算法和匹配数目对宫颈癌危及器官自动勾画的影响

目的:探讨基于Atlas实施宫颈癌危及器官自动勾画时勾画算法及匹配数目对自动勾画结果的影响。方法:基于MIM-Maestro软件建立宫颈癌Atlas模板库,入库病例数目为60例。随机选择Atlas库外10例宫颈癌患者,由临床医生手动勾画危及器官（膀胱、直肠和双侧股骨头）,并定义为参考勾画（Vref）。应用多数投票算法和STAPLE算法,匹配数分别选择1、3、5、7、9进行自动勾画。采用勾画时间（T）、相似性系数（DSC）、敏感性指数（SI）、质心偏差（DC）、Jaccard系数（JAC）、Hausdorff距离（HD）评价勾画结果,并进行单因素方差分析和配对样本t检验。结果:勾画时间随匹配数目增大呈线性增加,与勾画算法无关。多数投票算法和STAPLE算法勾画结果均显示,匹配数为1时膀胱的SI和左股骨头的DSC、HD、JAC与匹配数为3、5、7、9时有统计学差异。STAPLE算法中,直肠和双侧股骨头的SI均显示匹配数目为1、3与5、7、9有统计学差异。两种勾画算法的比较结果显示,仅双侧股骨头的SI有统计学差异。结论:基于Atlas实施危及器官自动勾画时,勾画算法对结果基本无影响,所需时间与匹配数呈正比,综合勾画结果建议匹配数目选择3。     

Auto-planning在乳腺癌根治术后A-VMAT中的优化性能评估及临床应用

目的对基于Auto-planning(AP)技术的乳腺癌根治术后自动容积旋转调强放疗计划(Automated Volumetric Modulated Arc Therapy,A-VMAT)的优化性能与临床应用价值进行综合评估。方法选择24例乳腺癌根治术后患者,采用Pinnacle39.10计划系统手动设计容积旋转调强计划(Manual-VMAT,M-VMAT),采集其剂量体积直方图参数作为AP的优化参数以实现A-VMAT计划,分别比较两组计划靶区和危及器官的各项参数,评估AP技术的优化性能。结果左、右两侧乳腺癌A-VMAT计划的CI及HI结果均优于M-VMAT计划(t=5.53、-4.42;t=3.94、5.61;P<0.05)。健侧肺:A-VMAT计划V₅及以上的体积参数均低于M-VMAT计划,且仅V₅差异有统计学意义(t=3.64,2.32;P<0.05);而患侧肺仅V₄₀低于M-VMAT计划。心脏:左、右两侧乳腺癌A-VMAT计划的V₂高于M-VMAT计划;而右侧乳腺癌V₅以上的各参数则呈现相反趋势,仅V₂₀、V₃₀的差异有统计学意义(P<0.05)。A-VMAT计划的平均MUs值均小于M-VMAT计划,但无统计学差异。结论对于乳腺癌根治术后患者,与M-VMAT计划相比,A-VMAT计划具有更佳的靶区剂量分布及更低的正常组织受量。     

CyberKnife固定与可变准直器颅内SRT计划质量及执行效率应用评价

目的 探讨与评价运用第5代CyberKnife VSI系统中固定(Fixed)和可变(Iris)准直器实施颅内肿瘤SRT时计划质量的剂量学特性。方法 选择20例颅内肿瘤患者分为A、B两组,A、B组分别为小、大体积靶区组,每组10例,统一靶区剂量21 Gy分3次。分别对每例患者选择Fixed和Iris准直器进行治疗计划设计。通过靶区CI、HI、GI、GSI与OAR等剂量学参数,分析评估SRT计划优化质量及实施效率,从而评价两套准直器的束流特性情况。采用配对t检验分析其差异。结果 Iris计划执行的平均时间明显优于Fixed计划(A组P=0.001;B组P=0.000)。B组中低剂量区(20%、10%处方剂量)体积Fixed计划明显低于Iris计划(P=0.001、0.009)。对于OAR,B组中视通路Dmin及眼球Dmean、Dmin具有统计学差异(P均<0.05),A组中仅视交叉Dmin具有统计学意义(P=0.043)。对于靶区相关参数两组均相近(P均>0.05)。结论 利用第5代CyberKnife VSI系统治疗颅内小体积肿瘤时,Iris与Fixed准直器相比,除治疗时间明显缩短外无明显剂量学特性差异。对体积较大且形状复杂的肿瘤靶区,Iris计划虽然正常器官限量在允许范围内,但其低剂量区体积要明显略高于Fixed计划。而对于两种准直器更深层次剂量学特性,仍需更多病例进一步研究可能。     

