螺旋断层固定野和旋转调强放疗技术在全身照射中的应用对比研究

目的 探究使用螺旋断层固定野调强（TD）和螺旋断层旋转调强（HT）放射治疗技术在全身照射（TBI）中的应用对比,并评估TD治疗技术下计划的质量和执行效率,指导临床选择最佳的计划设计方案。方法 对郑州大学第一附属医院收治的8例身高在120 cm左右的已行TBI的急性白血病患者进行回顾性研究,分别选择TD和HT治疗技术进行计划设计,其中TD分别设计2~12内奇数个均分射野的计划,且起始角度分别从180°和0°开始,其余计划参数都保持一致。最后对设计好的计划剂量分布进行统计,比较TD与HT治疗技术下的计划在靶区的平均剂量（PTV_Dmean）、均匀性指数（HI）和危及器官（OARs）受量,以评估计划质量,并比较治疗出束时间以评估治疗效率。结果 9野的TD计划相对于HT计划在PTV_Dmean和靶区HI能达到一致效果,差异无统计学意义。但TD<9野的计划相对于HT计划在PTV_Dmean（t=-3.12、-5.41、-20.33、-4.56、-7.22、-11.27,P<0.05）和靶区HI（t=-2.94、-5.18、-15.66、-4.31、-5.51、-9.13,P<0.05）无剂量学优势,差异有统计学意义。同时TD计划中起始角度对PTV_Dmean和靶区HI没有影响。在危及器官方面,≥ 7野TD计划与HT计划在左肺平均剂量与右肺平均剂量差异无统计学意义;左眼晶状体计划危及体积（PRV）的最大剂量（2.14±0.60）Gy与右眼晶状体PRV最大剂量（3.05±0.10）Gy在3野TD计划与HT计划差异有统计学意义（t=0.77、0.63,P<0.05）,眼晶状体PRV在最大剂量方面具有一定优势。治疗出束时间差异无统计学意义。TD计划中起始角度对左右眼晶状体PRV最大剂量、左肺平均剂量及治疗出束时间没有影响。结论 对于≥ 9野的TD调强计划相对于HT计划在靶区、危及器官及治疗出束时间方面能达到一致的结果,但在眼晶状体PRV最大剂量方面具有一定优势。     

螺旋断层调强放疗靶区外沿纵向剂量跌落及影响因素研究

目的:研究螺旋断层调强放疗(HT)靶区外沿纵向剂量跌落的变化规律及影响因素,以便对临床关于计划衔接、靶区预处理以及执行效率等方面的应用进行指导。方法:回顾性选取2019年12月份郑州大学第一附属医院放射治疗部收治的8例头颈部肿瘤患者资料作为研究对象,使用德国西门子SOMATOM Definition AS大孔径定位CT...     

螺旋断层放疗提升鼻咽癌放疗剂量的可行性研究

目的 探讨应用螺旋断层放疗(HT)进行鼻咽癌放疗处方剂量提升的可行性及剂量学特点。方法 选取10例9野静态调强放疗的鼻咽癌计划,制定HT计划和静态调强(sIMRT)计划。在危及器官(OAR)符合正常组织临床影响量化分析标准的前提下,提升两组计划处方剂量,并比较剂量提升空间及处方剂量提升后两者的剂量学差异。结果 与sIMRT计划相比,HT计划所达到的处方剂量比sIMRT计划增加了42.6%(t=6.373,P<0.01);处方剂量提升后,HT计划的均匀性指数仍优于sIMRT计划(t=-2.288,P<0.05),但适形度指数略低于sIMRT计划(P>0.05)。限制HT计划处方剂量提升的OAR为脊髓(2例)、视神经(5例)、脑干(3例);限制sIMRT计划处方剂量提升的OAR为眼晶状体(1例)、脊髓(1例)、腮腺(8例)。结论 HT的高束流调强能力,使其在有效保护OAR的前提下,能够提高鼻咽癌放疗处方剂量。在sIMRT实现高处方剂量要求存在困难时,可考虑使用HT进行放疗。     

