固定型腔内后装施源器治疗宫颈癌的剂量分布特点

目的:研究固定型腔内后装施源器及标准腔内后装施源器的剂量分布特点,评价固定型腔内施源器是否符合临床剂量学要求。方法:比较固定型腔内后装施源器和标准型腔内施源器的等剂量曲线分布图,并根据腔内近距离放疗中剂量分布与距离平方成反比的剂量学特点,按照施源器材料中的指数衰减及吸收系数,计算出两种施源器x和y轴两个方向上的剂量比。结果:标准Ⅲ通腔内施源器和固定Ⅲ通腔内施源器等剂量曲线分布图通过TPS优化,图形基本一致:在冠状面上等剂量曲线呈扁梨行,宫颈、阴道剂量大于宫体剂量,在横断面上等剂量曲线呈扁椭圆形;且固定型扁平腔内施源器源中心到模表面距离为0.5 cm,而标准Ⅲ通腔内施源器从源中心到模表面距离为1 cm,通过计算可知当r=0.5 cm,l=1.0 cm时其剂量比大于l=1.5 cm时的剂量比,因此给予A点相同剂量所需要的时间较标准腔内后装施源器要短,由于治疗时间短,膀胱直肠所受剂量就小,通过优化,直肠剂量只有A点剂量的70%,而宫颈粘膜表面剂量比经典施源器剂量要高出45%。结论:固定型腔内后装施源器剂量分布符合临床剂量学要求,且优于标准施源器,同时由于使用简单方便,不用模拟机拍片,剂量计算模式也固定,更适合宫颈癌患者多的治疗中心使用。     

CT引导下三维腔内后装放疗联合体外调强化疗在治疗晚期宫颈癌的应用价值

【摘要】目的:探讨CT引导下三维腔内后装放疗联合体外调强放疗（IMRT）、顺铂治疗晚期宫颈癌的效果。方法:选取97例晚期宫颈癌患者进行回顾性研究,其中55例患者采用CT引导下三维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗（观察组）,42例患者采用二维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗（对照组）。观察并比较两组患者治疗前后效果、危及器官放射损伤程度、患者3年预后结局差异。结果:经过联合放化疗,观察组治疗有效率显著高于对照组（98.18% vs 88.10%, P<0.05）。放疗过程中,观察组小肠、膀胱、直肠接受放疗的平均受照射剂量、2.0 cm3受照射剂量均显著低于对照组（P<0.05）,观察组骨髓抑制、放射性直肠炎、放射性膀胱炎的发生程度均显著低于对照组（P<0.05）;随访3年,两组生存率无统计学差异（P>0.05）,观察组患者3年的中位生存时间长于对照组（P<0.05）。结论:CT引导下三维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗晚期宫颈癌的效果优于二维腔内后装放疗联合IMRT、顺铂治疗,对危及器官的放射性损伤程度更低,患者的生存时间更长。     

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。     

基于CT图像的后装治疗模拟计划系统的初步研究

目的 开发基于CT图像的后装治疗模拟计划系统,并用JR1152-F型热释光剂量计(TLD,1mm×1mm ×6mm)和仿真人体盆腔模型(CDP)验证该系统的准确性.方法 用VC 开发此后装治疗模拟计划系统(3DV-TPS),仿真人体盆腔模型在GE LightSpeed16CT上扫描后,其图像经网络传输至3DV-TPS上进行腔内后装治疗模拟计划设计,计算出各CT层面上等剂量线分布和各测试点的剂量值,再把TLD元件放入仿真人体盆腔模型测试孔内,按模拟计划进行腔内后装照射,采用FJ427-A1热释光剂量仪对受照后TLD元件进行测量,并比较计算值和测量值的差异.此3DV-TPS实现了基于CT图像的后装治疗模拟计划设计,等剂量曲线可在任意横断面、矢状面、冠状面上精确显示,剂量分布与组织器官的相互关系直观形象.实测剂量值与3DV-TPS计算值符合较好,相对偏差在±7.7%以内.结论 3DV-TPS准确可靠,用JR1152-F型TLD和仿真人体盆腔模型验证宫颈癌腔内后装治疗三维剂量分布具有可行性.     