基于深度学习的自动分割方法对头颈部危及器官勾画的评价

目的：探讨与评价AccuContour软件基于深度学习的自动分割方法对头颈部危及器官(OAR)自动勾画结果的准确性。方法：选取20例鼻咽癌患者的CT图像资料,应用基于深度学习的机器算法模型AccuContour软件,对图像的19个OARs(脑干、脊髓、双侧眼球、双侧晶体、双侧视神经、垂体、双侧腮腺、口腔、下颌骨、双侧颌下腺、双侧颞颌关节、甲状腺和喉)进行自动勾画,勾画结果定义为深度学习勾画的体积(V_DL),对其进行手动修改后,将修改结果定义为参考勾画(V_ref),采用相似性系数(DSC)、Jaccard系数(JAC)、平均Hausdorff距离(AHD)、体积差异比(ΔV)、最大剂量(D_max)或平均剂量(D_mean)评价勾画结果。结果：除垂体、双侧颞颌关节及双侧视神经外,其他器官的DSC平均值均>0.7,JAC平均值均>0.6;各器官AHD均值最大为1.91 mm,最小为0.23 mm。双侧眼球、双侧晶体、下颌骨、双侧颌下腺、喉和甲状腺在剂量评估中表现优异,以ΔD_max     

新型立体定向放射外科治疗设备—Zap-X

精确的剂量照射是立体定向放射外科治疗成功的关键。Zap-X系统是一款具有自屏蔽功能的辐射治疗设备,用于脑部及头颈部肿瘤的立体定向放射外科治疗。本研究针对Zap-X系统的相关技术特点进行简述,分别从机械结构、自屏蔽系统、机械运动系统、辐射准直器系统、治疗计划系统、kV图像引导系统、MV影像验证系统等方面着重介绍了Zap-X系统的组成,阐述该系统的治疗过程,并总结对比其临床应用,最后对该系统的未来发展方向提出展望。其旋转式准直器的设计加上自身屏蔽防护的设计极大地降低了设备安装成本,可移动式MV探测器能实时监测治疗过程中的剂量准确性,采用直线加速器代替放射源,安全性、稳定性得到一定程度的提高。作为系统的初代产品,该设备还有诸多技术环节有待进一步改善。     

射波刀治疗原发三叉神经痛105例分析

目的探讨射波刀治疗原发性三叉神经痛治疗效果,总结治疗经验。方法总结2016年5月至2019年3月解放军总医院第一医学中心神经外科行射波刀治疗的105例原发性三叉神经痛患者治疗经验及效果。靶点选择在三叉神经根入桥脑段前2.03~3.03mm处,平均2.77mm,神经治疗长度6.01~7.96mm,平均7.11mm,准直器选择57.5mm,处方剂量为60~64Gy,剂量归一80%,靶区覆盖率67.61%~100%。随访时间1~32个月。随访评价患者疼痛缓解时间及程度,麻木发生时间及程度,复发及复发时间?结果本组105例患者有效97例(92.4%),无效8例(7.6%);疼痛消失期0~210天,平均32.7天;面部麻木19例(18.1%);麻木发生时间1~12月,平均5.8月;复发1例,复发时间为6个月。神经治疗长度6~7mm组与7~8mm组对比,起效时间有明显差异(P=0.0010.05),疼痛缓解程度无明细差异(P=0.7540.05),麻木发时间无明显差异(P=0.2670.05),麻木程度无明显差异(P=0.1810.05)。结论射波刀治疗原发性三叉神经痛靶区治疗神经长度6~8mm,处方剂量60~64Gy是安全有效的,无严重并发症。靶点选择和精确定位是治疗成功的关键。     

基于Dense V-Network神经网络的女性肠道自动分割研究

目的 用精准自动勾画女性肠道器官的Dense V-Network模型对宫颈癌患者进行训练并评估。方法 将Dense Net与V-Net2个网络模型进行融合,形成一种用于三维CT图像自动分割的Dense V-Network算法。160例宫颈癌患者CT数据被随机分为训练集130例用于调整模型参数,测试集30例用于评估自动分割效果。采用戴斯相似性系数(DSC)等8个参数定量评估分割效果。结果 小肠DSC、杰卡德距离、体积差异性系数、敏感性指数、包容性指数、豪斯多夫距离、轮廓平均差异、质心偏差分别为0.86±0.03、0.25±0.04、0.10±0.07、0.88±0.05、0.85±0.05、(2.98±0.61) cm、(2.40±0.45) mm、(4.13±1.74) mm,结果优于单一算法(均P<0.05)。结论 Dense V-Network算法可较为准确地分割肠道器官,医生修改审查简单易行,可用于临床。     

