Pinnacle3 9.10计划系统不同子野面积参数对宫颈癌自动调强放疗计划的影响

目的探讨基于运用Pinnacle^39.10计划系统自动计划模块,在不影响肿瘤靶区剂量分布和危机器官(OAR)受量的前提下,最小子野面积参数对宫颈癌自动调强放疗(AP-IMRT)计划的影响。方法收集2018年9月至2019年6月10例宫颈癌患者进行AP-IMRT计划设计,每例患者设计10个AP-IMRT计划,计划靶区(PTV)处方剂量为50Gy/25f,采用7野均分的固定野照射,最小子野面积分别设置为4 cm^2、9 cm^2、14 cm^2、20 cm^2、25 cm^2、40 cm^2、50 cm^2、60 cm^2、80 cm^2和100 cm^2,最小子野数目为70个,最小子野跳数为7MU。采用直接机器参数优化(DMPO)算法评价靶区及OAR剂量分布。结果随着最小子野面积从4 cm^2增大至100 cm^2,AP-IMRT计划的总机器跳数从(649±32)MU降低至(312±26)MU,总子野数目从(69±1)个降低至(28±3)个,分别降低了53%和48%。AP-IMRT计划PTV的均匀性指数(HI)在子野面积4~100 cm^2的范围内呈递增趋势,最小子野面积60~100 cm^2与最小子野面积为4~50 cm^2的HI相比,差异有统计学意义(P<0.05)。PTV的适形指数(CI)在最小子野面积为4 cm^2、9 cm^2和14 cm^2时差异有统计学意义(P<0.05)。不同最小子野面积的AP-IMRT计划间OAR受照射剂量的差异无统计学意义(P>0.05)。结论在使用Pinnacle^39.10计划系统设计宫颈癌AP-IMRT计划时,最小子野面积参数设置在14~50 cm^2的范围内均可满足临床剂量学要求,同时子野数量和机器跳数显著减少。     

两种调强放疗计划设计模式的比较

目的分步设计和直接子野优化是设计静态调强放疗计划的两种模式,本研究比较两种计划模式的特点。方法采用两种模式分别设计10例前列腺癌和10例鼻咽癌患者的调强计划。在射野方向和优化条件相同、最终目标函数值相近的前提下,比较两种计划设计模式下的剂量体积直方图(DVH)、靶区和危及器官的剂量、子野数、机器跳数(MU)、以及治疗时间。结果两种计划设计模式制定的计划均满足临床要求,剂量分布基本一致,DVH相似。与分步设计模式相比,直接子野优化模式使前列腺癌计划的子野数减少34%,MU减少23%,治疗时间缩短32%(即3.5 min);在鼻咽癌计划中,使总子野数减少59%,但MU增加9%,节省治疗时间49%(即13.8 min)。结论与分步模式相比,直接子野优化模式可显著减少子野数目,缩短治疗时间,降低机器磨损。但该模式MU的变化与治疗部位有关。     

鼻咽癌容积调强放疗的参数选择与计划优化研究

目的:比较加速器与治疗计划系统（TPS）不同运行参数选择对容积调强放疗（VMAT）计划质量与运行效率的影响,探索治疗计划设计的优化方案。方法:随机选取25例鼻咽癌患者,设定不同的设备运行参数限制条件,进行同步加量的VMAT逆向计划设计,比较各参数对靶区和危及器官剂量分布、机器输出跳数（MU）和治疗时间的差异,分析最佳组合条件。各计划参数的改变范围为:子野数目60个～180个,照射弧1弧～2弧,最大剂量率(DR_max)400 MU/min～1200 MU/min,最小剂量率（DRmin）45 MU/min～150 MU/min。结果:随子野数增加,计划质量明显提高,且MU数减少,但照射时间显著增加;当子野数目>150以后,其影响减小。受测试系统双弧比单弧治疗计划的靶区剂量适形度和均匀性略优但对危及器官保护没有明显优势,且双弧治疗增加了MU数和照射时间。在测试的数值范围内DR_max的改变对计划质量和MU数均无影响,治疗时间随DR_max的增加而减少;降低DR_min可以改善计划质量和减少MU数,但延长了治疗时间。结论:VMAT计划质量和运行效率受子野数目和最小剂量率设置的影响较大,针对系统进行实验可以帮助确定最佳运行参数。     