头颈部肿瘤螺旋断层调强放疗摆位误差和计划靶区分析

目的分析螺旋断层调强放疗系统治疗头颈部肿瘤时MVCT引导下的治疗摆位误差,探讨计划靶区外放范围。方法对25例头颈部肿瘤患者放疗行597次MVCT扫描,通过对MVCT图像与KVCT扫描图像进行自动匹配和手动调节,记录三维方向上的摆位误差值,并对记录数据进行统计学分析,计算If缶床靶体积（CTV）到计划靶体积（PTV）的外放边界。结果X、Y、Z轴移动均数分别为（-0．89±1．85）、（0．76±1．91）、（0．20±1．40）mm、旋转方向上平均误差为（0．26±0．91）。。结论治疗前通过MVCT扫描,获得分次间照射摆位误差并对其加以纠正,能够提高头颈部肿瘤放疗精度,PTV-CTV外放范围X、Y、Z各方向外放5mm能够使处方剂量包绕98％的CTV体积,保证肿瘤区域的放疗剂量准确性和对正常组织的充分保护。     

头颈部肿瘤放疗过程中腮腺变化对照射剂量影响的研究

目的 分析头颈部肿瘤患者螺旋断层放疗过程中腮腺位置、体积变化对受照剂量的影响.方法 12例头颈部肿瘤根治性放疗患者,每次治疗前行MVCT图像配准,选择每周第1天MVCT图像,应用TomoTherapy系统自带软件和MIM系统,计算腮腺体积、位置变化和实际照射剂量.结果 与初始计划相比,放疗结束时左、右两侧腮腺体积分别缩小29.06%和31.78%(Z=6.77、3.06,P<0.05),腮腺质心距离体中线距离分别缩小6.72%和6.19%(t=5.14、5.80,P<0.05).治疗过程中左侧腮腺V₂₆、平均剂量分别增加37.74%、25.08%(Z=-6.03、-5.31,P<0.05),右侧腮腺V₂₆、平均剂量分别增加30.45%、19.33%(Z=-5.43、-3.26,P<0.05).结论 头颈部肿瘤放疗过程中腮腺实际受照剂量较初始计划明显升高,剂量升高与腮腺向体中线位移密切相关,与腮腺体积缩小无明显相关性.适时重新制定放疗计划或行自适应放疗,可减少腮腺受照剂量.     

减少肺癌螺旋断层放疗计划低剂量区体积的研究

目的 寻求一种在保证治疗计划临床可行的前提下减少正常肺组织低剂量区体积的肺癌螺旋断层放疗(tomotherapy)计划设计方法。方法 选取30例单侧肺内病灶的肺癌患者CT图像,根据对健侧肺采取不挡(对照)、1/4半挡、1/2半挡、半挡、1/4全挡、1/2全挡和全挡7种条件分别设计A、B、C、D、E、F和G共7组治疗计划,分析各组方案靶区的剂量学参数差异和减少双肺低剂量区(V₅~V₁₀)体积的优劣。结果 与A组比较,B、C、D、E组对靶区影响较小,剂量学参数差异均无统计学意义;F组靶区的中位剂量和平均剂量增加,均值在0.5 Gy以内;G组对靶区影响较大,适形度较差。除B组外,其余各组均能减少双肺低剂量区体积(V₅:8.06%~45.26%;V₁₀:6.21%~33.95%);半挡组可减少双肺V₂₀体积(1.71%~3.78%),全挡组增加了双肺V₂₀体积(2.07%~5.07%)。各组的单次治疗时间均有一定程度的增加(8.51%~79.22%)。结论 对健侧肺半挡可以有效减少双肺低剂量区体积,临床计划设计时可以结合单次治疗时间和患者的耐受状况加长半挡健侧肺的弧度;对部分健侧肺全挡条件较半挡更能有效减少双肺低剂量区体积,但全挡时弧度不宜超过健侧肺弧度的1/2。     

膀胱充盈度对宫颈癌术后放疗靶区照射剂量的影响分析

目的 探究膀胱充盈度对宫颈癌术后放疗靶区照射剂量的影响。方法 选取2019年7月～2020年8月接收的行宫颈癌根治术及盆腔淋巴结清除术的56例宫颈癌患者,所有患者术后有盆腔放疗指征,进行调强放疗,分别两种不同状态的膀胱(排空和充盈)进行CT扫描。比较两种状态下,不同部位照射剂量及不同部位的体积变化。结果 CTV、PTV、股骨头、小肠、直肠体积在膀胱充盈状态和膀胱排空状态时比较,差异不显著(P>0.05);但在膀胱的体积方面,差异显著(P<0.05);照射剂量比较,两种状态各项指标两组间均无显著差异(P>0.05);但在膀胱充盈状态时膀胱和小肠的照射剂量明显低于排空状态时,差异显著(P<0.05)。结论 对宫颈癌患者进行术后调强放疗时,当膀胱处于充盈状态时,小肠及膀胱的照射剂量可明显减少,具有一定的保护作用。     