用于肿瘤调强放射治疗影像分析与转换的深度学习方法

癌症已成为严重威胁人类健康的主要公共卫生问题。60%~70%的癌症患者需要进行放射治疗。调强放疗是当前主要的临床放疗技术。对近几年基于深度学习的影像分析与转换方法在肿瘤调强放疗计划中的应用进展及关键技术进行综述,包括计算机断层扫描(CT)、锥形束CT(CBCT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)引导的肿瘤调强放疗技术应用现状与发展趋势,肿瘤CT/CBCT/MRI/PET影像放疗靶区分割、影像配准以及转换深度卷积神经网络、生成对抗网络的有监督或无监督学习方法,并对未来的研究方向进行展望。     

金属施源器对盆腔部位图像配准的影响

目的:以宫颈癌放疗为实例,探讨金属施源器对盆腔结构图像配准的影响。方法:回顾10例已完成外照射和三维后装放疗的宫颈癌患者,其中后装放疗均使用3根金属的Fletcher施源器(1根在宫体,2根在穹窿)。从计划系统导出每一例患者的1套外照射CT图像(I_W)和2套不同分次治疗的后装CT图像(I_(A1)、I_(A2))。1外照射与后装图像匹配:以I_(A2)为基准,采用三维B样条弹性配准算法,分别在去除和不去除施源器信息的条件下进行配准,以互相关量为配准精度的评价参数(K_1、K_2)。2不同分次治疗的后装图像匹配:以I_(A2)为基准,采用相同算法,同样在去除和不去除施源器信息的条件下进行配准,并统计互相关量(K_3、K_4)。结果:外照射与后装图像进行配准,K_1与K_2有显著差异(P=0.005),两者差值(K_1-K_2)约为-0.83%。不同分次治疗的后装图像进行配准,K_3与K_4有显著差异(P=0.011),差值约为1.11%。结论:在外照射与后装图像进行配准之前,不需要去除金属施源器的信息,但在不同分次治疗的后装图像配准之前,可以考虑去除信息,提高配准精度。     

宫颈癌后装治疗中直肠、膀胱剂量的研究

目的：研究宫颈癌近距离腔内照射时直肠、膀胱的在线剂量，同时寻求减少直肠、膀胱剂量的方法。方法：随机选取10例宫颈癌患者分成两组，分别使用在阴道施源器顶端加了3mm铅皮和没加铅皮的施源器进行CT扫描后，通过网络将患者影像传入治疗计划系统，按A点600cGy的处方制定治疗计划，同时计算出直肠膀胱的剂量，然后将在^60Coγ线辐射场内校准过的IBF-5和IDF-THIN在进行宫颈癌近距离腔内照射时，插入患者的直肠、膀胱位置进行监测，得出测量点的剂量。并与计划系统中该点的剂量进行比对。结果：结果显示对于膀胱两组测得的剂量非常相似，但与计划剂量相差比较大，这是因为在治疗时电离室位置发生改变；对于直肠，两组测量结果相差较大，未加铅皮的结果跟计划结果相近，而加了铅皮的测量结果明显减小。结论：通过测量我们知道在宫颈癌腔内照射中我们要对每个患者制定个体化治疗计划并实施在线的剂量监测，同时在测量中要特别注意操作技巧。     

