基于U-Net结合改进算法对放疗危及器官自动勾画研究

目的：面向放疗危及器官自动勾画构建基于U-Net的模型并针对肝脏分割构建3种改进模型。方法：采集共计184例肝癌患者和183例头部放疗患者的计算机断层扫描（CT）图像及组织结构信息,并结合公开数据集Sliver07用于模型的训练与评估。通过搭建U-Net模型并针对肝脏分割分别结合空洞卷积、SLIC超像素算法、区域生长算法进行训练并得到预测模型,利用预测模型对自动勾画结果进行预测。采用交并比（Io U）和平均交并比（MIo U）评价预测结果的精确性。结果：测试集头部放疗危及器官自动勾画预测结果MIo U为0.795～0.970,肝脏分割使用U-Net预测结果MIo U约为0.876,使用改进后模型预测结果MIo U约为0.888,并很好地约束了预测偏差较大结果的出现,使得测试样本中Io U结果小于0.8的数量占比从16.67%降至7.5%。直观勾画方面结合改进算法的模型比U-Net更能捕捉到复杂、混淆性的边界区域。结论：构建U-Net模型能够在头部放疗危及器官和肝脏自动勾画上表现良好,3种改进的模型能够在肝脏分割上具有更优的表现。     

利用CBCT研究乳腺托架固定下乳腺癌放疗下颈摆位误差及相应CTV外放边界

目的 利用锥形束CT（CBCT）研究乳腺托架固定下乳腺癌放疗下颈部摆位误差,推算锁骨上临床靶区（CTV）的外放边界。方法 选取于本科行乳腺托架固定体位的14例改良根治术后放疗患者,利用CBCT于第1、10、20次治疗前采集CT图像,比对并记录锁骨上靶区的摆位误差,计算其CTV外放值并分析各方向位移量及旋转度的变化。结果 全组患者摆位误差在左右（x）、上下（y）、前后（z）方向分别为（2.89±2.52）、（3.96±2.97）、（4.21±2.24） mm,俯仰（θ）、滚转（φ）、偏转（ψ）角度分别为（2.38±1.97）°、（1.60±1.63）°、（1.91±1.54）°。由公式计算出CTV在x、y、z方向分别需外放8.08、8.13、6.30 mm;摆位误差在y、z方向位移量分别与φ、ψ角旋转度相关（Pearson=-0.515、-0.509,P<0.05）;分次间变化仅在z方向上位移量与ψ角旋转度相关（Pearson=-0.583,P<0.05）。结论 乳腺托架固定下锁骨上靶区放疗其CTV外放在左右、上下、前后方向应≥8.08、8.13、6.30 mm。应重视颈部偏转对摆位误差带来的影响,进一步改良体位固定方法和优化摆位操作流程。     

水固化头枕对提高乳腺托架固定下乳腺癌放疗锁骨上野摆位准确性的研究

目的 利用水固化头枕对乳腺托架固定下乳腺癌患者下颈部固定进行改良,观察其对锁骨上野（supraclavicular field,SCF）摆位误差及临床靶区（CTV）外放边界的影响。方法 选取13例乳腺癌改良根治术后放疗患者,在原有乳腺托架定位的基础上增加使用水固化垫,将其固定于圆形头枕上并保证填充颈部与托架间的间隙,同时支撑头部偏转。再利用锥形束CT（cone-beam CT,CBCT） 于第1、10和20次治疗前采集CT图像,记录SCF靶区的摆位误差并与前期研究对比分析,计算其CTV外放值及其外放体积的变化。结果 全组患者摆位误差在左右（x）、上下（y）、前后（z）方向分别为（2.16±1.25）、（1.50±1.28）和（1.94±1.12）mm,俯仰（θ）、滚转（Ф）、偏转（ψ）角度分别为（1.76±1.87）°、（1.82±1.12）°和（0.99±0.58）°。与前期研究数据进行非参数秩和检验（Mann-Whitney U test）,在y、z方向及θ角度上摆位误差差异具有统计学意义（Z=4.152、3.415、2.053,P<0.05）。CTV在x、y、z方向分别需外放4.07、4.03和3.73 mm,较前期研究x、y、z方向外放8、8和6 mm的体积平均减少32.73%。结论 个性化头枕配合乳腺托架的定位方法降低了单一圆枕定位下颈部SCF靶区的摆位误差,并将其CTV的外放缩减至在x、y、z方向上不少于4.07、4.03和3.73 mm。     

Tei指数和组织多普勒联合N端B型钠尿肽前体评价右心早期放射性损伤

目的探讨Tei指数和组织多普勒成像(TDI)联合N端B型钠尿肽前体(NT-proBNP)评价胸部肿瘤患者放疗后右心早期损伤的价值。方法对21例接受胸部全程放疗的胸部肿瘤患者,于放疗前、放疗后1天和1个月行NT-proBNP和超声心动图检查,检查指标:①Tei指数;②常规指标,包括三尖瓣血流舒张早期峰值流速(E)、心房收缩期峰值流速(A)、E/A和E峰减速时间;右心室舒张末期内径和右心房收缩末期内径,右心室面积变化率及三尖瓣瓣环运动幅度;③TDI:三尖瓣环内侧和外侧处收缩期峰值速度(Sa)、舒张早期峰值速度(Ea)、舒张晚期峰值速度(Aa)及E/Ea。结果与放疗前相比,NT-proBNP在放疗后1天明显升高(P<0.05),放疗后1个月降低;放疗后Tei指数升高,Sa、Ea减低,Aa和E/Ea均升高;常规指标在放疗前后无明显变化。结论胸部肿瘤患者放疗后出现右心功能早期轻度损伤;Tei指数、DTI联合NT-proBNP可对其进行评价。     