鼻咽癌IMRT中实际机架角度对计划执行准确度影响

目的 探讨鼻咽癌IMRT中实际机架角度对治疗计划执行准确度的影响,以寻求减少这种影响的方法。方法 应用Pinnacle计划系统对27例鼻咽癌患者设计IMRT计划,每个计划在0~360°范围以30°为间隔选取8个射野。按照射野参数分为A、B两组计划,A组设置最小子野面积5 cm²和最小跳数5 MU,最大子野数80;B组设置最小子野面积8 cm²和最小跳数8 MU,最大子野数60。用Mapcheck2分别在归零和实际角度验证射野的γ通过率(3%/3 mm、2%/2 mm),比较两种方式验证结果差别(Δ值),分析Δ值与射野角度及计划设计射野参数之间关系。配对样本t检验组间差异。结果 A组计划采用3%/3 mm标准时Δ平均值为0.90%,除270°、300°、330°外其他角度两种验证方式结果比较均不同(P=0.000~0.007);采用2%/2 mm标准时Δ平均值为2.72%,除300°外均不同(P=0.000~0.019)。B组计划采用3%/3 mm标准时Δ平均值为0.40%,除300°外其他角度两者比较均相近(P=0.052~0.639);采用2%/2 mm标准时Δ平均值为1.52%,除210°、240°、270°、300°外均相近(P>0.05)。采用B组计划参数设计时Δ明显减少,两种方式验证结果更加吻合,治疗计划的执行准确度提高。结论 与归零角度验证方式相比,重力等因素会导致实际角度验证的γ通过率降低,这种影响的大小与射野角度无明显的相关性但与计划设计时射野的设置参数有关。在设计鼻咽癌IMRT计划时应尽可能减少总子野数目、增大最小子野面积及最小跳数,提高治疗计划执行准确度。     

子野面积对宫颈癌IMRT剂量分布的影响

目的 在不影响治疗靶区剂量和OAR受量前提下,调整宫颈癌IMRT计划的最小子野面积,优化治疗方案。方法 选择经病理证实的12例宫颈癌资料,PTV处方剂量为50 Gy分25次。使用Pinnacle 8.0mTPS,每例设计16个IMRT计划,均采用9个均匀分布的固定入射方向(200°、240°、280°、320°、0°、40°、80°、120°、160°),最小子野数设定为80个,最小子野跳数设定为5 MU。最小子野面积分别选择2~81 cm²,采用DMPO逆向优化计算,所有计划均达到临床处方剂量要求,通过DVH评价靶区及OAR剂量分布。结果 随着最小子野面积从2 cm²增大至81 cm²,IMRT计划的总跳数从(1 405±170) MU降至(490±47) MU (P=0.000),子野面积>6 cm×6 cm后、总子野数明显减少(P=0.000)。最小子野面积为2~49 cm²的IMRT计划,靶区及OAR剂量学均相近(P>0.05);不同最小子野面积的IMRT计划间,直肠、膀胱和双侧股骨头受照剂量均相近(P>0.05)。结论 使用Pinnacle 8.0mTPS设计宫颈癌IMRT计划时,最小子野面积放大至7 cm×7 cm仍可满足临床剂量要求,且子野数和总跳数均明显减少。     

直接机器参数优化技术在鼻咽癌调强放疗的应用

背景与目的：调强放射治疗是最先进的放疗技术之，直接机器参数优化技术是调强放疗设计中一种先进的算法。本研究比较鼻咽癌静态调强放射治疗（IMRT）中采用直接机器参数优化（DMPO）技术和传统技术的剂量学差异。方法：选取2005年2月-2006年5月的11例在复旦大学附属肿瘤医院采用IMRT治疗的鼻咽癌患者，根据与原治疗计划相同的布野方式、处方剂量和目标函数，采用直接机器参数优化（DMPO）技术重新设计计划，预先设置不同的最大子野数，分别为100、90、80、70个，对应的计划为DMP0100，DMP090，DMP080DMP070。新计划与原计划（treat）分别对总跳数（MU），总子野数（segments），靶区和正常组织剂量分布及适形数（CI）进行比较。结果：所有计划都满足临床处方剂量要求，从适形指数看，采用DMPO技术的计划（DMP0100，DMP090，DM—P080，DMP070）都高于传统技术计划（treat），在均匀性上，DMP0100，DMP090，DMP080与传统技术计划相似，DM—P070略差；对一些重要器官的保护上，DMP0100，DMP090可达到或优于传统技术计划。采用DMPO技术，总子野数为相当于传统技术的50％时即可达到相同的处方要求，同时在总MU数和照射时间上也有减少。结论：在鼻咽癌调强中，采用DMPO技术优化的计划叮在确保满足靶区和正常组织受量的同时，大大减少总子野数，减少总MU数和治疗时间。     

