析13例Monaco设计的直肠癌患者,行CT模拟定位并勾画靶区和危及器官。相同优化条件下分别使用7野StepShoot、7野DMLC及VMAT进行剂量优化和评估。比较两种优化模式的靶区剂量、适形指数(CI)、均匀指数(HI)和危及器官受量。结果:与7野StepShoot计划相比较,7野DMLC及VMAT计划很大程度上提高了靶区内剂量分布的均匀性,HI均有所降低,PGTV的CI也有所提高。7野DMLC计划可以获得更加良好的靶区剂量分布,对于PCTV的D_(min)、V_(45)及CI,StepShoot也有所提高,差异有统计学意义(P0.05)。7野DMLC和VMAT计划使膀胱、小肠的平均剂量D_(mean)、小肠的V_(30)有所降低;DMLC计划更好地降低了膀胱D_(max)和小肠V_(40);VMAT计划更好降低了右侧股骨头D_(mean)的剂量和左侧股骨头D_(max)及V_(40),差异均有统计学意义(P0.05)。DMLC和VMAT计划总机器跳数、计划子野数均有所增加,DMLC计划治疗时间有所增加,VMAT计划则有所减少,差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:在使用Monaco设计直肠癌的治疗计划时,推荐使用VMAT治疗方式以获得好的剂量分布和治疗效率。     

早期乳腺癌保乳术后3D-CRT与IMRT的剂量学分布及皮肤损害比较

目的:探讨早期乳腺癌保乳术后适形放疗(3D-CRT)与调强放射治疗(IMRT)剂量学分布的优劣及对皮肤损害的影响。方法:70例接受早期乳腺癌保乳术治疗的乳腺癌患者依据术后放疗方式分为3D-CRT组(n=35)和IMRT组(n=35),处方剂量为50 Gy/25次。观察并计算两组靶区剂量学指标,包括均匀性指数(HI)、适形度指数(CI),并考察靶区D_(95)(95%靶区体积所受剂量)、V_(105)(接受105%处方剂量靶区照射体积,其他类推)、V_(110),评估两组危及器官受量,包括心脏、患侧肺、健侧肺及皮肤V_(30)、V_(40)、V_(45)、V_(50)、D_(mean)等,并判定两组放疗后10个月内皮肤损害情况。结果:两组靶区剂量学指标、危及器官受量比较有统计学意义(P0.05),其中IMRT组HI、CI值均更接近1,D_(95)显著高于3D-CRT组,V_(105)、V_(110)显著低于3D-CRT组(P0.05);与3D-CRT组相比,IMRT组心脏、患侧肺、健侧肺照射剂量、平均剂量均明显较低(P0.05);IMRT组皮肤V_(30)、V_(40)、V_(45)、V_(50)、D_(mean)均明显低于3D-CRT组(P0.05)。两组放射性皮肤损伤分布比较有统计学意义(P0.05),IMRT组放射性皮肤损伤0~1级分布例数明显较多,2~4级分布例数明显较少。结论:与3D-CRT比较,早期乳腺癌保乳术后IMRT有较好的靶区覆盖率,靶区的适形度、剂量均匀性更突出,且对皮肤损害程度更轻。     

胃癌术后不同IMRT布野方式对剂量分布的影响

目的:研究比较胃癌术后放射治疗中两种不同布野方式的静态调强放射治疗(IMRT)计划在靶区剂量分布和正常组织受量等方面的差别,提出更优化的IMRT计划布野方式。方法:选取20例胃癌术后放疗患者,勾画靶区后,分别采用射野方向为0°、30°、60°、90°、330°(方案Ⅰ)和0°、45°、90°、195°、320°(方案Ⅱ)两种布野方式,在同等参数条件下制定逆向调强计划,比较计划的靶区适形度(CI)和均匀性(HI)、脊髓的最大剂量(D_(max))和平均剂量(D_(mean))、正常肝组织V30和D_(mean)以及双肾的V_5、V_(15)、V_(20)和D_(mean)。结果:研究表明方案Ⅰ计划的脊髓D_(max)和D_(mean)、肝脏V_(30)、左肾V_5,V_(15),V_(20)和D_(mean)以及右肾V_(15),V_(20)均优于方案Ⅱ计划(P0.05)。靶区CI和HI、肝脏D_(mean)以及右肾V_5和D_(mean)在两种计划方案中的差异无统计学意义(P0.05)。结论:胃癌术后IMRT计划按照0°、30°、60°、90°、330°(方案Ⅰ)布野能在保证靶区剂量的同时更有效减少正常组织受量,在临床值得推荐采用。     

