肿瘤放射治疗医学物理实习生的患者安全教育课程探索

放射治疗的技术复杂,患者治疗安全性备受医患家属关注。在这一背景下,放射治疗物理实习生的患者安全培训成为实习课程中非常重要的环节。患者安全培训不仅要求实习生掌握基础理论知识,更需要培养临床紧急情况时的综合应对能力,以确保患者在接受治疗时的安全。该研究介绍了解放军总医院第一医学中心针对放疗医学物理实习生制定的患者安全教育培训课程,并评估学习效果。该课程为期2个月,涵盖了基础理论、临床技能、质量保证、沟通教育和伦理等12个教学主题领域;通过结合在线资源自主学习、课堂授课理论教学、模拟临床情境演练和故障模式分析讨论实践教学,全面提升了实习生在放射治疗中的患者安全意识和应对能力。培训反馈结果显示,62名参与培训的医学物理实习生在患者安全知识、质量控制流程、辐射防护原则、团队协作能力以及医患沟通技巧等方面均有显著提升;在理论知识方面,实习生从培训前的Level1(基础理解)提升至Level3.5(深入理解),并在模拟实践技能上展现出能够独立处理复杂临床情况的能力。

复杂放疗环境信息管理系统研制

目的 :开发放疗科信息管理系统,优化治疗流程,实时采集治疗信息。方法 :针对放疗科网络现状,调研业务流程,梳理放疗信息采集及管理需求,以流程优化和信息化管理为目的,对原有流程进行改进优化。在此基础上研制信息化管理网络,并进行持续改进。结果:该系统优化了放疗流程,改变了科室多个放疗网络间缺乏联系纽带、信息散乱的现状,大大方便了技师、医生对患者治疗情况的及时掌握。结论:该系统实现了放射治疗业务流程的优化和关键信息的实时采集,提高了科室信息化管理水平,提高了患者满意度。

术中放射治疗手术室周围环境辐射防护分析

目的:分析使用Mobetron移动式术中放疗加速器手术室周围环境辐射剂量。方法:依据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》和《医用电子加速器卫生防护标准》,利用Radiagem 2000探测器、SG-2R辐射检测仪,对Mobetron可移动式术中放疗加速器手术室周边辐射环境进行测量。结果:在工作负荷为每周5例,每例照射20 Gy,照射能量12 MeV的条件下,手术室周边最大漏射区域漏射剂量率为27.7μSv/h,年漏射剂量为221.6μSv。结论:在目前工作负荷下,工作人员及公众所受到的辐射剂量远低于安全剂量限值。

M6型射波刀机房辐射影响分析

目的:对某院M6型射波刀新建机房进行辐射防护计算,评价其对周边环境的影响。方法:依据GBZ126—2011《电子加速器放射治疗防护要求》、GBZ/T201.1—2007《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第1部分:一般原则》和GBZ/T201.2—2011《放射治疗机房的辐射屏蔽规范第2部分:电子直线加速器放射治疗机房》等辐射防护安全标准法规,参照IAEA Safety Reports Series No.47及NCRP Report No.151推荐的方法和相关参数,假设工作负荷为20人次/d,计算M6型射波刀运行时对机房周边环境的影响。结果:根据预设工作负荷,M6型射波刀运行时,防护门外辐射剂量率为1.09μGy/h,工作人员所受外照射剂量值约为0.04mSv/a,周围群众所受剂量不超过0.04mSv/a。治疗室周边辐射污染远小于防护限制要求,满足防护安全标准法规要求。结论:某院M6型射波刀机房屏蔽效果良好,可为其他医疗单位的机房建设提供参考。

可移动式术中放射治疗加速器(Mobetron)长期稳定性分析

目的:对Mobetron移动式术中放疗加速器的质量控制测量数据进行分析,研究其长期稳定性。方法:对一年来的质控数据进行分析,评价其剂量输出稳定性、能量输出稳定性;将年检结果与ATP结果相比较,评价其平坦度对称性稳定性。结果:一年中,每月剂量输出量的稳定性在±2%之内;能量输出的稳定性保持在±3%以内;射束的平坦度对称性≤6%,对称性≤2%。结论:Mobetron移动式术中放疗加速器具有很好的长期稳定性,能充分满足临床使用要求。

