基于KV-CBCT影像引导下非小细胞肺癌自适应放疗可行性研究

目的基于千伏级锥形束CT(Kilovolt Cone-Beam Computed Tomography,KV-CBCT)非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer,NSCLC)患者第1周放疗前扫描的锥形束CT(Cone-Beam Computed Tomography,CBCT)图像设计的自适应放疗计划,比较自适应放疗前后放疗计划的剂量学差异,以及探讨自适应放疗应用于NSCLC患者放疗的可行性。方法选取行调强放疗的NSCLC患者15例,将首周每天1次和后续每周1次获得的CBCT验证图像传入Eclipse计划系统与定位CT图像融合配准后,在CBCT图像上重新勾画大体肿瘤体积(Gross Tumor Volume,GTV)、临床靶区体积(Clinical Target Volume,CTV),将首周CBCT图像勾画的CTV拷贝到定位CT中合成并命名为临床靶区体积(Clinical Target Volume,CTVa),并依据首周测量的摆位误差外扩生成计划靶体积(Plan Target Volume,PTVa),同理获得后续几周的计划靶体积(Plan Target Volume,PTVb)。保持最初治疗计划的射束和优化条件等参数不变,针对PTVa重新设计出自适应放疗计划(Adaptive Radiation Therapy,ARTa),进一步比较自适应放疗前后放疗计划的剂量学差异,同时在ARTa中评估PTVb的剂量覆盖率。结果PTVa的体积小于初始靶区PTV,差异具有统计学意义(P<0.05);ARTa处方剂量的体积覆盖率为96.2%±1.7%,优于批准计划(Planapproved)的95.1%±2.3%,差异有统计学意义(P<0.05),且在ARTa中,PTVa的处方剂量线能使PTVb体积覆盖率达到96.8%±1.7%;ARTa中肺组织(V_(5)、V_(10)、V_(20)、V_(30)、D_(mean))、心脏(V_(30)、V_(40)、D_(mean))、脊髓(D_(max)、D_(mean))均较Planapproved有所降低,且两两比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论使用患者首周CBCT提供的反馈进程(空间位移、解剖形变)重新设计的ARTa可以用于患者后续的放疗中,并能够减少重要器官的照射剂量和提高靶区剂量,进而有利于提高非小细胞肺癌肿瘤增益比。

基于KV-CBCT影像引导下非小细胞肺癌调强放疗的摆位误差分析

目的评估非小细胞肺癌(Non-Small Cell Lung Cancer,NSCLC)患者调强放疗使用千伏级锥形束CT(Kilovolt Cone-Beam Computed Tomography,KV-CBCT)测量的日常摆位误差对肿瘤和重要器官的受量影响。方法随机选取2019年4月至2020年1月在我院放疗科行调强放射治疗的60例NSCLC患者,共采集588次KV-CBCT图像。放疗前每例患者按周期性扫描频率(首周每天1次和后续每周1次)进行KV-CBCT图像扫描和摆位误差验证,获得患者实际与治疗计划两者等中心位置在左右(X轴)、头脚(Y轴)、前后(Z轴)方向上平移摆位误差,统计分析摆位误差以及分布规律,并从中选取40例患者的摆位误差输入Eclipse计划系统,模拟出未移床时计划实际照射的剂量分布并命名为Plansum,最后将Plansum与最初计划剂量Planapproved进行比较,获取靶区和危及器官的剂量学指标参数和体积变化参数,研究摆位误差对非小细胞肺癌放疗计划剂量分布的影响。结果60例NSCLC患者共588次图像引导摆位验证数据经分析得出左右(X轴)、头脚(Y轴)、前后(Z轴)方向摆位误差分别为(1.8±1.5)、(2.5±1.9)、(2.2±1.5)mm;Plansum中肺组织V5、V20、V30、V40、Dmean分别为Planapproved的101.2%、101.2%、103.3%、102.9%、101.5%;心脏V10、V20、V30、V40、Dmean分别为Planapproved的102.1%、102.6%、107.0%、112.1%、105.1%;靶区计划靶体积(Planning Target Volume,PTV)D95、PTV Dmean分别为Planapproved的94.9%、95.7%,PGTV D95、PGTV Dmean分别为Planapproved的95.5%、96.2%,差异具有统计学意义(P<0.01)。结论摆位误差对NSCLC放疗计划靶区的剂量学指标的差异具有统计学意义,为了保持计划中的剂量学指标,提高肿瘤增益比,应尽量使用KV-CBCT影像引导进行NSCLC放疗摆位误差校正。

立体定向放射治疗各环节的质量保证和质量控制

近年来,立体定向放射治疗在临床中的应用越来越广泛,其自身的技术特点决定了比常规放射治疗技术有更高的精度要求,建立规范的标准具有必要性和重要意义。现结合医院的实际情况,并参考国内外发表的相关报告,对基于直线加速器的立体定向放射治疗流程的质量保证和质量控制进行了总结探讨。

放疗辐射防护安全管理

放疗辐射防护安全管理是每家开展放疗技术的医院都会面临的问题,这关系着放疗工作人员、患者和公众的辐射安全。参考国内外的相关标准和文献,该文对放疗项目建设的辐射屏蔽和放疗防护安全管理等辐射防护安全相关问题进行了讨论和总结。

基于预测剂量引导的宫颈癌自动计划研究

目的:使用机器学习方法建立宫颈癌计划剂量预测回归模型,并将预测剂量引导生成Monaco计划系统(TPS)可调用的优化模板文件,实现宫颈癌的自动计划设计。方法:对50例宫颈癌术后调强治疗计划中的危及器官采集基于重叠体积直方图的几何特征值和基于剂量直方图的剂量目标值,建模后将模型预测剂量结果自动生成Monaco TPS模板文件,进而由TPS调用优化。使用该方法对另外10例未参与模型训练的测试病例进行自动计划设计,并和人工设计的计划进行对比分析。结果:自动计划比手动计划的平均设计时间减少了40 min(P<0.05),且平均调优次数降低了3次(P<0.05),剂量学指标和计划执行效率上两者无明显差异(P>0.05)。结论:基于预测剂量引导的宫颈癌自动计划可以达到临床要求,并且提高了计划设计效率。

基于DICOM RT的鼻咽癌放疗计划剂量限制结构自动勾画研究

目的实现鼻咽癌放疗计划中剂量限制结构的自动勾画。方法使用Python语言编程,对医学影像通信标准(Digital Imaging and Communications in Medicine,DICOM)放射治疗(Radiation Therapy,RT)文件进行解析和数据处理,然后根据放疗计划中靶区和危及器官的相对位置关系和临床处方剂量要求设计剂量限制结构的勾画模块,并生成DICOM RT Structure Set结构集文件。结果自动勾画生成的结构集文件能成功导入Eclipse放疗计划系统(Radiation Therapy Treatment Planning System,TPS),轮廓结构颜色、名称、形状和3D重建均能正确显示,结构外扩和结构布尔操作精度与Eclipse TPS系统功能模块常规手动勾画精度无明显差异,自动勾画时间(44.94±1.56)s明显小于常规勾画时间(1475.65±92.16)s(t=-43.788,P<0.05)。结论本文方法能不依赖TPS完成鼻咽癌剂量限制结构自动勾画,且能完成其他主流TPS自动脚本无法实现的自定义形状剂量限制结构的勾画,可有效避免物理师在设计计划时的重复劳动,提高工作效率。