早期鼻咽癌螺旋断层放疗颈部皮肤受量的剂量学研究

目的 探索早期鼻咽癌螺旋断层放射治疗（Tomotherapy）计划设计过程中降低颈部皮肤受照剂量的方法。方法 采用简单随机抽样法选取17例已接受螺旋断层放射治疗的早期鼻咽癌病例,将各病例颈部外轮廓内缩3 mm生成新的组织器官即颈部皮肤组织,同时清除各靶区与颈部皮肤组织的交叉部分;针对上述处理过的病例进行两组计划设计,常规（TP）组按照常规计划方法进行螺旋断层放疗计划设计;新计划（NP）组是将颈部皮肤组织作为危及器官进行剂量限制计划设计;比较两组计划中各靶区以及危及器官的剂量参数、机器跳数以及治疗时间等参数。结果 两组计划均能满足临床处方要求,两组计划各靶区的D₉₈、D₉₅以及D₂差异均无统计学意义（P>0.05）;NP组的脑干D_max、脊髓D_{1 cm³}、右侧腮腺D_mean高于TP组接受的剂量（t=2.47、2.34、2.77,P<0.05）,左颞颌关节D_max较TP组低（t=2.30,P<0.05）,皮肤V₃₀、V₄₀、V₅₀、V₆₀比TP组明显降低（t=8.37、6.02、5.82、4.89,P<0.05）。NP组单次总机器跳数比TP组平均减少6.3%,单次实际执行时间比TP组平均减少8.1%。结论 早期鼻咽癌螺旋断层放射治疗应该勾画颈部皮肤,并在计划设计过程中将其作为危及器官进行剂量限制,该方法能够有效降低颈部皮肤受照剂量,减轻放射治疗过程中皮肤反应,提高患者生活质量。     

宫颈癌螺旋断层调强放疗的外放边界研究

目的 通过自动和自动+手动配准分别得出的宫颈癌放疗位置误差,评估自动+手动配准的必要性,并给出螺旋断层放疗计划靶区(PTV)外扩边界值(MPTV)。方法 回顾性分析2012年6月至2014年12月入组单纯放疗宫颈癌患者29例,采集每周至少两次治疗前兆伏级CT(MVCT)与计划CT图像进行自动配准,得出自动配准位置误差值(AR),并对AR值再行手动配准,得出自动+手动配准位置误差总移动值(TS),比较AR和TS值的差异,并计算MPTV。结果 共获取443幅MVCT图像,在x、y、z轴和角度旋转方向上AR值分别为(-0.9±2.3)、(0.0±3.1)、(1.0±2.6)mm和0.2°±0.8°,TS值分别为(-0.8±1.8)、(-0.4±3.4)、(1.4±2.5)mm和0.1°±0.5°。除x轴以外,AR和TS两组结果差异有统计学意义(t=5.1、-5.2、3.2,P<0.05);x、y和z轴各方向MPTV相应为4.6、5.7和3.3 mm。结论 宫颈癌螺旋断层放疗中,自动配准基础上的手动配准是必要的。建议行螺旋断层宫颈癌单纯放疗患者外扩PTV左右、头脚、前后方向分别为5、6、4 mm。     

食管癌三维适形调强放疗不同靶区照射局部失败的剂量学比较

目的 探讨食管癌不同靶区范围根治性放疗后食管病变局部复发与受照剂量的关系。方法 回顾性分析244例行根治性三维适形调强放疗的食管癌患者资料,比较有无食管病变局部复发患者的靶区体积的剂量、体积参数,并分层比较不同影响因素时两组患者靶区体积的剂量、体积参数的差异。结果 食管病变局部复发组与无复发组各靶体积的剂量、体积参数比较,差异无统计学意义(P>0.05)。行淋巴引流区预防野(ENI)照射时,复发组与无复发组的剂量、体积参数比较,差异无统计学意义(P>0.05);而行累及野(IFI)照射时,复发组的GTV-V₆₀、CTV-V₆₀、PTV-V₆₀均明显小于无复发组(t=-2.08、-2.19、-2.08, P<0.05)。行ENI照射时的GTV、CTV、PTV所受剂量和PTV的剂量体积均明显大于IFI照射(t=1.97~3.12, P<0.05)。当食管病变局部GTV<30 cm³和未行同期化疗时,复发者的CTV-D_98%、CTV-D_95%所接受的照射剂量均明显低于无复发者(t=-2.24~-2.07, P<0.05)。结论 食管癌根治性放疗,淋巴引流区预防照射可使治疗靶区体积获得更大的处方剂量和更高的处方剂量体积,能够降低食管病变局部复发。尤其当食管病变偏小和未同期化疗时,从淋巴引流区预防照射中获益更大。     