鼻咽癌调强放疗剂量学边际效应研究

目的 分析鼻咽癌调强放疗计划参数中子野个数、面积、机器跳数的剂量学边际效应。方法 对2011—2012年间收治的17例鼻咽癌病例依次改变其中一个物理参数形式进行计划重新优化,从边际效应评价角度建立调强放疗计划技术投入和剂量学产出间的边际效应函数,并对3种优化方法剂量学结果进行统计分析。结果 17例患者原发灶计划的大体肿瘤体积在子野个数、面积、机器跳数优化下,平均适形指数的边际效应函数系数分别为0.02、0.74、0.55,平均均匀性指数的边际效应函数系数分别为0.56、0.89、0.73。危及器官的边际效应函数系数中左和右腮腺平均剂量的分别为0.01和0.02、－0.71和1.62、－0.40和0.71,左和右腮腺V₃₀的分别为0.01和0.01、0.08 和 0.05、0.02和0.03,脑干最大剂量的分别为0.13、1.20、1.72,脊髓最大剂量的分别为0.09、1.46、1.30、视交叉最大剂量的分别为0.03、0.22、0.01、左和右晶体最大剂量的分别为0.01和0.02、0.28和0.34、0.02和0.04。结论 鼻咽癌调强放疗计划优化中子野面积和机器跳数参数的设置对靶区和危及器官剂量的影响远大于子野个数。因此减少子野个数和优先给出较好的子野面积和机器跳数可以减少治疗时间,同时改善放射生物效应。     

宫颈癌调强放疗中两种计划方法的比较

目的:研究宫颈癌大野调强放疗(Intensity-modulated radiation therapy IMRT)时分野和限定射野两种方法的差异.方法:选取接受放疗的宫颈癌患者10例进行研究,对每例患者分别使用两种方法设计调强计划,在射野参数和优化条件相同的前提下,比较两种计划模式下体积直方图(DVH)、靶区和危及器官的剂量、子野数、机器跳数.结果:两种计划模式设计的计划均满足临床要求,剂量分布一致,DVH图相似;与分野法相比,限定射野法靶区的剂量均匀性稍好,子野数减少(16.99%)和机器跳数减少(13.44%).结论:与分野法相比较,限定射野的方法更适用于大野宫颈癌的调强计划设计.     

Eclipse最小剂量参数对鼻咽癌调强计划影响的研究

目的:探讨Eclipse鼻咽癌调强计划中最小剂量参数(Minimize dose)对靶区和危及器官受照剂量的影响,为临床计划优化提供参考。方法:运用Varian Eclipse 10.0计划系统回顾性对10例鼻咽癌患者重新设计调强计划,采用相同的约束条件,最小剂量参数分别选取5、8、10、15、20。比较靶区适形度指数和均匀性指数、危及器官照射剂量或受照体积、机器跳数和子野数,并做统计学分析。结果:最小剂量参数由5增大到20,靶区CI减小,HI增大,OARs受照剂量增加。统计学比较显示当最小剂量为8时PCTV1 HI的P值首次小于0.05（P=0.031）,差异有统计学意义。当最小剂量大于等于10时全部靶区的CI和HI的P＜0.05,差异有统计学意义。脑干和脊髓从最小剂量参数为10开始P<0.05（P=0.025,P=0.008）,统计学比较差异显著。右侧腮腺和下颌骨在最小剂量参数大于等于15时P<0.05（P=0.041,P=0.005）,差异有统计学意义。随最小剂量参数的增大,总机器跳数由2 186.3±175.7减少到2 085±149.5,无统计学差异。子野数由1 603.3±278.0减少到1 567.4±270.0,最小剂量参数大于等于10时差异有统计学意义。结论:考虑最小剂量参数对靶区、危及器官、机器跳数和子野数的影响,Eclipse鼻咽癌调强计划中最小剂量参数选择5到8之间是合适的。     