Mobetron移动式术中放疗加速器的短期稳定性分析

目的:对Mobetron移动式术中放疗加速器的质量控制测量数据进行分析,研究其短期稳定性。方法:利用随机附带的IntraOP QA Phantom测量系统,针对机器持续停机/开机的稳定性、剂量输出稳定性、能量输出稳定性进行测量。结果:机器在持续停机或者持续开机后,其剂量输出量的变化在±2%之内;机器的剂量输出稳定性保持在±2%之内;能量输出的稳定性保持在±3%以内。结论:Mobetron移动式术中放疗加速器具有很好的短期稳定性,能充分满足临床使用要求。

螺旋断层放疗MVCT成像剂量测量及其分析

背景与目的:螺旋断层放疗中治疗前/后通常采用MVCT(megavoltage computed tomography,MVCT)来实行图像引导下精确定位,成像过程中势必会增加患者的辐射剂量。通过体部及头部标准模体分别模拟患者MVCT成像条件来实现其剂量学测量及研究。方法:采用螺旋断层治疗机MVCT分别对圆柱形体部模体和自制标准头模体在不同螺距比(1.0、2.0、3.0)、扫描长度(4.8、7.2、9.6、12、14.4cm)及摆位条件下进行扫描,测量模体内各点扫描平均剂量变化,并对其剂量均匀性情况进行定性分析。结果:体部模体内MVCT扫描辐射剂量在0.599～2.876cGy之间;而头部模体点平均剂量为0.913～3.231cGy。测量结果表明,模体内所受照射剂量与螺距比值、扫描长度呈密切相关性;且MVCT扫描剂量与CT螺距值基本成反比关系。不同摆位条件下辐射剂量值沿模体径向大小而相应产生出其变化趋势。结论:实验结果有助于为治疗计划设计及图像引导治疗扫描范围提供较为现实而可靠的临床依据,减小患者治疗期间可能诱发肿瘤所获取的额外剂量。

G4 CyberKnife——全新式立体定向放疗设备及其临床应用

目的:研究G4 CyberKnife系统的结构及工作原理,探讨该设备的临床应用情况。方法:对放疗科新引进的G4CyberKnife进行研究,初步探讨该立体定向放疗设备在临床应用上的技术特点。结果:与其他立体定向设备相比,G4CyberKnife在影像引导靶区定位精度及动态追踪病灶等方面具有明显的技术优势。结论:G4 CyberKnife是一种全新式全身肿瘤立体定向放射治疗设备,其临床数据有限,从临床相关性角度上仍需要对其物理学和放射生物学的技术差异进行更多的研究。

基于MIM软件模版数据库的病例数对危及器官自动勾画的探讨

目的:探讨基于MIM软件的模板数据库中病例数对危及器官自动勾画的影响,指导临床选取最佳病例数构成自动勾画数据库。方法:选取150例鼻咽癌患者,按照数表法随机将其分为a组、b组、c组和d组,在MIM软件中建立a、b、c、d对应的四组患者的数据库,数据库包含CT图像和医生手动勾画的危及器官轮廓信息,另选取10例非数据库患者的头部CT图像进行危及器官的自动勾画,与医生手动勾画结果作为金标准进行比较。采用形状相似性系数(DICE)、豪斯多夫距离及Jaccard距离3个指标评价自动勾画的危及器官。结果:四组数据库自动勾画的危及器官DICE值在0.5~0.9之间,眼球、内耳、口腔、腮腺等器官勾画结果DICE值均在0.8以上。眼球、内耳、颞颌关节、晶体等危及器官或组织的豪斯多夫距离(标准差)均值<0.2。Jaccard距离值随模板数据库包含病例数增多而减小,其中内耳、颞颌关节、晶体和视神经均值<0.4。结论:模板数据库包含病例数越多,眼球、内耳、脊髓、视神经等器官DICE值越高,眼球、内耳、视神经等器官的豪斯多夫距离(标准差)值越小,各危及器官的Jaccard距离值越小。眼球、内耳、脊髓、视神经等危及器官宜选用病例数多的模板数据库进行自动勾画,模板数据库中包含的病例数对脑干、颞颌关节、晶体、口腔、腮腺等危及器官或组织的自动勾画无明显影响。

