Dosimetric comparison of intensity-modulated radiation therapy for early-stage glottic cancers with and without the air cavity in the planning target volume

For early-stage glottic cancers, intensity-modulated radiation therapy (IMRT) has been shown to have comparable local control to 3D-conformal radiotherapy with the advantage of decreased dose to the carotid arteries. The planning target volume (PTV) for early glottic cancers typically includes the entire larynx, plus a 3 to 5 mm uniform margin. The air cavity within the larynx creates a challenge for the inverse optimization process as the software attempts to “build up” dose within the air. This unnecessary attempt at dose build-up in air can lead to hot spots within the rest of the PTV and surrounding soft tissue. We hypothesized that removal of the air from the PTV would decrease hot spots and allow for a more homogeneous plan while still maintaining adequate coverage of the PTV.We analyzed 20 consecutive patients with early-stage glottic cancer, T1-2N0, who received IMRT at our institution from April 2015 to December 2016. Each patient received 63 to 65.25 Gy in 2.25 Gy per fraction. Two plans were created for each case: one in which the PTV included the laryngeal air cavity and one in which the air cavity was subtracted from the PTV to create a new PTV-air structure. Dosimetric variables were collected for PTV-air structure from both IMRT plans, including V100%, D98% D2%, and D0.2%. Dosimetric variables for spinal cord and the carotid arteries were also recorded. Homogeneity index (HI) defined as D98/D2 was calculated. Two-sided t-tests were used to compare dosimetric variables.The median PTV volume was 69.9 cc (standard deviation [SD] ± 28.7 cc) and the median air cavity volume removed was 11.0 cc (SD ± 3.4 cc). A 2-sided t-test revealed a statistically significant decrease in max dose (112.7% vs 108.8%, p value = 0.0002) and improvement of HI (0.93 vs 0.91, p value = 0.0023) for the PTV air in the IMRT plan optimized for PTV air, which had air excluded, compared to the IMRT plan optimized for PTV with air included. There was no significant worsening of PTV-air coverage or significant increase in doses to the organs at risk (OARs).The removal of the air cavity from the PTV for early-stage glottic cancers does not compromise PTV coverage or sparing of OARs and can result in a more homogeneous IMRT plan. A more homogeneous plan has the potential to reduce treatment morbidity, although further study is warranted to investigate the clinical impact of air cavity removal from the PTV.     

PET-CT和4DCT结合定义非小细胞肺癌内生物靶区的放疗计划剂量学研究

目的 比较基于PET-CT与4DCT所构建非小细胞肺癌（NSCLC）原发肿瘤内生物靶区（IBTV）与生物靶区（BTV）、内靶区（ITV）体积差异,并分析IBTV应用于放疗计划的可行性。方法 15例NSCLC患者序贯完成3DCT、4DCT、¹⁸氟代脱氧葡萄糖（¹⁸F-FDG）PET-CT胸部定位扫描。基于4DCT 10个呼吸时相图像勾画原发肿瘤大体肿瘤体积（GTV）并融合获得ITV。基于PET图像标准摄取值（SUV）≥ 2.0阈值勾画原发肿瘤靶区并定义为BTV。以ITV和BTV融合构建内生物靶区（IBTV）,比较IBTV与ITV、BTV体积差异及空间匹配。比较基于IBTV与ITV、BTV放疗计划的剂量学参数差异。结果以中位数（四分位间距）表示。结果 ITV、BTV比较差异无统计学意义（P>0.05）,而IBTV与ITV、BTV三者间差异有统计学意义（F=22.533,P<0.05）。要包括>95%体积的IBTV,基于BTV需要外扩9.0（6.0,12.0）mm,基于ITV需要外扩10.00（7.0,12.0）mm,两者差异无统计学意义（P>0.05）。BTV与ITV的戴斯相似性系数（DSC）为0.72（0.54,0.79）。基于计划生物靶区（PBTV）或者计划内靶区（PITV）制定的调强放疗计划,仅能保证85.6%（80.5%,91.2%）的PITV或者80.2%（74.4%,87.6%）的PBTV体积达到处方剂量,而且均匀性指数（HI）和适形度指数（CI）均不理想。结论 基于PET-CT或者4DCT的放疗计划,难以保证依据ITV或者BTV外扩得到的PTV的合理剂量分布,建议参考IBTV定义PTV和制定放疗计划。     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异。方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究。对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求。并用ADAC Pinnacl计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数。结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V₅、V₁₀、V₂₀分别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同。结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用。     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

三维适形与简化调强放疗技术在非小细胞肺癌放疗中的剂量学比较

目的 用剂量学方法比较三维适形(3D-CRT)和简化调强放疗(sIMRT)技术用于治疗非小细胞肺癌(NSCLC)的差异.方法 选择接受放疗的10例NSCLC患者进行研究.对每例患者进行3D-CRT和sIMRT的治疗计划设计,处方剂量为60 Gy(2 Gy/次),所有计划都使95%靶区体积达到处方剂量要求.并用ADAC Pinnacle3计划系统提供的卷积或迭加算法对两种放疗技术的治疗计划进行剂量计算,比较靶区剂量分布均匀性和适形性,以及危及正常组织剂量体积直方图参数.结果 3D-CRT与sIMRT放疗计划的等剂量线和DVH相近,sIMRT计划的靶区剂量均匀性和适形性略优于3D-CRT计划,sIMRT放疗计划中肺的平均剂量、V5、V10、V20别比3D-CRT降低14.81%、17.88%、19.15%、27.78%,而食管、心脏、脊髓等危及器官的受量基本相同.结论 对于NSCLC,sIMRT放疗技术在某些方面具有3D-CRT无法替代的优势,值得在临床推广应用.     