IMRT联合腔内后装放疗对宫颈癌靶区、正常组织及肿瘤血管的影响

目的探讨调强放疗(IMRT)联合腔内后装放疗对宫颈癌靶区、正常组织及肿瘤血管的影响。方法前瞻性选取我院收治的82例宫颈癌患者,采用随机数字表法分为对照组和观察组,每组41例。对照组采用常规四野盒式放疗联合腔内后装放疗,观察组采用IMRT联合腔内后装放疗。比较2组患者疗效,血清肿瘤标志物[癌胚抗原(CEA)、鳞状细胞癌抗原(SCCA)、糖链抗原153(CA153)],靶区及正常器官受量,肿瘤血管形成指标[血清血管内皮生长因子(VEGF)、CD31、血管生成素-2(Ang-2)、低氧诱导因子-1α(HIF-1α)],不良反应发生率,中位无进展生存期(PFS),治疗后6个月、1年总生存率。结果观察组治疗有效率、疾病控制率高于对照组(P<0.05)。观察组CTV、PTV、CTV处方剂量覆盖体积、达100%处方剂量的体积(V100)、达90%处方剂量的体积(V90)高于对照组(P<0.05);观察组小肠、直肠、膀胱、股骨头、骨髓中V30、V45、平均剂量低于对照组(P<0.05);观察组股骨头、骨髓中V10、V20高于对照组(P<0.05)。观察组治疗后2周及1个月CEA、SCCA、CA153、CD31、VEGF、Ang-2、HIF-1α均低于对照组(P<0.05)。观察组泌尿系统、血液系统不良反应发生率均低于对照组(P<0.05);观察组中位PFS长于对照组,1年总生存率高于对照组(P<0.05)。结论IMRT联合腔内后装放疗治疗宫颈癌能提高靶区内放疗剂量,减少危及器官的受照剂量,促进病灶消退,抑制肿瘤血管形成,延长中位PFS,提高1年总生存率,降低不良反应发生率,可作为不能手术宫颈癌患者的一种有效疗法。     

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。     

驻留时间离差限制参数对三维后装计划的影响分析

目的:研究驻留时间离差限制（DTDC）参数对三维后装计划的影响。 方法:选取在中国医科大学附属第一医院治疗的30例妇科肿瘤患者计划,施源器为Fletcher单独宫腔管、全部三管和阴道施源器,每例患者治疗前扫描CT,并由医生勾画靶区和危及器官,以0.1步进修改DTDC参数,由DTDC=0到DTDC=1共制定11个计划,归一至DTDC=0时计划下相应的数值。比较CTV的V150、V200,膀胱、直肠的D2cc,驻留时间总和,计划调制指数,分析DTDC参数的修改对三维后装计划的影响。 结果:随着DTDC的增加,阴道施源器,Fletcher施源器单独宫腔管和全部三管使用时,CTV的V150和V200分别升高至105%和109%、102%和104%以及115%和120%,直肠和膀胱的D2cc分别至101%和102%、99%和99%以及115%和101%;总驻留时间分别达到DTDC=0时的96%、97%和104%。 结论:宫颈癌三维后装计划的制定针对不同的施源器应该选用合适的DTDC参数,给予患者更加合理治疗计划。     

3D打印技术在皮肤癌近距离放疗中的初步应用

目的:探讨3D打印技术在皮肤癌高剂量率近距离治疗个体化施源器模板制作中的应用。方法:根据1例基底细胞 皮肤癌患者的定位CT图像进行术前计划设计，然后根据患者轮廓和术前计划中预设管道位置完成3D模板打印。将打印 好的模板置于病灶处并加以固定，再次进行CT扫描，将两次的CT图像进行融合匹配，以确定管道位置重合程度。结果: 3D打印模板与患者外轮廓高度贴合，实际治疗中，3D打印模板中施源器管道位置可与预计划中的施源器管道位置完成 匹配重合，提高了靶区覆盖率。结论:对于位置轮廓曲面角度大的皮肤癌病变，根据术前计划进行3D打印模板辅助近距 离治疗可使病灶较好地达到处方剂量。临床疗效与不良反应尚需进一步观察。     

铱源驻留步长对宫颈癌三维近距离治疗计划的影响

目的:研究宫颈癌近距离治疗计划设计中,铱源驻留步长选择对计划评估及剂量稳定性的影响。方法:选取在安徽省肿瘤医院接受治疗的15例宫颈癌患者,均接受Fletcher型施源器植入的铱源高剂量率CT引导下近距离治疗。按照驻留步长大小分别为每位患者制定4组计划(Plan₁ mm、Plan₃ mm、Plan₅ mm和Plan₇ mm),对比治疗时长,靶区D₁₀₀、D₉₀和V₁₀₀和危及器官D_{2 cc}、SF系数等参数。模拟计算施源器发生脚向3 mm移位时剂量分布,分析施源器移位对不同驻留步长近距离治疗计划剂量学的参数影响。结果:不同驻留步长治疗计划的高危靶区(HRCTV)剂量学参数差异不明显(P>0.05),而Plan₁ mm、Plan₃ mm的中危靶区(IRCTV)的D₁₀₀、D₉₀、V₁₀₀和治疗时长均大于P...     