模拟定位CT的机型及扫描参数对CT值和噪声的影响

目的:探讨模拟定位CT的机型及扫描参数对CT值和噪声的影响。方法:分别使用Siemens SOMATOM Definition AS、Philips Briliance Big Bore和GE Discovery CT590 RT CT模拟定位机扫描CIRS-062M电子密度模体,建立CT值-电子密度曲线,比较不同CT机的扫描结果;使用Siemens SOMATOM Definition AS型CT模拟定位机采用不同扫描参数对CIRS-062M电子密度模体进行扫描,分析管电压、管电流、扫描层厚、重建算法、扫描位置对CT值和噪声的影响。结果:不同CT模拟定位机得到的各组织等效插件的CT值在低密度部分基本一致,高密度部分差异较大,图像噪声差异不明显;管电压对高密度组织的CT值及图像噪声影响显著;扫描位置对各组织等效插件的CT值有不同程度的影响,对图像噪声影响不明显;管电流、扫描层厚、重建算法对CT值-电子密度曲线影响不大,但对噪声的影响较显著。结论:CT机型和扫描参数会影响CT值的准确性,模拟定位时需要严谨的质量保证和控制措施。

基于深度学习融合模型的算法在宫颈癌术后患者直肠自动分割中的应用研究

目的:针对宫颈癌术后患者直肠形态变化大、难以自动分割的研究难点,运用Dense V-networks网络模型,基于低数量样本进行训练,实现基于CT图像的直肠三维自动分割。方法:融合密集卷积网络(densely connected convolutional networks,DenseNets)与V型网络(V-network)2个网络模型,生成同时具备密集连接和残差结构的Dense V-networks网络模型,以降低需调整的参数数目、减少冗余计算,加快收敛速度,有效地解决训练三维数据时随深度增加出现的梯度消失/爆炸问题;其次选用100例宫颈癌术后患者的盆腔CT图像数据进行标注,其中80例作为训练集,20例作为测试集。将医生手动分割的直肠轮廓作为金标准,采用戴斯相似性系数、豪斯多夫距离、敏感性指数等6个指标分析融合模型的准确性。结果:6个指标平均值分别为0.84(戴斯相似性系数)、2.11 mm(豪斯多夫距离)、0.77(敏感性指数)、0.78(包容性指数)、2.46 mm(平均距离差)和0.71(质心偏差)。融合模型算法分割的直肠轮廓与医生手动分割的直肠轮廓重合度高。结论:在训练样本数量较少情况下,Dense V-networks融合模型算法可实现对形态差异较大的宫颈癌术后患者直肠的高效、精准分割。

运用ArcCHECK实施旋转调强全骨髓照射超长靶区的计划验证

探讨利用Arc CHECK对VMAT(Volumetric Modulated Arc Therapy)和HT(Helical Tomotherapy)全骨髓照射(TMI)超长靶区计划的验证方法。选取8例全身扫描患者,分别设计TMI计划。采用Arc CHECK对两组计划头颈、胸腹及盆腔三部位行验证分析。VMAT组采用模体Merge功能通过平移治疗床实现,HT组采用双计划(参考/执行)法得以完成,三部位验证通过率分别为98.9%±1.9%/94.3%±1.5%、98.4%±1.8%/96.5%±1.2%、97.4%±2.1%/94.1%±1.9%。表明利用Arc CHECK的Merge功能能较好地完成VMAT超长靶区的验证,采用双计划法实现了对HT超长靶区及远离中心部分靶区的验证。

基于CyberKnife脊柱追踪系统的胸椎转移瘤放疗摆位误差分析

目的:基于Xsight脊柱追踪系统对胸椎转移瘤治疗前摆位及治疗中体位稳定性进行定量分析,以期为临床应用提供参考。方法:选择10例行射波刀(Cyber Knife,CK)治疗的胸椎转移瘤患者,采用真空垫行体位固定,应用Xsight脊柱追踪系统进行追踪治疗,并在首次治疗后做等中心十字线标记用于后续治疗的摆位参考;治疗过程中每隔60 s采集一次正交图像,并参考数字重建图像(digital reconstructedly radiograph,DRR)行配准校正且记录其误差,分析治疗分次内体位稳定性以及治疗照射误差。结果:患者治疗前分次间左右(X)、头脚(Y)、垂直(Z)3个方向的线性摆位误差(系统误差±随机误差)分别为(1.66±3.48)、(0.12±5.88)、(0.08±3.54)mm,推算其常规外放边界分别为7.5、5.0、3.1 mm;分次内平移误差均小于0.9 mm,旋转误差均小于0.8°;CK治疗过程中X、Y、Z 3个方向的治疗照射误差分别为0.34、0.31、0.25 mm。结论:CK治疗中运用首分次等中心标记法实现了对常规治疗等中心摆位的误差分析,为胸椎转移瘤临床常规治疗提供了参考;同时,由于患者体位变化引起的照射误差较小,实现了对靶区照射的高度准确性。

