准直器角度对局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者动态容积调强放射治疗计划剂量的影响

目的探讨不同准直器角度对局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者行动态容积调强放射治疗(VMAT)时剂量的影响,为放射治疗计划的设计提供参考。方法选取2020年1月至2021年8月于医院行VMAT的18例局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者,在其他治疗参数不变的情况下,设置准直器角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°,设计11个计划。以准直器角度0°为参考,比较各计划的计划靶区(planning target volum,PTV)评价指标[D_(98)、D_(2)、D_(mean)、均匀性指数(HI)、适形性指数(CI)及机器跳数(monitor unit,MU)]和危及器官评价指标[双肺V_(5)、V_(15)、V_(20),心脏V_(30)、V_(40),脊髓D_(max)和脊髓规划风险量(PRV)(脊髓外扩0.40 cm得到)D_(max)]。结果准直器角度为15°时,靶区的HI、CI均最接近1,表明此时靶区的均匀性和适形性最佳。准直器角度为20°时,靶区的HI相比0°时变化明显(t=2.406,P<0.05),双肺的V_(5)、V_(15)相比0°时变化明显(t=2.959、3.003,P<0.05)。准直器角度为45°时,MU相比0°时明显增大(t=-3.444,P<0.05)。结论局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者行VMAT时,15°为相对合适的准直器角度,可在保证靶区剂量分布的同时更好地保护危及器官,提高治疗效率。

不同算法模型在宫颈癌根治术后固定野调强放射治疗中剂量学分析

目的:比较宫颈鳞癌根治术后患者在固定野调强放射治疗(FF-IMRT)计划设计时采用各向异性分析算法(AAA)和笔形束卷积(PBC)算法的剂量学差异。方法:随机选取10例术后接受放射治疗的宫颈鳞癌患者的定位CT影像资料,分别采用Varian Eclipse放射治疗计划系统(TPS)提供的AAA和PBC两种剂量算法模型,对七野均分的同一调强计划(IMRT)进行剂量计算,并用电子射野影像装置(EPID)进行剂量验证,比较两种算法模型的剂量-体积直方图(DVH)图上靶区、小肠、结肠、直肠、膀胱、股骨头等危及器官(OARs)的吸收剂量与体积参数和机器跳数(MU)、验证结果γ通过率等参数的差异。结果:两种算法模型得到靶区的平均剂量(D_(mean))与最大剂量(D_(max))PBC算法略高于AAA,适形度指数(CI)和靶区剂量均匀性指数(HI)的AAA结果均好于PBC算法,MU的AAA略高于PBC算法。小肠的V_(15)、D_(mean)、50%的覆盖体积受照的最小剂量(D_(50%)),结肠的D_(mean)、D_(50%),膀胱的V_(30)、V_(40)、V_(45)、D_(mean)、D_(50%),左、右股骨头的D_(mean)的AAA的结果均高于PBC算法;结肠的D_(max),直肠的D_(mean)、D_(max)、D_(50%)和V_(45)的PBC算法略高于AAA。平均差异除直肠的V_(45)和结肠的V_(40)(21.38%,3.59%)较大外,其余参数的偏差在0.07%~1.70%之间,相同角度射野两种算法的γ通过率结果均>98%,差异无统计学意义(t=-0.886,t=0.424,t=0.261,t=-1.426,t=0.284,t=-0.552,t=0;P>0.05)。结论:在宫颈癌根治术后,七野调强放射治疗计划中两种算法获得的靶区和OARs的剂量学参数存在一定的差异,但均可满足临床要求,且剂量验证通过率差异无统计学意义。两种算法均可应用于临床,但在直肠保护、降低放射性直肠损伤发生率方面,AAA要好于PBC算法。

