直肠癌术后调强放疗多变量组合最佳治疗模式的剂量学研究

目的探讨直肠癌术后调强放疗中治疗体位(仰卧位与俯卧位)、准直器调强方式[动态调强(SW)与静态调强(MSS)]、剂量计算算法[各向异性解析算法(AAA算法)与笔形束卷积算法(PBC算法)]、高能X射线能量(6 MV与15 MV)、放射野个数(7野与9野)以及计算网格尺寸(0.25 cm与0.50 cm)等多变量组合最佳治疗模式的剂量学特征。方法采用控制单一变量法,分别比较6种条件(共计12个变量)对靶区和危及器官的剂量学差异。基于剂量学差异结果,比较6种条件中相对更优的6个变量串联而成的A组与相对较差的6个变量串联而成的B组对靶区和危及器官的剂量学影响。剂量学评价指标包括靶区和危及器官的剂量受量、靶区剂量适形度指数(CI)和靶区均匀性指数(HI)、机器跳数(MU)、出束时间。结果对于多变量串联的统计学分析显示,采用俯卧位、AAA剂量算法、动态SW的多叶光栅(MLC)运动方式、15 MV的X线、0.25 cm计算网格尺寸且9野均分的6个变量串联的A组相较于采用仰卧位、PBC剂量算法、静态MSS的MLC运动方式、6 MV的X线、0.50 cm计算网格尺寸且7野均分的6个变量串联的B组,计划靶区(PTV)的平均剂量(D_(mean))平均降低了1.2%,CI平均增加了10.0%,HI平均降低了30.3%;小肠最大剂量(D_(max))平均降低了3.0%,膀胱4000 cm^(3)体积对应的剂量(V_(40))平均降低了31.2%,股骨头D_(max)平均降低了3.6%。结论直肠癌术后调强放疗采用俯卧位、AAA剂量算法、动态SW的MLC运动方式、15 MV的X线能量、0.25 cm计算网格尺寸和9野均分野这6个变量组成的治疗模式,是经临床剂量学证实的对直肠癌术后调强放疗的更优治疗模式。

调强验证中MapCheck对加速器机架与准直器角度敏感性研究

目的研究MapCheck静态调强放射治疗中加速器机架与准直器角度的改变对不同阈值下验证通过率的影响,并分析其对角度变化的敏感性。方法选择2018年12月于福建省肿瘤医院行静态调强放射治疗的10例恶性肿瘤患者,其中男性7例,女性3例;年龄30~74岁,中位年龄52岁。使用MapCheck2作为验证工具。设定机架角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°和准直器角度为0°、2°、3°、4°、5°、10°时,进行调强计划验证,分别记录在1%/1 mm和10%、2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%阈值下等剂量距离偏差(DTA)和γ通过率,并使用配对t检验分析数据。结果机架角度组:在1%/1 mm标准下,角度变化为0°~10°,验证通过率出现上下波动,波动范围为80.68%±4.42%;角度变化为10°~30°,角度平均每增加5°,平均验证通过率降幅为11.24%±1.30%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,当角度变化为0°~15°,验证通过率降幅分别为1.98%±0.31%、1.23%±0.39%;当角度变化为15°~30°,角度平均每增加5°,验证通过率降幅分别为12.66%±0.27%、9.25%±0.33%。准直器角度组:在1%/1 mm标准下,准直器角度变化为0°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅为4.83%±0.47%。在2%/2 mm、3%/3 mm标准下,角度变化为0°~2°,验证通过率降幅分别为2.85%±0.29%、0.60%±0.19%;当角度变化为2°~10°,角度平均每增加1°,验证通过率降幅分别为4.21%±0.17%、2.86%±0.13%。结论当阈值设置为2%/2 mm和10%、3%/3 mm和10%时,MapCheck弱化了可能存在的机架与准直器角度误差和计划自身的缺陷对通过率所造成的影响,因此建议在调强验证中将阈值设置为1%/1 mm和10%并确保机架尤其是准直器到位精度,以保证调强验证的精确性。

基于3D打印制作放疗个性化头枕的剂量学测量研究

目的利用3D打印技术制作头颈部肿瘤放射治疗的个性化头枕,研究制作过程中的技术难点并进行剂量学测试。方法利用头颈部肿瘤患者的CT图像在Pinnacle3计划系统中生成患者人头外轮廓及个性化头枕的内外轮廓;通过计算机程序把轮廓生成STL格式的头枕文件,在Autodesk软件结合生成的类人头模型加入带有电离室平衡帽的空腔;打印出头模型和头枕,选用2019月1—5月医院收治的15例头颈部放射治疗患者的临床处方在模体中进行调强计划验证,比较标准头枕与自制3D打印头枕的剂量学差异。结果在设定40%聚乳酸(PLA)填充时,测量值与计划计算值误差在3%左右。结论利用3D打印技术可以制作个性化的高度符合的头枕,在40%PLA填充设置时可以得到与标准头枕相近似的结果,符合临床的精度要求。

基于六维摆位误差的鼻咽癌调强放疗全过程剂量评估

目的基于治疗过程中的摆位误差进行六维模拟矫正,评估鼻咽癌调强放射治疗过程中的剂量误差变化。方法选取2018年9月在福建省肿瘤医院行调强放射治疗的鼻咽癌患者5例,为每例患者在医院鼻咽癌首次摆位误差数据库(636例)中随机提取33次摆位误差;根据这组摆位误差在Pinnacle3计划系统中,利用误差六维校正方法,进行每一治疗分次的模拟,并自编程序进行剂量总合成;评估治疗分次剂量、总剂量与相应的计划剂量的差异。结果5例患者误差校正后的靶区总剂量差异较小(基本<50 cGy),危及器官中脊髓、脑干有明显的剂量增加,最大可达到254 cGy和346 cGy;腮腺除了1例有剂量减少外,其他均有增加,最大达到102 cGy。结论基于福建省肿瘤医院摆位误差数据库进行摆位误差校正后剂量合成,所有靶区总剂量的变化幅度均较小,危及器官剂量差异较大,应充分评估脊髓、脑干、腮腺的剂量,控制摆位误差,减少对危及器官的影响。

基于数据库的宫颈癌自动调强计划设计可行性研究

目的基于重叠体积直方图(OVH)和优质宫颈癌IMRT计划数据库,研究并评估宫颈癌IMRT自动计划的可行性。方法选取200例宫颈癌患者的优质IMRT计划和OVH,建立OVH和优质计划数据库。另选取26例宫颈癌病例作为测试病例,自编程序实现OVH数据至图像转化及图像相似度计算。选取图像相似度最高的数据库病例的计划优化函数,结合Pinnacle3计划系统脚本实现自动计划设计。比较自动计划和手工计划的剂量学参数、计划质量和设计时间。结果与手工计划相比,自动计划的靶区覆盖、适形性、均匀性相当(P>0.05);直肠V40、V45和平均剂量分别下降了6.1%、1.3%和50.7 cGy(P<0.05),小肠和股骨头的平均剂量分别下降了31.7 cGy和188.9 cGy(P<0.05),髂骨的平均剂量下降了92.3 cGy(P>0.05)。自动计划降低了71%的计划设计时间。结论基于OVH和优质宫颈癌IMRT计划数据库所设计的宫颈癌自动调强计划,不仅大大减少了计划设计时间,而且能够在不降低靶区覆盖度、适形性的同时降低正常组织的受照剂量。