《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》的个案研究

目的参考《调强放射治疗计划系统性能和试验方法》(标准报批稿),对RayStation调强放疗计划系统进行一系列测试,并验证标准报批稿的可行性。方法试验内容包括治疗计划剂量目标、点剂量计算准确性和剂量分布计算准确性。测试模体包括AAPM TG119号报告的测试例模体和固体水验证模体,调强测试例主要包括模拟多靶区、模拟前列腺肿瘤、模拟头颈肿瘤和模拟C形靶区(又分简单和困难)等。使用常见测量设备和工具,在RayStation和加速器上分别优化计算和测量感兴趣剂量,并计算和分析两者误差。结果5个模拟不同肿瘤计划的剂量目标均满足标准要求。点剂量电离室测量结果均符合标准要求,全部模拟计划的总误差为(0.83±165)%。单野剂量分布平面探测器测量结果的γ通过率均>990%,复合剂量分布胶片测量结果的γ通过率均>925%。结论RayStation 调强放疗计划系统性能试验结果均符合标准报批稿要求且证明其可行。     

鼻咽癌VMAT两种TPS设置参数选择比较

目的 考察不同的计划设置参数对两种TPS VMAT计划质量与执行效率的影响,为临床计划优化提供参考依据。方法 随机选取25例鼻咽癌病例进行VMAT计划设计,在TPS-1和TPS-2中分别采用相同目标条件,并设定多个设置参数限制条件组进行优化,比较各组计划的靶区和OAR剂量分布、机器跳数和照射时间。对符合正态分布的数据采用配对t检验或单因素方差分析,不符合上述条件的采用非参数Wilcoxon符号秩检验或非参数Friedman检验。结果 增加子野数目可提高TPS-1计划的剂量分布质量和减少机器跳数,同时增加照射时间(子野数目>120以后影响减弱);但对TPS-2的计划几乎没有影响。与单弧照射比较,TPS-1的双弧计划质量相近但照射时间增加了70.6%(P=0.000);TPS-2的双弧计划剂量分布更好,脊髓D_max、D_mean分别比下降了3.9%、13.7%(P=0.000、0.000),同时机器跳数和照射时间分别增加了11.7%和31.2%(P=0.000、0.000)。最大和最小剂量率均对两种TPS的VMAT计划质量影响很小,提高最大或最小剂量率均可使计划的照射时间下降但后者机器跳数会增加(P=0.000、0.000)。结论 计划参数的设置对两种TPS的 VMAT计划质量和执行效率的影响有明显差异,对不同TPS进行单独测试可以帮助确定各系统的最佳参数设置。     

瓦里安加速器静态调强放疗剂量分布与剂量率关系的评价

目的 评价静态多叶准直器调强放疗剂量分布与剂量率的关系,为特定患者治疗时如何选择剂量率提供参考.方法 选取静态多叶准直器调强放疗(IMRT)的3例(前列腺癌、鼻咽癌和淋巴瘤)典型治疗计划,分别使用瓦里安600CD加速器和I'mRT Matrixx二维电离室阵列,在不同剂量率(100、300、600 MU/min)下比较验证通过率.在Pinnacle计划系统中把每例子野单独作为1个射野,形成CRT计划.使用OmniPro-I'mRT V1.6调强验证软件把每例计划测最数据中每个子野,与同一剂量率下的CRT计划测量数据进行对比;得到实际治疗中每个子野在射野中的权重,再导回计划系统得到不同剂量率下的模拟计划.采用剂量分布和剂量体积直方图评价模拟计划与原计划对靶区和正常组织照射剂量情况.结果 随剂量率增加调强验证通过率下降.3例病例模拟计划靶区的D_(max)、D_(main)、D_(mean)、D_(95)够均变大,靶区内高剂量区明显增加,95%等剂量线外扩.600 MU/min模拟计划中,鼻咽癌病例中GTV_(nd)的D_(95)比原计划增加5.33%,其V_(10)达到19.38%.危及器官受量同样增加.淋巴瘤病例中全肺V_(20)在原计划与模拟计划(100、300、600 MU/min)中依次为31.77%与32.11%、32.60%、33.26%,鼻咽癌病例中右腮腺V_(30)依次为48.75%与49.56%、51.65%、53.91%.结论 高剂量率下进行静态多叶准直器IMRT实际得到的剂量分布将偏离计划分布,靶区高剂量区和危及器官受量将增加.当原计划中危及器官受量与耐受量接近时,不宜使用高剂量率进行IMRT.     

