基于射束通道和生成对抗网络的调强放射治疗剂量预测方法

目的基于射束通道实现调强放射治疗(放疗)剂量的精准预测。方法选取行调强放疗的鼻咽癌Ⅲ期患者137例。随机抽取102例为训练集,24例为验证集,11例为测试集。基于Pix2pix模型,引入剂量预计算结果作为射束通道,预测患者个体化放疗剂量分布。采用剂量体积直方图(DVH)、处方剂量参数和计划综合评分对预测结果进行评估。结果11个测试病例的预测剂量和人工计划剂量综合评分分别为70/60、40/50、10/30、70/60、70/60、80/80、80/70、70/60、60/70、80/60和60/60。随机选取4个测试病例,DVH显示,模型对脑干和脊髓的预测剂量曲线整体位于人工计划剂量曲线的左侧,而对眼球和腮腺的预测剂量曲线整体位于人工计划剂量曲线的右侧。结论基于射束通道和Pix2pix模型,可对鼻咽癌放疗患者进行有效剂量预测,从而为放射物理师的计划设计目标提供参考。

基于虚拟仿真系统的精准放疗技术实践教学探索研究——以福建医科大学为例

以福建医科大学为例,针对放射治疗学实践教学存在实践机会少、时间短等问题,搭建基于虚拟仿真系统的精准放疗技术实践教学平台,综合运用案例式教学、翻转课堂和场景模拟等教学法进行教学,并分析教学效果。研究结果显示,基于虚拟仿真系统的精准放疗实践教学使理论知识与临床实践相结合,能激发学生学习兴趣,提高学习效率,为放射治疗学教学提供实践路径。

两种自动勾画方法对T3分期鼻咽癌靶区勾画结果对比分析

目的:比较和分析基于常规图谱集(Atlas)自动勾画方法和深度学习自动勾画方法对T3分期鼻咽癌靶区的勾画结果。方法:回顾性选取本院T3分期鼻咽癌患者138例,由一名高年资医生在CT上勾画GTV和CTV,勾画结果经另外两名高年资医生审核。建立3D-Unet模型,随机选取110例病例作为训练集,28例病例作为测试集。比较3D-Unet模型与Atlas模型的优劣性。结果:与医生勾画结果相比,3D-Unet模型的GTV和CTV平均勾画结果如下所示,平均表面距离:3.01和1.84 mm,95%豪斯多夫距离:16.05和7.70 mm,Dice相似性系数:0.71和0.83,Jaccard相似性系数:0.56和0.71,精确率:0.70和0.85,召回率:0.76和0.81,各项参数均显著优于Atlas模型(P<0.05)。结论:与Atlas自动勾画技术相比,基于3D-Unet模型的自动勾画方法对鼻咽癌靶区的勾画准确率明显提升。

双肺中央型非小细胞肺癌两种调强放射治疗计划的剂量学比较

目的比较双肺中央型非小细胞肺癌(NSCLC)在静态调强放射治疗(sIMRT)和容积旋转调强放射治疗(VMAT)两种治疗方式下的剂量学差别,为临床放疗计划设计提供依据。方法选取28例NSCLC患者作为对象,分别设计sIMRT和VMAT两种计划。计划靶区(PTV)PTV-G处方剂量设定为60 Gy/30 F,PTV-C处方剂量设定为54 Gy/30 F。采用剂量体积直方图(DVH)比较每种计划的靶区和危及器官剂量差异,采用配对t检验分析结果。结果无论中央型NSCLC位于左侧肺还是右侧肺,所设计的两种计划在靶区覆盖率上相当,且VMAT计划的靶区均匀性、适形度、D_(95)(D_(X)为X%靶区体积所接受的剂量)优于sIMRT(P<0.05);VMAT计划在脊髓D_(max)、全肺的V_(20)(V^(X)为X Gy等剂量线包绕的总的肺组织体积占肺总体积的百分比)、左肺V_(20)和右肺V_(20)方面,保护得更好;VMAT计划在右侧中央型NSCLC全肺V_(20)、右肺V_(20)、V_(30)、D_(mean)方面,保护得更好;VMAT计划在左侧中央型NSCLC全肺V_(5)、左肺V_(30)、D_(mean)和右肺V_(5)、D_(mean)方面,保护得更好,差别均有统计学意义(P<0.05)。结论VMAT计划优于sIMRT计划,在部分危及器官保护方面,VMAT计划较有优势;但对于不同位置而言,应综合考虑肺V_(5)及其他危及器官受量选择放疗方式。

放射治疗计划系统图像配准方式在头颈部肿瘤患者摆位中的应用

目的比较放射治疗计划系统(TPS)图像配准方式和直线加速器千伏级锥形束CT(kV-CBCT)引导所获得的头颈部肿瘤患者的首次摆位误差,探讨采用TPS图像配准方式进行摆位的可行性。方法回顾性分析2019年4-8月于福建医科大学附属第一医院接受图像引导放射治疗(IGRT)的108例头颈部肿瘤患者的临床资料。将患者在CT模拟机上扫描的首次摆位图像传输回Raystation TPS,与计划设计CT图像融合,得到两组图像的配准误差,作为TPS首次摆位误差;将患者在瓦里安Trilogy 5918医用直线加速器上进行kV-CBCT扫描得到的图像与计划设计CT图像进行配准,得到的误差作为kV-CBCT首次摆位误差;比较TPS和kV-CBCT获得的左右(LR)、头脚(SI)和前后(AP)3个方向上的首次摆位误差。结果TPS图像配准方式和kV-CBCT引导所获得的LR、SI、AP方向上的首次摆位误差分别为(0.0136±0.119)mm、(0.00055±0.209)mm、(0.0096±0.050)mm和(0.012±0.092)mm、(0.0065±0.081)mm、(0.0046±0.0073)mm,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论在TPS上对患者进行首次摆位,符合摆位误差限制要求,无需在直线加速器上再次进行首次摆位,直线加速器治疗工作任务繁重的单位,可采取TPS图像配准方式进行首次摆位,以提高直线加速器的使用效率。