立体定向放射外科Zap-X与CyberKnife治疗单发脑转移瘤的剂量学比较北大核心CSCD

目的评价立体定向放射外科(SRS)的Zap-X系统和射波刀(CK)G4系统治疗单发脑转移瘤的剂量学特性。方法回顾性选取12例已行CK治疗的单发脑转移瘤患者,计划靶区(PTV)的处方剂量为18~24 Gy,治疗1~3次。PTV为0.44~11.52 cm^(3)。应用Zap-X计划系统以相同的处方剂量和危及器官限量对该12例患者进行重新计划,且Zap-X和CK的PTV处方剂量均归一到70%。将两组计划的计划参数、靶区和危及器官相关参数进行比较并评价。所有数据均在MIM Maestro读取。应用配对Wilcoxon符号秩检验进行统计分析,P<0.05为差异有统计学意义。结果靶区的覆盖率方面,CK显著高于Zap-X(99.14%±0.57%∶97.55%±1.34%,P<0.01),但Zap-X的适形指数更高(0.81±0.05∶0.77±0.07,P<0.05),Paddick梯度指数较CK低(2.98±0.24∶3.15±0.38,P=0.117),剂量梯度评分指数(GSI)更高。Zap-X的总机器跳数(MU)显著低于CK(11627.63±5039.53∶23522.16±4542.12,P<0.01),并且治疗时间更短[(25.08±6.52)∶(38.08±4.74)min,P<0.01]。对于脑组织的受量,Zap-X的剂量体积显著低于CK(P<0.05)。Zap-X脑干的D_(mean)和D_(max)值较低(P<0.05),眼球和晶状体的D_(mean)和D_(max)较高。对于视神经和视交叉,两组计划之间没有差异。在对皮肤的保护方面(V_(22.5 Gy)),Zap-X比CK更好[(4.15±4.48)∶(4.37±4.50)cm^(3),P<0.05]。结论对于单发脑转移瘤的SRS治疗,Zap-X能够提供与CK相当的甚至更优的高质量计划,尤其是可以缩短治疗时间。随着Zap-X系统的不断完善和升级,Zap-X有可能成为治疗脑转移瘤的新SRS平台。     

乳腺癌根治术后特定射野固定钨门分野静态IMRT与VMAT的临床剂量学评估

目的比较乳腺癌根治术后患者特定射野固定钨门静态调强放疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)与容积旋转调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)的剂量学差异。方法选择24例乳腺癌根治术后患者,分别设计IMRT计划与VMAT计划,其中IMRT计划中特定射野对锁骨上区与胸壁区分别采用固定钨门技术进行照射。分别比较两组计划靶区和危及器官的剂量参数、机器跳数和验证通过率。结果VMAT计划的靶区CI及HI结果均优于IMRT计划(P<0.05)。健侧肺V5以下等低剂量区体积参数VMAT计划均高于IMRT计划,而患侧肺V₁₀以上的高剂量区体积参数VMAT计划显著低于IMRT计划(P<0.05)。心脏:左侧乳腺癌患者VMAT计划中V₅及以上各体积参数均低于IMRT计划,而右侧乳腺癌患者则呈现相反趋势。VMAT计划的平均MUs少于IMRT计划,尤其是对于左侧乳腺癌患者,具有显著性差异(t=4.18,P<0.05)。结论对于乳腺癌根治术后患者,特定射野固定钨门IMRT计划与VMAT计划皆能满足临床需求,VMAT计划比IMRT计划具有更好靶区的适形度和均匀性;减少了肺组织等危及器官高剂量区的受照体积,但增加了其低剂量区的受照范围;同时降低了MUs,缩短了治疗时间。     

鼻咽癌螺旋断层调强与快速旋转调强放射治疗的剂量学比较

目的 比较螺旋断层调强（helical tomotherapy,HT）与快速旋转调强（rapid arc,RA）在鼻咽癌放疗计划中的剂量学差异。方法 回顾性选取11例接受放疗的鼻咽癌患者,分别设计HT计划与RA计划。根据两组计划的剂量体积直方图（dose volume histogram,DVH）统计靶区剂量、危及器官（organs at risk,OARs）的受照射剂量,并计算计划靶区的适形度指数（conformity index,CI）与均匀性指数（homogeneity index,HI）。比较两种计划的机器跳数（monitor unit,MU）、治疗时间和Gamma通过率。结果 两组计划的靶区剂量分布以及OARs的受照射剂量均能满足临床治疗要求,HT计划和RA计划的Gamma通过率分别为（99.06±0.45）%和（98.7±0.46）%。但HT计划的靶区HI以及对脊髓、晶体和腮腺的保护优于RA计划。RA计划能够降低眼球、视神经、视交叉以及靶区外正常组织的受照射剂量,RA计划的出束时间和MU较HT计划分别降低了60%和85%。结论 两种技术均能满足鼻咽癌放疗的剂量学要求,但RA计划可以显著提高疗效。