两种算法在宫颈癌术后三维放疗中的剂量学比较

目的:通过比较早期宫颈癌根治术后分别基于卷积叠加算法(Collapsed Cone,CC)、蒙特卡洛算法(MonteCarlo,MC)的三维适形放疗(Three Dimensional Conformal Radiotherapy,3DCRT)技术剂量学差异,探讨两种算法应用于宫颈癌术后3DCRT时,在改善靶区和减少危及器官照射方面的差异。方法:针对40例宫颈癌术后放疗患者定位图像分别设计基于CC、MC算法的3DCRT计划,并按算法将所有计划分为CC、MC组,满足90%PTV处方剂量50Gy/2Gy/25f,对比并分析两组计划靶区和危及器官(Organ at risks,OAR)的剂量学参数、剂量计算时间、机器跳数差异。结果:对于计划靶区(Plan Target Volume,PTV),CC和MC组计划的均匀性指数((Homogeneity index,HI)分别为1.10±0.01,1.11±0.01(P0.05),适形度指数(Conformity index, CI)分别为0.65±0.08,0.67±0.08(P0.05),CC组的D_2、D_5均小于MC组(P0.05)。对于OAR, CC组的直肠(D_2、D_5、D_(10))、小肠(D_(mean))、全身(D_(mean))均小于MC组(P0.05);而MC组的左侧股骨头(D_5、D_(10))、全身(V_(40)、D_5、D_(98))均小于CC组(P0.05)。CC组剂量计算时间远少于MC组(P0.05)。结论:在宫颈癌根治术后辅助适形放疗中,采用CC、MC两种算法计算获得的靶区和危及器官剂量体积参数均能满足临床治疗需求,但存在一定差异。CC算法在靶区均匀性、对小肠、直肠的保护和剂量计算时间方面比MC算法更有优势,且计算速度更快,而MC算法在靶区适形度和对左侧股骨头的保护方面比CC算法更有优势,两种算法在机器跳数方面无明显差异。     

准直器角度对宫颈癌术后VMAT计划的影响

目的:探讨准直器角度对宫颈癌术后旋转调强(VMAT)计划的影响。方法:选取一名宫颈癌术后病例进行VMAT计划设计(CCW179°~181°、CW181°~179°),采用不同的准直器角度:(0°,0°)、(0°,10°)、(0°,20°)、(0°,30°)、(0°,45°)、(-10°,10°)、(-20°,20°)、(-30°,30°)、(-45°,45°)。在Varian Eclipse系统上设计9个计划,从中筛选出剂量学最优和最差的两个角度,将此两个角度应用于20例宫颈癌术后患者,比较两组计划的靶区适形度(CI),剂量均匀性指数(HI),危及器官的体积剂量V_(10)、V_(20)、V_(30)、V_(40),平均剂量(D_(mean)),以及跳数(MU)。用SPSS软件的配对t检验方法统计靶区和危及器官的剂量学参数。结果:以折线图表示9个计划的CI和HI,以及膀胱、直肠等其他危及器官的体积剂量参数,剂量学参数最优和最差计划的准直器角度分别是(0°,30°)、(0°,0°)。20例宫颈癌术后的(0°,30°)和(0°,0°)两组计划当中,(0°,30°)计划靶区的HI和CI均优于(0°,0°)计划(HI:t=6.666、6.231、15.464;CI:t=6.650、6.35、14.981,P0.05),膀胱的V_(30)、V_(40)、D_(mean)分别降低了13.5%、3.4%、3.7%(t=4.649、4.511、3.833,P0.05);直肠的V_(30)、V_(40)、D_(mean)分别降低了13.4%、30.3%、6.6%(t=4.945、4.455、8.864,P0.05);小肠的V_(30)、V_(40)、D_(mean)分别降低了30.2%、48.4%、2.7%(t=3.972、4.077、9.604,P0.05),加速器执行一次计划的平均MU增加了12.7%(t=7.028,P0.05)。左右股骨头以及骶骨未见明显规律。结论:准直器角度对宫颈癌术后VMAT计划有明显的影响,在宫颈癌术后VMAT计划设计过程中,应充分考虑准直器角度的因素,以寻求更优质更有执行效率的治疗计划。     