铅补偿块调强放疗技术的临床应用研究

目的 研究低熔点合金铅补偿器在临床调强放疗中的应用价值。方法 用计划系统输出射野强度分布文件(Dicom RT),通过测定低熔点合金铅衰减因子计算出Dicom RT文件对应射野中每个像素对应的加工深度,产生用于AUTIMO 3D数控切割机的控制文件,然后使用加工好的泡沫浇铸低熔点合金铅成型,产生调强放疗所需补偿器并通过MatriXX的质量控制测试系统对其检测。同时随机对比了 10例患者多叶准直器和低熔点合金铅补偿器调强放疗的测试结果。结果 治疗中心点剂量和面剂量显示使用低熔点合金铅补偿器调强放疗能产生和计划系统基本相同的剂量分布,误差在5%以内且临床可接受。与多叶准直器相比,低熔点合金铅补偿器调强放疗所需放疗时间少^\[(4.44±0.39) min∶(5.71±0.57) min (t=10.82,P=0.000)\]、机器跳数少^\[(462.5±65.8) MU∶(524.5±99.6) MU (t=3.14,P=0.012)\]。结论 铅补偿调强放疗技术相比于MLC的独特优势在于临床上有重要推广价值,为广大基层医院在低成本条件下开展精确放疗提供了一套可行方法。     

调强放疗计划多目标优化算法比较研究

目的 探讨多目标优化(MCO)算法在调强放疗计划优化中的应用。方法 随机抽取已接受治疗的10例前列腺癌和10例肺癌患者的调强治疗计划,这些计划都是基于直接子野优化算法进行优化的。在射野方向等设置条件不变前提下,改用MCO算法重新优化治疗计划。比较两种优化算法得到的剂量体积直方图参数、计划优化时间和机器跳数,并行配对t检验。结果 两种优化算法得到的调强计划均满足临床要求。与DMPO算法相比,在靶区剂量分布无差别下MCO算法使得前列腺癌计划中的直肠、膀胱及小肠受量均有不同程度降低,计划优化时间减少58%,机器跳数平均增加32%;在肺癌计划中肺、心脏和脊髓受量均有不同程度降低,计划优化时间减少59%,机器跳数平均增加11%。结论 与DMPO算法相比,MCO算法可显著降低危及器官受照剂量、缩短计划优化时间。     

半野调强照射技术在食管癌放疗中的应用探讨北大核心CSCD

目的探索基于半野剂量分布特性结合IMRT技术,实现食管癌放疗降低肺剂量的新技术。方法采用三维水箱测量对称野及半野的射野边缘剂量分布并比较分析。选取20例胸中下段食管癌放疗患者(处方剂量50.4~60.0 Gy),基于瓦里安Vital beam加速器和Eclipse计划系统、采用均整器(FF)和非均整器(FFF)技术对称野、半野设计(射野设置皆为前1后4方式),比较和分析靶区和危及器官各种剂量数据以及机器跳数。结果与对称野计划相比,半野计划能显著改善肺受量(P<0.05),其中半野FFF又稍优于半野FF模式。全肺V5Gy、V20Gy、V30Gy、Dmean在FF对称野与FFF半野分别为(49.64±5.39)%与(42.70±5.5)%、(15.99±3.93)%与(13.32±3.06)%、(9.24±2.77)%与(8.50±2.62)%、(10.45±1.76)%与(9.50±1.53)%(均P<0.05)。心脏受量对称野优于半野(P<0.05),靶区CI和HI、机器跳数、脊髓均相近(均P>0.05)。结论基于半野形式IMRT可以显著改善肺受量,可给临床增加一个选择的方式。