Reconstruction of a ring applicator using CT imaging: impact of the reconstruction method and applicator orientation

The purpose of this study is to investigate whether the method of applicator reconstruction and/or the applicator orientation influence the dose calculation to points around the applicator for brachytherapy of cervical cancer with CT-based treatment planning. A phantom, containing a fixed ring applicator set and six lead pellets representing dose points, was used. The phantom was CT scanned with the ring applicator at four different angles related to the image plane. In each scan the applicator was reconstructed by three methods: (1) direct reconstruction in each image (DR), (2) reconstruction in multiplanar reconstructed images (MPR) and (3) library plans, using pre-defined applicator geometry (LIB). The doses to the lead pellets were calculated. The relative standard deviation (SD) for all reconstruction methods was less than 3.7% in the dose points. The relative SD for the LIB method was significantly lower (p < 0.05) than for the DR and MPR methods for all but two points. All applicator orientations had similar dose calculation reproducibility. Using library plans for applicator reconstruction gives the most reproducible dose calculation. However, with restrictive guidelines for applicator reconstruction the uncertainties for all methods are low compared to other factors influencing the accuracy of brachytherapy.     

中晚期宫颈癌三维适形与调强放射治疗的临床研究

目的评价三维适形（3DCRT）与调强放射治疗（IMRT）在中晚期宫颈癌治疗中的临床疗效及放疗副反应。方法将2011年12月至2012年7月新疆医科大学附属肿瘤医院收治的105例Ⅱb-Ⅳa期宫颈癌患者,随机分为IMRT组及三维适形放射治疗组,同步给予铂类为主化疗及后装放疗,观察两种治疗方法近期疗效和毒副反应。结果两组治疗近期疗效相当（P〉0.05）1年生存率（OS）、无局部复发生存率（LRFS）和无远处转移生存率（DMFS）的差异无统计学意义（P〉0.05）;IMRT组肿瘤靶区平均剂量和3DCRT组无显著差异（P〉0.05）危及器官如直肠、膀胱、小肠、乙状结肠、股骨头、双肾及脊髓等受照射剂量及体积均低于3DCRT组（P〈0.01）;IMRT组急慢性放射性直结肠炎及放射性膀胱炎发病率均低于3DCRT组（P〈0.05）;IMRT组骨髓抑制发生率略低于3DCRT组,但差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 IMRT与3DCRT治疗宫颈癌近期疗效相同,但IMRT能更好地保护正常器官,有效降低放射损伤。     

A Monte Carlo based three-dimensional dose reconstruction method derived from portal dose images

The verification of intensity-modulated radiation therapy (IMRT) is necessary for adequate quality control of the treatment. Pretreatment verification may trace the possible differences between the planned dose and the actual dose delivered to the patient. To estimate the impact of differences between planned and delivered photon beams, a three-dimensional (3-D) dose verification method has been developed that reconstructs the dose inside a phantom. The pretreatment procedure is based on portal dose images measured with an electronic portal imaging device (EPID) of the separate beams, without the phantom in the beam and a 3-D dose calculation engine based on the Monte Carlo calculation. Measured gray scale portal images are converted into portal dose images. From these images the lateral scattered dose in the EPID is subtracted and the image is converted into energy fluence. Subsequently, a phase-space distribution is sampled from the energy fluence and a 3-D dose calculation in a phantom is started based on a Monte Carlo dose engine. The reconstruction model is compared to film and ionization chamber measurements for various field sizes. The reconstruction algorithm is also tested for an IMRT plan using 10 MV photons delivered to a phantom and measured using films at several depths in the phantom. Depth dose curves for both 6 and 10 MV photons are reconstructed with a maximum error generally smaller than 1% at depths larger than the buildup region, and smaller than 2% for the off-axis profiles, excluding the penumbra region. The absolute dose values are reconstructed to within 1.5% for square field sizes ranging from 5 to 20 cm width. For the IMRT plan, the dose was reconstructed and compared to the dose distribution with film using the gamma evaluation, with a 3% and 3 mm criterion. 99% of the pixels inside the irradiated field had a gamma value smaller than one. The absolute dose at the isocenter agreed to within 1% with the dose measured with an ionization chamber. It can be concluded that our new dose reconstruction algorithm is able to reconstruct the 3-D dose distribution in phantoms with a high accuracy. This result is obtained by combining portal dose images measured prior to treatment with an accurate dose calculation engine.     