CRT+ARC技术在肺癌“T”形靶区患者放射治疗中的剂量学研究

目的:探讨适形放疗(CRT)+容积旋转调强(ARC)在肺癌"T"形靶区放疗计划中的剂量学特点。方法:使用瓦里安计划系统(Eclipse 10.0)对随机选取的15例已行固定野调强放射治疗(FF-IMRT)治疗的肺癌"T"形靶区的患者,采用CRT和ARC设计CRT+ARC计划,采用CRT和FF-IMRT设计CRT+IMRT计划。在满足相同处方剂量要求的情况下,评价和比较两种治疗计划中计划靶区(PTV)的最小剂量(D_(min))、最大剂量(D_(max))、中位剂量、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)和危及器官受量(正常肺的V_5、V_(10)、V_(13)、V_(20)、V_(30)和平均剂量,脊髓D_(max),心脏V_(20)、V_(30)、V_(40)、V_(45)和平均剂量,食管V50、D_(max)),并比较两种治疗计划正常组织B-P受量和总机器跳数。结果:(1)PTV剂量学指标。CRT+ARC计划与CRT+IMRT计划相比,靶区中位值和V107略有升高,具有统计学意义(P=0.000、0.003),其它剂量学指标(PTV的D_(min)、D_(max)、CI、HI)均无统计学意义。(2)危及器官受量。CRT+ARC计划与CRT+IMRT计划相比,脊髓D_(max)有所降低,且具有统计学意义(P=0.000),正常肺的V13有所升高,但不具有统计学意义,正常肺的V_5、V_(10)、V_(20)、V_(30)和平均剂量有所降低,且V_(20)、V_(30)和平均值具有统计学意义(P=0.000、0.020、0.006);其它危及器官受量,食管V50和D_(max),心脏V_(20)、V_(30)、V_(40)、V_(45)和平均剂量,均无统计学意义。(3)正常组织B-P受量。CRT+ARC计划与CRT+IMRT计划相比,V10略有增高,且具有统计学意义(P=0.030);V_(15)、V_(20)、V_(25)和V_(30)有所降低,且具有统计学意义(P=0.000、0.000、0.000、0.001);其它剂量学指标(V_5、V_(35)、V_(40)、V_(45)和V_(50))无统计学意义。(4)机器跳数。CRT+ARC计划和CRT+IMRT计划单次计划中各射野机器跳数累加之和分别为460±59、1 561±180,两者有显著统计学意义(P=0.000)。结论:对于局部晚期或晚期具有"T"形(或"Y"形)靶区的肺癌患者,CRT+ARC计划比CRT+IMRT计划,在靶区剂量分布、保护肺和脊髓方面表现出了优势,明显减少了机器跳数,且肺和正常组织的低剂量受照体积受量未增加,还有一定程度的降低,这对于CRT+ARC技术在临床上应用,具有重要的指导意义。     