宫颈癌双弧容积旋转调强放射治疗中两种优化模式的剂量学比较研究

目的:比较宫颈癌双弧容积旋转调强放射治疗(VMAT)在Monaco计划系统中采用正常组织优先(Constrained)与靶区优先(Pareto)两种优化模式的剂量学差异,以满足临床治疗需求。方法:采用随机数表法选取12例宫颈癌患者的临床数据和CT影像资料,导入Monaco计划系统中,分别采用1野2弧(1F2A)VMAT技术,设置相同优化参数的Constrained与Pareto两种优化模式,对1F2A VMAT计划进行优化和剂量学评估。比较两种模式的靶区和危及器官的剂量体积参数、均匀性指数(CI)、适形度指数(HI)、剂量梯度指数(GI)、机器跳数(MU)和子野数的差异。结果:两种优化模式靶区最大剂量(Dmax)、2%计划靶区(PTV)覆盖体积受照剂量(D2%)和MU的Constrained模式略高于Pareto模式,差异有统计学意义(t=2.894,t=2.225,P<0.05);50%处方剂量覆盖体积(PIV50%)和GI的Constrained模式略低于Pareto模式,差异有统计学意义(t=-2.762,t=-4.346;P<0.05),HI的Pareto模式略好于Constrained模式,差异有统计学意义(t=2.310,P<0.05)。结肠的Dmax、V30,小肠Dmax的Constrained模式略高于Pareto模式,差异有统计学意义(t=5.231,t=2.366,t=2.613;P<0.05);骨盆的Dmin、Dmean、V10、V20、V30及V40,左右两侧股骨头的Dmean、V30、D2%和右侧股骨头的Dmin、V20的Constrained模式略低于Pareto模式,差异有统计学意义(t=-4.130,t=-3.908,t=-3.042,t=-3.747,t=-3.772,t=-2.934,t=-2.909,t=-3.228,t=-3.654,t=-3.760,t=-3.333,t=-2.593,t=-3.011,t=-3.782;P<0.05)。CI、子野数和其他参数两者比较差异无统计学意义。结论:两种优化模式设计的宫颈癌VMAT计划中剂量学参数略有差异,但均满足临床治疗要求,若要求提高HI,降低肠道高剂量,减少治疗时间方面,Pareto好于Constrained;若要求降低骨盆和股骨头受量方面,Constrained好于Pareto。

基于MONACO计划系统有无均整器模式对直肠癌术后SIB-VMAT计划影响的研究

目的探讨直肠癌术后患者在6 MV光子束均整(Flattening Filter,FF)与非均整(Flattening Filter Free,FFF)模式下行瘤床同期加量容积旋转调强放射治疗(Simultaneous Integrated Boost of Volumetric-Modulated Arc Therapy,SIB-VMAT)的剂量学差异。方法随机选取16例直肠癌术后患者,在相同约束条件下分别设计FF和FFF模式的SIB-VMAT计划,剂量验证采用MatriXX探测器进行测量。比较两组计划的剂量-体积参数,靶区均匀性指数(Homogeneity Index,HI)和适形性指数(Conformity Index,CI)、机器跳数(Monitor Unit,MU)、控制点数(Control Point,CP)、出束时间以及γ通过率。结果在保证PTV95%体积接受100%处方剂量的标准下,与FF模式相比,FFF模式可降低PGTV高剂量区D_(2%)和PTV的D_(mean)及D_(50%)约1%,提高PTV低剂量区D_(98%)约0.63%,改善PTV的CI和HI,减少肠道的D_(max)、V_(45)以及膀胱的辐射剂量,同时明显降低靶区外部25 Gy、22.5 Gy覆盖体积以及靶区间(P-G)的D_(mean),差异均有统计学意义(P<0.05)。与FFF模式相比,FF的MU与CP明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),但两组计划的出束时间相近,差异无统计学意义(P>0.05);在剂量输出验证方面,两组计划的γ通过率在3%/3 mm标准下均大于99%,差异无统计学意义(P>0.05);但在2%/2 mm和1%/1 mm标准下,FFF模式的γ通过率结果均明显提高,差异有统计学意义(P<0.05)。结论两组计划均能满足临床要求,相对于FF模式,FFF模式在提高计划质量,保护膀胱和肠道方面更有明显优势。