Image-guided high dose rate endorectal brachytherapy

Fractionated high dose rate endorectal brachytherapy (HDR-EBT) using CT-based treatment planning is an alternative method for preoperative down-sizing and down-staging of advanced rectal adeno-carcinomas. The authors present an image guidance procedure that was developed to ensure daily dose reproducibility for the four brachytherapy treatment fractions. Since the applicator might not be placed before each treatment fraction inside the rectal lumen in the same manner as it was placed during the 3D CT volume acquisition used for treatment planning, there is a shift along the catheter axis that may have to be performed. The required shift is determined by comparison of a daily radiograph with the treatment planning digitally-reconstructed radiograph (DRR). A procedure is developed for DRR reconstruction from the 3D data set used for the treatment planning, and two possible daily longitudinal shifts are illustrated: above and below the planning dose distribution. The authors also describe the procedure for rotational alignment illustrated on a clinical case. Reproduction of the treatment planned dose distribution on a daily basis is crucial for the success of fractionated 3D based brachytherapy treatments. Due to the cylindrical symmetry of the applicator used for preoperative HDR-EBT, two types of adjustments are necessary: applicator rotation and dwell position shift along the applicator's longitudinal axis. The impact of the longitudinal applicator shift prior to treatment delivery for 62 patients treated in our institution is also assessed.     

基于MRI活性骨髓勾画的非共面调强放疗在宫颈癌骨髓保护方面的剂量学优势

目的:探讨MRI指导下非共面野调强放疗（NC-IMRT）在宫颈癌骨髓保护方面的剂量学特点和优势。方法:选取20例宫颈癌术前放疗患者,根据MRI图像勾画骨盆有效造血活性骨髓,分别制定9野的共面野调强（IMRT）计划和NC-IMRT计划（其中NC-IMRT计划包括7个共面野和2个非共面野）。两组计划均采用相同的靶区上下界、危及器官限值和权重因子及计算网格,归一条件均为95%的计划靶区（PTV）接受到处方剂量。对比分析两类计划中靶区和危及器官的剂量学参数差异:受照剂量、体积、适形度指数和均匀性指数。结果:在定位CT上勾画的全骨盆体积为（600.32±6.88） cm3,MRI勾画的活性骨髓体积为（219.38±9.73） cm3,后者较前者减少了63.4%,差异有统计学意义（P<0.05）。NC-IMRT组PTV的适形度指数优于IMRT组。NC-IMRT组有效减少骨盆活性骨髓的低剂量辐射区V10、V20和高剂量辐射区V40、V50,左侧股骨头的Dmean、V10、V20、V30、V40和右侧股骨头Dmean、Dmax、V10、V20,差异均有统计学意义（P<0.05）。两组直肠、小肠的受照剂量无明显差异（P>0.05）。结论:在保证临床靶区剂量的情况下,与IMRT相比,基于MRI活性骨髓勾画的NC-IMRT能更好地保护骨盆活性骨髓。     

胸中段食管癌根治性放疗三维适形放疗与调强放疗剂量学比较

目的：比较食管癌根治性放疗三维适形放射治疗（3D-CRT）与调强放射治疗（IMRT）的剂量分布,探讨IMRT在胸中段食管癌放疗的价值。方法：对10例胸中段食管癌病例分别行3D-CRT和IMRT计划设计,应用剂量体积直方图（DVH）比较两种计划靶区剂量、适形度指数（CI）、不均匀度指数（HI）及正常器官受量。结果：在食管癌根治放疗中,IMRT在靶区剂量分布上与3D-CRT各有优劣;IMRT在正常器官的保护上优势明显;肺V5、V10、V20以及全肺平均剂量IMRT均明显优于3D-CRT;心脏V30IMRT低于3D-CRT;脊髓剂量没差别。结论：食管癌根治放疗中IMRT计划在靶区剂量分布上没有明显优势。但可更好保护正常组织。