乳腺癌调强计划边界外放对靶区和皮肤剂量的影响

目的 比较乳腺癌调强计划射野边界外放方法在常规和动态CT图像上对靶区和皮肤剂量的影响。方法 选择行乳腺癌保乳术后放射治疗的患者10例,年龄27～69岁,平均年龄46.6岁;病灶位于左侧3例,右侧7例;临床分期为T1～T2。根据患者的三维(3D)CT常规扫描,设计5野切线方向调强计划,在5野调强计划基础上分别采用不同边界外放方法(直接通量编辑和添加虚拟Bolus)设计出新的调强计划。将3种计划拷贝到同一患者四维(4D)CT动态扫描的10个时相中分别计算平均值。统计两种扫描方式(常规扫描和动态扫描)下3种计划方法的计划靶区(PTV)(V₉₅)、皮肤Skin 0.3和Skin 0.5(V₃₀、V₄₀、D_mean)体积的评价指标,通过组内和组间对比,分析两种边界外放方法对靶区和皮肤剂量的影响。结果 使用单因素方差分析方法对比两种扫描方式下3种计划方法组内的评价指标变化,其中3D CT 3种计划方法各评价指标比较,差异均有统计学意义(P <0.05)。4D CT下除PTV(V₉₅)...     

基于红外定位系统的放疗摆位偏差预警系统对头颈肩膜形变的分析与研究

目的:通过对放疗红外定位系统（OPS）在摆位期间采集的膜球变形度等数据进行分析,研究头颈肩膜的变形程度。方法:随机选取头颈部癌症患者23例,使用头颈肩热塑膜固定体位。通过使用OPS对膜上的6个定位球进行实时监测,记录摆位期间的各个膜球变形程度。当膜球变形度偏差值小于1.0 mm,则认定膜球变形度在正常范围内,不影响摆位精度。结果:6个定位球偏差在1.0 mm内的占比分别为70.3%、62.0%、57.4%、61.8%、70.5%、65.5%。结论:基于OPS系统的放疗摆位偏差预警系统能实时监测到膜是否发生形变,实验结果显示头颈肩膜形变的发生概率较大,影响了摆位精准度。该预警系统通过及时发现膜的形变程度,有效提高放疗摆位精准度,具有较强的临床价值。     

基于红外定位系统放疗实时摆位预警系统的摆位数据误差统计

目的:利用红外定位系统（OPS）放疗实时摆位预警系统,对放疗摆位累积产生的海量数据,进行与设备性能及体态体姿相关的误差统计与监测,进而实时对摆位进行指导。方法:首先选取264例腹部癌症摆位数据、195例头颈部癌症摆位数据以及186例头部癌症摆位数据;然后搭建归一转换系统,量化标注不同摆位方法产生的不同摆位结果及差异,将现有的摆位结果数据统一转换到一个坐标系下;最后基于放疗摆位累积产生的海量数据,开发模型预警系统,实时监控等中心注册、相机移动、激光线偏移、体膜变形以及锥形束CT本身机械问题5种摆位误差。结果:OPS放疗实时摆位预警系统能够实时监控摆位数据,在腹部264例摆位数据中,5种误差分别为5、1、11、4、7例;在头颈部195例摆位数据中,5种误差分别为13、4、40、0、27例;在头部186例摆位数据中,5种误差分别为10、3、25、0、19例。结论:OPS放疗实时摆位预警系统能较为准确实时预警摆位质量和摆位精度,当摆位出现较大误差时,该系统能够迅速报警,及时指出摆位存在的问题,第一时间提醒、纠正存在的问题。     

腹式呼吸训练在乳腺癌深吸气后屏气放疗中的应用

目的探讨腹式呼吸训练在乳腺癌深吸气后屏气放疗中的应用效果。方法根据深吸气后屏气(Deep Inspiration Breath Hold, DIBH)的技术特点和放疗临床要求, 设计一种基于视频引导辅助的腹式DIBH(Video Assisted Abdomen DIBH, VAA-DIBH)呼吸训练方法。对2019年11月至2020年9月在苏州市立医院行放射治疗的乳腺癌患者, 按入组条件随机分为常规组(16例)和VAA-DIBH组(14例)。统计两组患者年龄及自由呼吸(Free Breath, FB)下CT图像中双侧肺脏、心脏和切线内心脏Vtan的体积基值。再次定位CT扫描前两组分别采用常规和VAA-DIBH方法进行干预, 比较在FB和DIBH下常规组和VAA-DIBH组各指标体积的在CT图像上的变化。采用t检验比较组间各体积指标均值差异。结果常规组与VAA-DIBH组共30例患者, 两组平均年龄分别为(50.81±12.51)和(51.14±9.23)岁, 差异无统计学意义(P>0.05)。在FB模式下左肺、右肺、心脏及心脏Vtan体积值, 两组比较差异均无统计学意义(均P&...