Monaco计划系统不同通量平滑方式对直肠癌术后容积旋转调强放射治疗计划影响的分析

目的:探讨直肠癌术后患者在Monaco计划系统中采用3种不同通量平滑方式设计容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划的剂量学差异。方法:采用医科达Monaco5.11计划系统对随机选取的16例直肠癌患者影像学资料,使用3种通量平滑方式在相同优化条件下设计3组VMAT计划(即FSH组、FSM组和FSL组),并用Matrixx二维平板探测器行剂量验证。评估靶区和危及器官(OAR)剂量-体积参数,以及CI、HI、GI、MU、CP、出束时间(T)和γ通过率(GRP)的差异。结果:FSL的CI明显优于FSM和FSH,HI略优于FSM和FSH,GI与FSM两者相近,均好于FSH组。FSL和FSM两者在提高PTV的Dmin和D98%方面均有明显优势,相比FSH可最大提高2.84%,差异有统计学意义(P<0.05)。在OAR方面,膀胱的Dmean、V30和V40,FSL较FSM和FSH均降低,最大为3.76%和7.01%,差异有统计学意义(P<0.05);右侧股骨头的Dmean和V20,FSL较FSM与FSH可最大降低为9.10%,差异有统计学意义(P<0.05);FSL和FSM在左侧股骨头保护方面,均略优于FSH;在肠道保护方面,三者结果相近。FSH和FSM的平均值较FSL对CP降低15.93%和8.68%,对MU降低14.30%和8.33%,对T可减少13.39%和6.91%,差异有统计学意义(P<0.05)。3组计划的GRP在3%/3mm标准下均大于99%,均满足临床要求,但在1%/1mm和2%/2mm较高标准下,FSH和FSM的GRP相近,均明显高于FSL,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:在直肠癌术后VMAT计划中,FSH、FSM和FSL 3组计划的剂量学参数和GRP均能满足临床要求。在提高计划质量,降低膀胱和股骨头受照射剂量及毒副反应方面,FSL依次优于FSM和FSH;在提高计划执行效率方面,FSH和FSM好于FSL。因此,在计划设计时,要根据临床要求和患者个体差异综合考虑,可优先选择FSM,既能满足较好的计划质量也能提高计划执行效率。

Compass三维剂量验证系统在非小细胞肺癌立体定向放射治疗中的应用

目的:探讨Compass验证系统在非小细胞肺癌(NSCLC)立体定向放射治疗(SBRT)三维剂量验证中的应用价值。方法:选取在医院就诊的12例NSCLC患者,在Monaco治疗计划系统上制定计划并将其传至Compass验证系统,对治疗计划系统计算的剂量分布(TC)与Compass验证系统独自计算的剂量分布(CC)和通过实测重建的剂量分布(RC)进行对比,TC与CC之间的比较为TC-CC组,TC与RC之间的比较为TC-RC组,分析各靶区和危及器官(OAR)的γ通过率和各器官靶区体积的受照剂量(D_(95)、D_(mean)、D_(5)、D_(max)、V_(20)、V_(10)、V_(5)等)参数差异。结果:TC-CC组靶区γ通过率>97%,TC-RC组靶区γ通过率<90%,TC-RC组的靶区γ通过率低于TC-CC组,差异有统计学意义(t=7.020,t=6.545;P<0.05)。TC-CC组平均剂量相对偏差为0.72%~1.50%,TC-RC组平均剂量相对偏差为2.84%~4.48%。所有OAR的γ通过率均>99%。两组之间双肺V_(12.5)与V_(10)、心脏D_(mean)、大血管D_(max)等指标比较差异均有统计学意义(t=3.316,t=5.390,t=-3.356,t=2.917;P<0.05)。结论:Compass三维验证系统的独立核算和实测重建可以全面的分析理论与实际照射剂量差异,为NSCLC患者SBRT计划的准确实施提供参考依据。

VMAT计划中计算网格尺寸对宫颈癌放疗剂量的影响

目的探究在Monaco计划系统中使用容积弧形调强放射治疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划时计算网格尺寸对于宫颈癌病例优化的影响。方法选择在我院Monaco系统进行宫颈癌放疗的15例患者的CT图像,计划采用Monaco计划系统中VMAT旋转治疗方式,通过仅改变计划设计参数中计算网格尺寸(2、3、4、5、6、7、8 mm),得到计划的结果,并对此进行靶区和危及器官的受量分析。结果以计算网格尺寸2 mm为参考,计划靶区剂量的D_(98)、D_(mean)、D_(2)和均匀指数(Homogeneity Index,HI)在计算网格尺寸为3 mm时出现明显差异(P<0.05),随着计算网格尺寸增大,D_(mean)、D_(2)和HI仍差异显著(P<0.05)。当计算网格尺寸为5 mm时,小肠的V_(40)和结肠的V_(30)、V_(40)出现显著性差异(P<0.05);计算网格尺寸为4 mm时,膀胱的V_(45)出现显著差异(P<0.05);计算网格尺寸为8 mm时,左股骨头出现显著性差异(P<0.05)。结论在Monaco计划系统中,对于宫颈癌患者计算网格尺寸为3 mm时是合适的选择,可为临床计划的设计提供一定的参考。在满足治疗效果的同时可提高治疗的效率。

