CT-电子密度转换曲线误差对IMRT剂量计算结果的影响

目的:研究CT-相对电子密度转换曲线误差对调强放射治疗(IMRT)计划剂量计算结果的影响。方法:随机选取南方医科大学顺德医院IMRT治疗的宫颈癌患者10例,在Eclipse治疗计划系统中对IMRT计划引入CT-电子密度转换曲线误差(±0.5%、±1.0%、±1.5%、±2.0%和±3.0%),重新计算剂量分布,每例患者得到10个带有误差的新计划并与原计划进行比较。分析转换曲线误差对剂量计算结果的影响,包括靶区相关剂量参数、适形度指数(Conformal Index,CI)、均匀性指数(Homogeneity Index,HI)和脊髓、肾脏、小肠、膀胱、直肠等危及器官体积剂量参数。分析不同转换曲线误差和各剂量参数偏差值之间的关系。结果:转换曲线引入正误差时计划剂量参数降低,引入负误差时计划剂量参数升高,引入的误差越大剂量变化越大。当转换曲线误差为1.5%时,靶区平均覆盖率为94.73%±1.86%,误差继续增大,带来的影响超出临床可接受范围。CI和HI在不同误差的计划之间没有统计学意义(P>0.05)。不同转换曲线误差和各剂量参数偏差值之间存在显著性负相关性(P均<0.001),并利用Matlab得到不同转换曲线误差和各剂量参数偏差值之间的相关公式。结论:当转换曲线误差大于1.5%时,剂量偏差无法满足临床要求。计划系统建模时需建立正确的CT-相对电子密度转换曲线,对CT模拟机要定期QA,以保证治疗计划剂量计算的精度。

瓦里安直线加速器电子射野影像装置的常见故障维修

随着放射治疗技术的不断发展,以及计算机技术和影像学技术的进步,电子射野影像装置(electron portal imaging device,EPID)在放射治疗中的应用得到了充分的发展,目前大部分直线加速器均带有EPID。EPID早期主要应用于患者放射治疗过程中靶区位置和射野形状的验证[1],后逐步应用于直线加速器的质量控制和质量保证,如摆位误差验证分析,日常质量控制、剂量验证等指标的采集分析,以保障放射治疗实施的准确性。总之,EPID与放射治疗技术发展的关系日渐紧密[2-8]。

最小子野面积设置值与机架角度误差对剂量验证通过率的影响

目的研究患者调强放疗(intensity modulated radiotherapy,IMRT)计划最小子野面积设置值与机架角度误差对剂量验证通过率的影响。方法选取10例肺癌患者IMRT计划作回顾性研究,在其他优化参数保持一致的情况下,每个病例设置最小子野面积限制值4 cm2、8 cm2和12 cm2进行计划设计,得到3个原计划,引入机架角度误差(±2.0°、±1.0°),得到12个新计划。使用ArcCHECK验证设备进行测量验证,得到每例患者3个原计划和12个新计划的剂量分布。分别进行γ分析,在3%/2mm、2%/2mm和1%/1mm评价标准下得到每个计划的通过率,结果进行非参数Wilcxon秩和检验。结果在3%/2mm评价标准下,用γ分析方法分析绝对剂量,2.0°、1.0°、0.0°、-1.0°、-2.0°误差时,最小子野面积为4 cm2、8 cm2和12 cm2的计划通过率分别为(71.74%、72.7%、75.17%)、(83.69%、85.12%、87.07%)、(94.43%、94.74%、95.99%)、(91.57%、92.83%、93.97%)、(76.81%、77.52%、79.16%),差异有统计学意义(P<0.05)。相同机架角度误差的计划通过率下降值在不同最小子野面积设置值计划之间差异无统计学意义(P>0.05)。结论计划设计时设置的最小子野面积越大,在相同机架角度误差下,计划通过率越高,但大的最小子野面积设置值不能减小计划执行时机架角度误差对通过率带来的影响。

锌指蛋白-2对鼻咽癌CNE2细胞放射敏感性及顺铂敏感性的影响

目的研究锌指蛋白-2(Zinc finger protein 2,Zic2)对鼻咽癌CNE2细胞放射敏感性及顺铂敏感性的影响。方法将Zic2 siRNA转染至CNE2细胞中,CCK-8实验检测细胞转染后增殖变化,采用克隆形成实验、CCK-8等实验分析Zic2对细胞放射敏感性及顺铂敏感性的作用。使用大剂量X射线反复照射CNE2,挑选存活亚克隆细胞继续培养至稳定生长,命名为CNE2-R,应用CCK-8实验及克隆形成实验分析亲本CNE2与CNE2-R细胞系的放射敏感性,Western blot分析CNE2-R及亲本CNE2的Zic2表达水平。结果抑制Zic2的表达后CNE2的增殖速度下降(P<0.01);抑制Zic2表达可降低CNE2细胞的克隆形成能力及存活率,放射增敏比(SER)为1.483。抑制Zic2表达可提高顺铂作用细胞抑制率(P<0.05)。放射存活亚克隆CNE2-R具有放射抵抗性,Western blot实验证明CNE2-R的Zic2的表达高于亲本CNE2细胞。结论抑制Zic2表达可提高鼻咽癌CNE2细胞的放射敏感性及顺铂敏感性,Zic2在鼻咽癌放射抵抗性细胞中高表达,Zic2可能是鼻咽癌治疗中的一个潜在靶标。