宫颈癌术后5野调强放疗4个变量组合的最佳治疗模式的剂量学

目的:探讨宫颈癌术后5野固定野调强方式(5F-IMRT)应采用的最佳治疗模式。方法:首先用改变单一条件的方法,分别比较治疗体位、剂量计算算法、加速器的多叶光栅(MLC)调强方式以及高能X射线能量这4类条件,共计8个变量,包括仰卧位与俯卧位、各向异性算法(AAA)与笔形束卷积算法(PBC)、动态调强即滑窗(SW)与静态调强即静态分段(MSS)、6 MV X线与15 MV X线,对靶区、危及器官和正常组织的剂量学差异影响。其次,基于上述比较结果,再比较这4类条件中相对更优的4个变量串联而成的B组和与相对较差的4个变量串联而成的A组对靶区、危及器官和正常组织的剂量学影响。其中剂量学评价指标包括靶区、危及器官和正常组织的剂量受量、靶区剂量适形度指数(CI)、靶区均匀性指数(HI)、机器跳数(MU)、治疗时间(T)等。数据统计采用SPSS 19.0软件,并根据不同的统计对象,选择合适的统计方法(独立样本t检验与配对t检验)进行统计分析,P≤0.05为差异具有统计学意义。结果:在单一条件统计结果中,俯卧位较仰卧位而言,靶区平均剂量(D_(mean))、小肠最大剂量(D_(max))及膀胱V50(膀胱受到50 Gy剂量的体积占膀胱总体积的百分比)均较低;AAA较PBC而言,计划靶区的CI偏大而HI偏小,膀胱V50、直肠D_(max)均偏小;SW较MSS而言,靶区的CI偏大而HI偏小,膀胱V50、直肠D_(max)均偏小,但MU和T偏大;高能X射线15 MV较6 MV而言,靶区D_(mean)、CI偏大,而HI偏小,危及器官中的脊髓D_(max)(考虑摆位误差,实际脊髓外放3 mm形成外放脊髓)、膀胱V50、股骨头D_(max)均偏小。在多条件变量串联统计结果中,采用俯卧位、AAA、SW以及15 MV X线这4个变量串联的B组与与之对应的仰卧位、PBC、MSS、6 MV X线这4个变量串联的A组相比,B组中靶区D_(mean)平均降低了1.4%,CI平均增加了5.8%,HI平均降低了53.4%,危及器官中小肠D_(max)平均降低了4.4%,直肠D_(max)平均降低了2.2%、膀胱V50平均降低了109.1%、股骨头D_(max)平均降低了1.5%。结论:宫颈癌术后5F-IMRT的放疗体位应采用俯卧治疗体位、剂量算法应采用AAA、MLC运动方式应采用动态SW、X射线应采用15MV高能X射线这4个变量组成的治疗模式,临床剂量学研究表明该治疗模式为本实验对宫颈癌术后5F-IMRT的最佳治疗模式。     