六维颅骨追踪技术在头部肿瘤放射治疗过程中体位误差的研究

目的:利用六维颅骨追踪(6D-skull)技术,研究头部肿瘤患者在放射治疗过程中的体位误差及位移量,为临床放射治疗靶区精确勾画提供参考。方法:随机选择15例行立体定向放射治疗(SRT)头部肿瘤患者,均采用6D-skull技术。治疗中每隔40 s采集一次正交图像,与数字重建图像(DRR)配准记录体位误差值。分析放射治疗执行前体位误差、治疗中采样点体位误差及体位位移量数据统计,由公式M=2.5Σ+0.7δ计算计划靶区(PTV)外扩间距。结果:放射治疗可执行前左右(X)、头脚(Y)、垂直(Z)线性体位误差分别为(-0.098±0.590)mm、(0.278±0.637)mm、(-0.071±0.679)mm,PTV外扩间距分别为0.168 mm、1.141 mm、0.298 mm。间隔40 s采样点误差分别为(-0.032±0.550)mm、(0.350±0.636)mm、(-0.058±0.821)mm,PTV外扩间距分别为0.305 mm、1.320 mm、0.430 mm。位移量计算d=d_1-d_0误差分别为(-0.015±0.550)mm、(-0.061±0.645)mm、(0.003±0.657)mm,PTV外扩间距分别为0.338 mm、0.299 mm、0.467mm。3个线性方向、3个旋转角度的6个分组之间直线相关性分析L-R与DOWN-UP(r=0.023,P>0.05),Y轴与Z轴(r=0.513,P<0.05),8组两两直线正相关,7组负相关。三类线性数据中,Y轴变化较大,PTV外扩基本在1.6 mm之内。结论:利用射波刀6D-skull技术对患者头部肿瘤放射治疗过程中体位误差分析,能够较好的监测并修正头颈部肿瘤治疗前与治疗中的体位误差,实现对颅内肿瘤精确性放射治疗,同时也提供对临床颅内肿瘤PTV外放相应数据的参考。

静态调强放疗射野等中心选择对二维电离室矩阵验证通过率的影响

探讨静态调强放疗计划设计中射野等中心选择对二维电离室矩阵剂量验证通过率的影响。选10例患者资料,以相同目标约束条件分别设计以靶区中心(PO)、x/y方向各偏离靶中心8 cm(PX/PY)为射野等中心的3组计划,采用PTW729二维电离室矩阵行机架角归零式二维绝对剂量验证,以不同验证条件行计划整体和单野γ分析。发现PO通过率最高,整体高于单野,PY组随窄缝漏射量的增加而变差。表明射野等中心选择直接影响验证通过率,设计中应尽量靠近靶区中心。

下咽癌静态调强放疗与两种射野宽度设计螺旋断层治疗的剂量学研究

目的:通过比较下咽癌常规静态调强(SaS IMRT)与钨门宽度分别设置1.05 cm、2.50 cm两种螺旋断层治疗(Heli-cal tomotherapy,HT/HT1.05、HT2.50)的剂量学差异,探讨两种照射技术的特点及剂量学优势的可能性。方法:选择10例下咽癌术后患者分别设计SaS IMRT、HT1.05、HT2.50三组治疗计划,分别比较三组计划靶区及危及器官的剂量分布、剂量体积直方图(DVH)中的多个指标情况。另外,对不同照射技术间MU数与治疗时间予以评估。结果:SaS IMRT计划的靶区覆盖度、均匀性、适形度均不如两组HT计划,HT1.05计划较HT2.50计划在靶区剂量分布上有较为明显的优势。与HT2.50计划相比,SaS IMRT降低了腮腺以及口腔的受照剂量但增加了脊髓、脑干的最大剂量,而HT1.05计划较前两组相比能够得到更好地正常组织保护,但平均治疗时间为HT2.50计划组的2.42倍。结论:三组治疗计划均能得到较好的剂量分布,而HT1.05在靶区剂量分布以及周围危及器官的保护上具有明显的优势。