AAA和AcurosXB算法对局部晚期食管鳞状细胞癌SIB-VMAT计划剂量学差异的研究

目的:探讨各向异性分析算法(AAA)与光子剂量算法(AcurosXB或AXB)对局部晚期食管鳞状细胞癌SIB-VMAT计划剂量学的差异。方法:选取24例行SIB-VMAT放射治疗的局部晚期食管鳞状细胞癌患者的影像学资料,分别采用AAA和AXB两种算法设计具有相同射束、MLC以及优化约束函数的SIB-VMAT计划,比较两组计划剂量学参数结果的差异。结果:在靶区D_(max)、D_(mean)、D_(98%)、D_(50%)方面,AXB组计划结果明显高于AAA组,有统计学意义(P<0.05)。AXB组计划的靶区适形性指数(CI)和均匀性指数(HI)对PGTV好于AAA组,有统计学意义(P<0.05),而对PTV两者差异无统计学意义(P>0.05)。在肺组织受量方面,AXB组可有效降低D_(min)、D_(mean)、D_(50%)及V_(5)受量,但V_(20)和D_(max)受量略高于AAA,有统计学意义(P<0.05);在心脏受量方面,除V_(30)低于AAA(1.29%),D_(max)略高于AAA(0.82%),有统计学意义(P<0.05)外,其他参数差异不显著。在脊髓保护区受量方面,AXB组的D_(max)略高于AAA(0.59%),差异有统计学意义(P<0.05)。AXB组的机器调数(MU)略高于AAA(1.53%),有统计学意义(P<0.05)。结论:AXB算法与AAA算法对局部晚期食管癌SIB-VMAT计划模型的剂量结果有一定的差异,但都满足临床剂量学要求,均可用于局部晚期食管癌SIB-VMAT的临床治疗。

基于标准化增强CT影像组学列线图预测肺腺癌表皮生长因子受体突变状态的研究

目的探讨基于治疗前标准化胸部增强CT的影像组学列线图预测肺腺癌患者表皮生长因子受体(EGFR)突变状态的价值。方法回顾性分析济宁医学院附属医院2017年7月至2023年6月262例经病理证实且接受EGFR基因检测的原发性肺腺癌患者的治疗前胸部增强CT影像及临床资料,EGFR野生型(n=122)和突变型(n=140),采用分层抽样方式按照7∶3比例分为训练组(n=183)和测试组(n=79)。对CT图像进行标准化预处理、勾画感兴趣区(ROI)并提取影像组学特征,采用最小绝对收缩和选择算子(LASSO)算法进行降维和关键特征筛选,通过Logistic Regression(LR)机器学习方法建立标准化影像组学模型、临床模型及两者相结合的联合模型,计算影像组学分数(Rad⁃score)并绘制列线图。采用ROC曲线及Delong检验评估并比较不同模型的预测性能。结果最终筛选出23个标准化增强CT影像组学特征和4个临床特征。标准化影像组学模型预测性能好于未标准化影像组学模型[曲线下面积(AUC):0.863 vs.0.805,t=2.19,P<0.05]。联合模型和标准化影像组学的AUC高于临床模型(训练组:0.885,0.863 vs.0.774,t=3.57、2.17,P<0.05;测试组:0.873,0.829 vs.0.763,t=2.19、2.02,P<0.05)。根据Rad⁃score、年龄、性别、吸烟史及BMI绘制了影像组学列线图。结论联合模型及标准化影像组学模型可有效预测肺腺癌患者治疗前EGFR突变状态,具有一定的临床价值。

基于1.5T MRI分析T1WI-in/out of phase序列在肛瘘诊断中的价值

目的:基于1.5T MRI分析T1WI-in/out of phase序列在肛瘘诊断中的应用价值。方法:选取280例肛瘘患者,术前均行1.5T MRI平扫检查,对比手术中内口和瘘管探查结果,统计分析T1WI-in/out of phase序列与其他肛瘘MRI检查的主要序列(T2WI-TSE-STIR序列、T1WI-TSE序列和DWI序列),对内口和瘘管的显示评分差异,探讨T1WI-in/out of phase序列在肛瘘诊断中的应用价值。结果:T1WI-in/out不论是在检出内口评分还是检出瘘管的评分均较高,分别为70.36%和88.93%。结论:T1WI-in/out of phase序列在慢性或瘢痕性肛瘘的内口及瘘管诊断中具有一定的优势,对复发性肛瘘内口及瘘管的诊断也比较有意义。