不同射野方向和数目对宫颈癌术后静态调强放射治疗计划的剂量学比较研究

目的比较宫颈癌术后不同射野方向和射野数目的静态调强放射治疗(IMRT)计划对靶区和危及器官的剂量分布,以及计划的机器跳数和子野数,以便确定较优的静态IMRT计划。方法随机选择10例宫颈癌术后患者,年龄44~64岁,中位年龄54岁。为每例患者设计6种静态IMRT计划,给予处方剂量50 Gy/2 Gy/25 f,所有计划都满足靶区目标剂量覆盖靶区体积达到95%。6种静态IMRT计划分别命名为5F-IMRT-0、5F-IMRT-180、7F-IMRT-0、7F-IMRT-180、9F-IMRT-0、9F-IMRT-180。分别比较每种计划的靶区最大剂量、最小剂量、平均剂量、均匀性指数,危及器官受照剂量,以及计划的机器跳数和子野数目。结果6种静态IMRT计划临床靶区(CTV)的最大剂量、最小剂量、平均剂量、均匀性指数的差异无统计意义(P0.05)。对于脊髓,5F-IMRT-180计划比9F-IMRT-180计划平均高327.8 Gy(t=2.706,P=0.03);与其他IMRT计划差异无统计学意义(P0.05);9F-IMRT-180计划的受照剂量最低。对于膀胱,6种静态IMRT计划相互之间的平均受照剂量Bladder_(mean)、V_(50)差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划相对于其他5种静态IMRT计划的平均受照剂量Bladder_(mean)、V_(40)受照体积都要低。对于直肠,6种静态IMRT计划的平均受照剂量Rectum_(mean)、V_(50)差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划的平均受照剂量Rectum_(mean)、V_(40)和V_(50)都较低。对于左股骨头,6种IMRT计划相互之间平均受照剂量差异无统计学意义(P0.05),但9F-IMRT-180计划的平均受照剂量、V_(25)和V_(35)都较低。对于右股骨头,6种IMRT计划中,5F-IMRT-0计划的平均受照剂量和V_(25)都是最高的(P0.01);但5F-IMRT-180、7F-IMRT-0、7F-IMRT-180、9F-IMRT-0、9F-IMRT-180 5种计划受照剂量相互之间差异无统计学意义(P0.05)。6种静态IMRT计划的危及器官受照剂量、机器跳数、子野数差异有统计学意义(P0.05)。结论6种静态IMRT计划中,5F-IMRT-0计划相对其他5种IMRT计划在保护危及器官方面和正常组织剂量分布方面较差;所有计划中,9F-IM-RT-180计划的危及器官受量处于最低的水平,可作为临床首选。     

两种宫颈癌调强放射治疗计划对多叶准直器位置误差灵敏度研究

目的分析不同多叶准直器(MLC)位置误差对宫颈癌患者适形调强放射治疗(IMRT)和容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划剂量分布的影响。方法选择10例宫颈癌术后患者,年龄41～55岁,平均年龄47.8岁。为每例患者设计IMRT计划,并重新设计VMAT计划。利用MATLAB修改这些计划中的MLC源文件,分别植入0.5 mm、1.0 mm、1.5 mm、2.0 mm 4种大小的位置误差,模拟放射治疗过程中可能出现的MLC移位误差情况。根据两边MLC误差方向的不同,可分为3种类型,同向移位误差MLC(S)、反向移位误差MLC(E)、对向移位误差MLC(I)。对引入MLC误差后计划的剂量分布数据进行线性回归分析。每毫米引起的剂量变化百分率定义为灵敏度。分析并比较IMRT与VMAT计划对MLC位置误差的灵敏度差异,剂量参数评价指标采用PTV D_(98%)、D_(2%)、D_(mean),正常组织中直肠D_(max)和V_(50),小肠D_(max)和V_(50),膀胱D_(mean)。结果对于PTV D_(2%)和小肠D_(max),两种计划中均有MLC(E)MLC(S)MLC(I);对于PTV D_(98%)、D_(mean)、直肠D_(max)、直肠V_(50)、小肠V_(50)、膀胱D_(mean)来说,两种计划中均有MLC(S)小于MLC(I)和MLC(E)。IMRT计划剂量灵敏度变化范围为(-18.11～15.41)%/mm,VMAT计划剂量灵敏度变化范围为(-20.25～18.56)%/mm。在剂量分布的各项评价指标中,VMAT计划对MLC位置误差的灵敏度大于IMRT计划。结论在宫颈癌的VMAT计划的质控中,应制定比IMRT计划更加严格的MLC误差标准。     