一种用于调强剂量计算的快速CBCT HU值修正方法

目的建立一种快速CBCT HU值修正方法,并将其应用于实际患者调强剂量计算。方法取10例头颈计划,获取患者的计划CT和第一次治疗时的CBCT图像。利用Eclipse计划系统进行配准并将CT图像上勾画的轮廓结构拷贝至CBCT图像。统计CBCT和CT上各轮廓的平均HU值,建立HUCBCT-UCT关系曲线,从而获取CBCT对应的CT值-电子密度曲线。另外选取5例头颈病例对其CBCT图像进行修正前后剂量进行计算,并与计划CT的剂量分布进行Gamma一致性比较和DVH比较。结果修正后的CBCT剂量计算结果与CT剂量计算结果相一致,Gamma一致性验证结果提高约4.4%,PTV平均剂量差异小于0.56%。结论本文的CBCT HU值修正方法可应用于临床患者的头颈部肿瘤剂量计算。

Varian Trilogy直线加速器6MV光子线治疗头的蒙特卡罗模拟

目的:构建一个准确的Varian Trilogy直线加速器6 MV光子线治疗头的蒙特卡罗模型用于剂量计算。方法:根据直线加速器治疗头中各部件的几何参数和材料参数利用蒙特卡罗程序MCNP5构建治疗头模型,超过20个部件被定义在MCNP5中,并采用一个尺寸为(50×50×50)cm^3的水箱模型,计算治疗头模型在源皮距=100 cm时,射野大小分别为(5×5)、(10×10)、(20×20)以及(40×40)cm^2时的百分深度剂量和横向剂量分布。分析模拟计算结果与实际测量值之间的差异以确定治疗头模型的准确性。结果:所有MCNP5计算结果的统计误差均小于5%,百分深度剂量的计算值与测量值的差异性均小于2%,横向剂量分布的最大差异性不超过3%。结论:蒙特卡罗模拟值与实际测量值取得了很好的一致性,证明了该治疗头模型的准确性,能够用于更进一步的剂量计算以及辐射防护研究。

最小子野面积与MLC叶片到位对剂量分布影响研究

目的非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer, NSCLC）t进行立体定向体部放疗（stereotactic body radiationtherapy, SBRT）过程中多叶准直器（multi-leaf collimator, MLC）叶片的到位偏差会对治疗剂量分布的精度产生影响，而这种影响的大小与计划的最小子野面积相关。本研究通过设置不同最小子野面积设置值进行计划设计，并模拟MLC叶片到位偏差分析对剂量分布的影响，探讨通过增加最小子野面积限制值降低MLC叶片到位偏差对剂量分布影响的可行性。方法选取2016-12-08-2017-06-12在中山大学肿瘤防治中心进行SBRT治疗的NSCLC患者10例，进行调强放射治疗计划设计，在其他优化参数保持一致的情况下，分别设置4和8cm2的最小子野面积限制值进行计划设计。对设计完成的计划修改MLC叶片位置模拟不同大小的到位偏差（内收1、2mm和外扩1、2mm），重新计算剂量分布并与原计划比较，分析不同最小子野面积下MLC到位偏差对剂量影响，包括靶区相关剂量参数、适形指数（conformal index，CI）和脊髓、肺、心脏等危及器官体积剂量参数。结果叶片内收1mm时，VRx均〉95％，仍满足临床要求，最小子野面积限制值从4cm2增加为8cm2时，靶区的最小剂量受影响程度减少26．69％，t=-3．654，P=0．005。当叶片到位发生了2mm内收偏差时，靶区VRx均〈95％，剂量偏差无法满足临床要求。在模拟的MLC出现外扩1和2mm偏差时，最小子野面积限制值从4cm2增加为8cm2时肺的平均剂量增量降低9％，t=6．713，P〈0．001；脊髓的最大剂量、肺的体积剂量和心脏的剂量学参数在不同的最小子野计划之间差异无统计学意义，P〉0．05。结论NSCLC患者进行SBRT治疗过程中，只能接受MLC出现1mm的到位偏差。计划优化时设置的最小子野面积越大，MLC叶片到位偏差对靶区剂量和肺的平均剂量影响越小。在满足临床剂量分布的情况下，通过增加最小子野面积限制值以减少MLc到位偏差对剂量的影响是可行的。