局部晚期下咽癌调强放疗剂量分割模式改变对急性放疗反应的影响

目的:评价改变剂量分割模式的调强放疗同步联合化疗治疗局部晚期下咽鳞癌的安全性。方法:对解放军总医院调强放疗(IMRT)联合含顺铂方案化疗的下咽鳞癌患者进行改变分割剂量的研究。以p GTV的处方剂量分为2组:常规剂量组(组1)自2008年8月至2013年2月,为回顾性分析,p GTV处方剂量70 Gy,2.12 Gy/f,共33次,5次/周;试验剂量组(组2)自2013年2月开始,为前瞻性分析,p GTV处方剂量69 Gy,2.30 Gy/f,共30次,5次/周。比较两种剂量分割模式对急性不良反应的影响。结果:自2008年8月1日至2014年12月1日共76例符合入组条件的患者完成放疗,其中组1含35例,组2含41例。全组患者无3级口干症,3级皮肤损伤、口腔黏膜炎及吞咽困难的发生率较低,无≥4级不良反应。两组的急性皮肤损伤、口干症、口腔黏膜炎、吞咽困难比较差异无统计学意义(P>0.05)。IMRT技术差异对急性不良反应无明显影响。诱导化疗(ICT)为急性口干症的独立性影响因子(P=0.002)。结论:初步结果显示,69 Gy/30 f剂量分割模式IMRT在下咽癌安全有效,远期不良反应及疗效仍需进一步观察。

EDOSE进行调强剂量验证结果的评估

目的使用EDOSE剂量验证系统基于加速器电子射野影像系统(EPID)对静态调强放疗(IMRT)计划剂量验证结果的评估。方法分析不同射野下EDOSE对EPID成像板剂量响应均匀性的修正;不同大小射野gamma通过率;比较EDOSE反推计算的相关参数与计划系统的差异。结果修正后EPID不同射野均匀区域图像灰度值的均匀性较好;?(3mm/3%)分析不同射野的通过率均在理想范围。计划系统和EDOSE剂量验证系统分别计算危及器官的体积并比较,仅右肺存在统计学差异;计划系统和EDOSE剂量验证系统反推计算DVH比较,部分结果存在统计学差异。结论 EDOSE与计划系统具有契合度较高的计算和分析结果。

腹部肿瘤患者放疗行图像引导对剂量误差纠正的有效性研究

目的:探讨腹部肿瘤通过锥形束CT扫描纠正摆位误差后对治疗剂量实施的准确性影响,以对临床放疗提供指导。方法:采用双盲法选取6例腹部肿瘤患者,每次治疗时利用电子射野影像装置(electronical portal imaging device,EPID)采集剂量学信息,利用EDOSE工具进行三维剂量重建,对患者的治疗计划完成实时三维剂量验证。每例患者行图像引导与未行图像引导各采集5组数据,共60组数据,比较图像引导后再治疗与直接治疗2种情况下实时三维剂量验证的结果。结果:治疗前锥形束CT图像引导能够在一定程度上纠正摆位误差,但总体γ通过率与未行图像引导相比并未体现出优势,患者靶区的覆盖率亦没有提高,正常组织受量方面也没有明显优势。结论:对于腹部肿瘤患者,现行的按照骨性标记来配准的图像引导纠正摆位误差后,患者治疗过程中三维剂量验证结果没有得到明显改善,治疗剂量实施准确性没有得到明显提高。

螺旋断层放射治疗机MVCT影像质量的测量分析

目的分析螺旋断层放射治疗MVCT的影像质量。方法用CatPhan600体模测量测试MVCT值均匀性和线性、影像噪声、空间分辨率,低对比度和几何精确性,分析螺距对图像质量的影响,并对影响图像质量的因素进行讨论。结果MVCT影像CT值成线性分布,但是和参考CT值有一定的差别,均匀性较好,空间分辨率为4Lp/cm,低对比度分辨率差于诊断CT和锥形束CT,但可以满足图像引导的要求,几何准确性较好,图像无明显形变发生。结论MVCT影像质量不如常规诊断CT,但图像质量可以满足临床治疗中的影像引导的要求。