多重标准计划质量评价系统在直肠癌中的应用

目的:使用一种自动计划评估软件系统,以该评估系统分析两种技术在直肠癌病例中的剂量学差异,为完善自动计划流程建立基础。方法:选取20例已批准的临床直肠癌计划,其中10例应用调强放射治疗(IMRT)技术,10例应用旋转调强放射治疗(Rapid arc)技术。将病人计划数据导入PlanIQ软件,将RTOG协议和TG报告文件作为参考,创建多重计划质量度量标准,标准包括靶区覆盖率,均匀性指数,适形度指数,股骨头、小肠、膀胱等危及器官的剂量学指标,将计划质量度量标准整合建立一个直肠癌计划质量评价系统。利用建立好的评估评价系统分别对两组病例进行评价打分,并进行相应的剂量学参数对比。结果:对比两种技术的剂量学参数,Rapid arc病例组靶区覆盖率和剂量热点要优于IMRT组,剂量学差异均有统计学意义。Rapid arc组除小肠外的危及器官受量要优于IMRT组,其中小肠V_(45)、D_(max),股骨头V_(40)、D_(max),膀胱V_(40)、V_(45)差异有统计学意义(P0.05)。两组靶区均匀性指数和适形度指数差异无统计学意义(P0.05)。最终通过质量评估系统得出的总分数,Rapid arc优于IMRT,且得分差异具有统计学意义(P0.05)。结论:多重标准计划质量评估系统能有效地对计划进行评价,减少计划审查的工作量,可为自动计划的数据库提供优质的数据源。     

不同算法所得IMRT计划的剂量学验证评估

目的:评估分别采用AAA(Analytic Anisotropic Algorithm)算法和PBC(Pencil Beam Convolution)算法所制订的IMRT计划在质量学验证方面的差异。方法:选取20例肺部肿瘤患者,对每个病例分别用AAA和PBC两种算法进行剂量计算得到2个IMRT计划,将病人的IMRT计划移植至模体生成QA(quality assurance)计划,使用Mapcheck工具对QA计划分别进行剂量学验证,并对结果进行比较和分析。结果:采用AAA算法进行肺部肿痛的剂量运算时,其所得到的治疗计划在剂量验证的结果方面要明显优于PBC算法所得到的治疗计划,值得注意的是,在其中进一步选取7例靶区位置和形态较为复杂的病例,出现以上结果的现象会更加明显。结论:从剂量学验证的角度来看,对于类似于肺部肿瘤这种靶区周围存在明显密度差异的肿瘤,在选取IMRT计划中剂量运算法则时,AAA算法剂量学验证的γ通过率更高,运算更加准确,尤其是如果靶区较为复杂时,这种表现更加显著。     

不同骨盆勾画及限量方式下宫颈癌术后IMRT计划的剂量学研究

目的:研究宫颈癌术后放疗患者不同骨盆勾画及限量方式对调强放射治疗(IMRT)计划剂量的影响。方法:选取11例宫颈癌术后患者,对患者CT图像勾画靶区和小肠、直肠、膀胱、股骨头、髋骨、腰骶骨、骨盆等危及器官。针对每例患者分别设计3个计划,包括限制骨盆的IMRT(BM)计划、限制髋骨的IMRT(OC)计划以及限制髋骨和腰骶骨的IMRT(OC+LS)计划,并评估3组计划的靶区和危及器官的剂量分布。结果:3组计划的计划靶区覆盖率均能满足临床要求,且小肠、直肠、膀胱、股骨头等危及器官的剂量学参数相当,差异无统计学意义(P0.05)。对于骨盆剂量,对髋骨和腰骶骨进行限量的IMRT(OC+LS)计划的骨盆Dmean、V10、V20、V30、V40和腰骶骨Dmean、V20、V30、V40均显著低于其他两个计划(P0.05)。与IMRT(BM)计划相比,IMRT(OC+LS)计划可使骨盆V20和V30降低约10.1%和8.0%。与IMRT(OC)计划相比,IMRT(OC+LS)计划可使腰骶骨的V20和V30降低约17.6%和27.9%。IMRT(OC)计划髋骨的剂量略低于IMRT(OC+LS)计划,但二者剂量体积参数差异均在1%以内。结论:宫颈癌术后放疗行保护骨盆的IMRT计划时,若将髋骨和腰骶骨限量,则可以在在满足靶区临床要求以及常规危及器官保护的基础上,有效降低骨盆受量,更好地保护骨髓。