两种全中枢神经系统放疗技术患者有效剂量的比较

目的比较螺旋断层放疗（helical tomotherapy,HT）和多等中心放疗（multi-ISO radiotherapy,M-ISO）两种技术在全中枢神经系统放疗（craniospinal irradiation,CSI）过程中患者的有效剂量。方法选取在本院已接受全中枢神经系统放射治疗的9例儿童患者,分别运用螺旋断层放疗和多等中心放疗两种技术对此9例患者重新进行治疗计划设计。对9例患者共18个治疗计划的患者有效剂量进行计算,运用配对t检验比较两种放疗技术过程中患者有效剂量的差异。结果HT和M-ISO计划均满足临床要求,两组计划靶区剂量D_95%差异无统计学意义（P>0.05）;HT组的D_98%、D_2%、均匀性指数（HI）优于M-ISO计划（t=2.762、2.413、4.563,P<0.05）;M-ISO组的D_50%、D_mean和适形指数（CI）优于HT计划（t=5.259、3.685、7.815,P<0.05）。两种计划方法对危及器官的保护各有优势;9例患者全身有效剂量HT计划高于M-ISO计划,差异有统计学意义（t=5.921,P<0.01）。结论 HT与M-ISO两种技术在全中枢神经系统放疗中各有优势,HT组计划低剂量区域范围对于患者有效剂量影响较大,全中枢放疗计划设计时应关注低剂量辐射范围。     

Benefits of online in vivo dosimetry for single-fraction total body irradiation

Use of a patient test dose before single-fraction total body irradiation (TBI) allows review of in vivo dosimetry and modification of the main treatment setup. However, use of computed tomography (CT) planning and online in vivo dosimetry may reduce the need for this additional step. Patients were treated using a supine CT-planned extended source-to-surface distance (SSD) technique with lead compensators and bolus. In vivo dosimetry was performed using thermoluminescent dosimeters (TLDs) and diodes at 10 representative anatomical locations, for both a 0.1-Gy test dose and the treatment dose. In total, 28 patients were treated between April 2007 and July 2013, with changes made in 10 cases (36%) following test dose results. Overall, 98.1% of measured in vivo treatment doses were within 10% of the prescribed dose, compared with 97.0% of test dose readings. Changes made following the test dose could have been applied during the single-fraction treatment itself, assuming that the dose was delivered in subportions and online in vivo dosimetry was available for all clinically important anatomical sites. This alleviates the need for a test dose, saving considerable time and resources.     

Appropriate treatment planning method for field joint dose in total body irradiation using helical tomotherapy

Total body irradiation (TBI) using helical tomotherapy (HT) has advantages over the standard linear accelerator-based approach to the conditioning regimen for hematopoietic cell transplantation. However, the radiation field has to be divided into two independent irradiation plans to deliver a homogeneous dose to the whole body. A clinical target volume near the skin increases the skin surface dose; therefore, high- or low-dose regions arise depending on the set-up position accuracy because the two radiation fields are somewhat overlapped or separated. We aimed to determine an adequate treatment planning method robust to the set-up accuracy for the field joint dose distribution using HT-TBI. We calculated treatment plans reducing target volumes at the interface between the upper and lower body irradiations and evaluated these joint dose distributions via simulation and experimental studies. Target volumes used for the optimization calculation were reduced by 0, 0.5, 1.0, 2.0, 2.5, and 3.0 cm from the boundary surface on the upper and lower sides. Combined dose distributions with set-up error simulated by modifying coordinate positions were investigated to find the optimal planning method. In the ideal set-up position, the target volume without a gap area caused field junctional doses of up to approximately 200%; therefore, target volumes reduced by 2.0–3.0 cm could suppress the maximum dose to within 150%. However, with set-up error, high-dose areas exceeding 150% and low-dose areas below 100% were found with 2.0 and 3.0 cm target volume reduction. Using the dynamic jaw (DJ) system, dose deviations caused by set-up error reached approximately 20%, which is not suitable for HT-TBI. Moreover, these dose distributions can be easily adjusted when combined with the intensity modulation technique for field boundary regions. The results of a simulation and experimental study using a film dosimetry were almost identical, which indicated that reducing the target volume at the field boundary surface by 2.5 cm produces the most appropriate target definition.     