调强适形放射治疗计划剂量学的验证

目的探讨逆向调强适形放射治疗(IMRT)过程中剂量学验证的方法，保证IMRT治疗计划临床实施的正确性。方法针对实施IMRT病人，使用CMS FOCUS9200三维治疗计划系统设计出5野IMRT治疗计划。利用固体水模板在治疗计划系统中建立三维等效体模。将待验证病人的IMRT计划移置到体模中重新进行优化，计算出体模中感兴趣点或平面上的剂量和剂量分布。将体模移放到加速器治疗床上，调用体模IMRT计划数据对体模进行模拟照射。使用0．23 cc电离室测量出体模中感兴趣点上的吸收剂量；使用RIT 113胶片剂量分析系统测量出体模中感兴趣平面上的剂量分布。然后和计划系统计算的结果相比较，验证绝对剂量和相对剂量。结果绝对剂量和相对剂量的测量结果基本上和计划系统计算的结果相一致。测量的绝对剂量误差在3％以内，相对剂量曲线分布也是比较准确的。结论IMRT计划剂量学验证是临床实施IMRT治疗过程中的可靠保证。     

Split-course radiation therapy in non-small cell lung cancer]

Split-course radiation therapy (Sp-RT) is based on theoretical differences between the kinetics of normal and malignant cells. A rest interval halfway through the course of treatment permits the normal tissues to recover, while the tumor shows vary little repopulation. Indeed, it shows mostly regression, resulting in shrinkage of the radiation field. From 1976 through 1985, 185 patients with localized but inoperable or unresectable (stage I-III) non-small cell carcinoma of the lung completed high-dose definitive RT delivered by continuous-course or split-course irradiation. Forty-seven patients who had large tumors or atelectases of the lung showing slow radioresponsiveness received Sp-RT over 60 Gy at 2 Gy per fraction. Rest periods were two or three weeks long in the interrupted schedules. The 5-year survival rate was 16% in the Sp-RT group and 13% in the continuous RT group. In the 33 patients that had differentiated epidermoid carcinoma with slow responsiveness to irradiation, the radiation fields could be shrunk by Sp-RT to the same extent as in the continuous group. Sp-RT was considered to be useful in the treatment of well-differentiated epidermoid carcinoma of the lung.     

Primary non-small cell lung cancer in a transplanted lung treated with stereotactic body radiation therapy

The first case of primary lung cancer in a transplanted lung was described in 2001. Since then, only 5 cases of lung cancer in donated lung have been reported. We present one more patient with non-small cell cancer in the transplanted lung treated with stereotactic body radiation therapy. In most cases of primary lung cancer in transplanted lung, rapid progression of the cancer was reported. Occurrence of the locoregional failure in our case could be explained by factors related to the treatment protocol and also to underlying immunosuppression.     

宫颈癌术后容积旋转调强放疗与5野调强放疗计划的剂量学比较

目的比较宫颈癌术后容积旋转调强放疗（VMAT）与5野调强放疗（5F-IMRT）计划的剂量学差异,并在危及器官保护方面进行分析。方法选择10例宫颈癌术后放疗的5F-IMRT计划,按相同的剂量限制对每例患者行单弧VMAT和双弧VMAT计划设计,比较3种计划的靶区剂量、适形度指数、均匀性指数、危及器官剂量及加速器跳数。组间比较采用单因素方差分析检验,组间两两比较采用LSD检验。结果单弧VMAT和双弧VMAT均能满足靶区处方剂量的要求,在靶区最大剂量、平均剂量、适形度指数和均匀性指数上,双弧VMAT与5F-IMRT计划相当,单弧VMAT计划最差,差异有统计学意义（F=24.102、13.710、5.919、11.045,均P < 0.05）;靶区最小剂量比较,3种计划差异无统计学意义（F=3.323,P>0.05）。单弧VMAT和双弧VMAT计划的加速器跳数明显少于5F-IMRT计划,差异有统计学意义（F=295.138,P < 0.05）。对于小肠、直肠和膀胱的参数最大剂量,双弧VMAT与5F-IMRT计划相当,单弧VMAT计划最差,差异有统计学意义（F=16.069、7.521、13.966,均P < 0.05）。对于膀胱的参数V20、V30和V40（V表示受照剂量体积百分比）,5F-IMRT优于单弧VMAT和双弧VMAT,差异有统计学意义（F=5.142、20.095、7.387,均P < 0.05）。对于左股骨头参数V20和V30,单弧和双弧VMAT优于5F-IMRT,差异有统计学意义（F=3.717、16.040,均P < 0.05）。对于右股骨头参数V30和V40,单弧和双弧VMAT优于5F-IMRT,差异有统计学意义（F=10.873、7.791,均P < 0.05）。结论宫颈癌术后放疗,双弧VMAT计划在靶区剂量学参数上与5F-IMRT计划相当,单弧VMAT计划较差。在危及器官保护方面,3种计划各有优势,但VMAT计划的加速器跳数明显减少,可以提高治疗效率,值得进一步研究。