全身照射的剂量学方法

全身照射是治疗白血病和晚期实体瘤的一个重要组成部分,然而由于各放疗中心的设备状况、射线的能量、射野大小及治疗室的大小各不相同,从而使各放疗中心所采用的物理照射技术也不相同。因此,对比各种不同物理照射技术及临床结果,对于确定最佳放射治疗计划就显得非常重要。本文从照射体位及射野均匀性、剂量计算、处方计算及分次照射、肺铅挡等四个方面讲述全身照射的剂量学方法,这个问题也是放疗医生、特别是放射物理人员在实施全身照射以前必须解决的问题。     

CR在全身照射定位和肺部挡铅的摆位误差

目的 探讨计算机X射线成像(CR)在全身照射(TBI)定位和肺部挡铅验证中的摆位误差。方法 使用TOR 18FG测量其相同条件下kV级和MV级X射线能量的图像质量,建立其临床应用流程,并分析摆位误差。结果 在TBI治疗条件下,MV级的X射线图像的低对比度分辨率和空间分辨率远较kV级的差,但可以比较清晰地识别高对比度组织,并应用于TBI治疗。头脚方向误差为:腹背(AP)方向,左肺(0.50±1.65)cm,右肺(1.16±1.56)cm;(背腹)PA方向,左肺(1.12±2.22)cm,右肺(0.41±2.16)cm。左右两侧方向误差为:AP方向,左肺(0.81±1.19)cm,右肺(0.43±1.20)cm;PA方向,左肺(0.31±1.64)cm,右肺(0.55±1.49)cm。结论 通过CR的应用,提高了TBI的治疗摆位精度。     

需行全身照射患者辐射损伤血浆代谢谱的研究

目的利用代谢组学的方法发现与人辐射损伤密切相关的特征血浆代谢物,初步探讨辐射损伤涉及的代谢通路。方法收集2012年1月至2014年5月期间40名患者全身照射（TBI）辐照前后的血浆样本,通过气相色谱-质谱（GC-MS）联用的代谢组学方法研究TBI对人血浆代谢物的影响,并筛选出与TBI损伤密切相关的特征血浆代谢物。结果 TBI后,血浆中葡萄糖、肉豆蔻酸、草酸、3-羟基丁酸、尿素、天冬氨酸、缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸和苏氨酸含量显著增加（P<0.05）,胆固醇、丙酮酸、丙酸、乳酸、丙氨酸、甘氨酸、肌醇、山梨糖酐、乙二醇和次黄嘌呤含量显著降低（P<0.05）。结论 TBI可引起人体血浆中代谢物水平显著变化,主要涉及氨基酸代谢、糖代谢、脂代谢等代谢通路。     

一种侧卧位X射线分次全身照射技术及剂量监测结果分析

目的 报道一种侧卧位前后对穿X射线分次全身照射技术,并对照射中的实时剂量监测结果进行分析。方法 采用Varian Trilogy医用电子直线加速器10 MV X射线,行水平野对穿全身照射,源到模体表面距离390 cm,测量X射线全身照射条件下的射野百分深度剂量、离轴剂量分布及绝对剂量输出。对10例患者采用侧卧位前后对穿野分次全身照射。照射处方剂量1200 cGy/6次,共3 d,体中线剂量率约5.0 cGy/min。治疗时利用多通道半导体剂量计实时监测患者剂量准确性及剂量分布均匀性,采用固体水进行剂量非均匀性补偿。结果 治疗条件下模体测量射野离轴剂量分布均匀性<±5.0%,最大剂量点处绝对剂量输出为0.0721 cGy/MU。10例患者均能够顺利完成侧卧位治疗,各个部位监测总剂量偏离处方剂量-4.9%~6.7%,平均监测剂量均匀性<5.0%。结论 侧卧位X射线全身分次照射技术患者耐受性好,照射过程中实时监测剂量,采用固体水进行剂量非均匀性补偿,能够保证患者接受准确均匀的剂量分布,方法简便易行。