机器学习在调强放疗计划剂量验证中的作用

目的:探讨机器学习对调强放疗计划剂量验证中的作用。方法:选取2019年3月至2020年8月在温州医科大学附属第一医院接受双弧容积调强放射治疗(VMAT)的141例患者,提取调强计划的13个复杂度参数并收集不同条件下的伽玛通过率(GPR),将数据按照7:3随机划分为训练集与测试集。通过Pearson相关性分析和套索回归(LASSO)筛选参数,利用支持向量机的机器学习方法进行建模,对GPR分别进行数值和分类预测。均方根误差(RMSE)和平均绝对误差(MAE)用来评估模型数值预测的准确性,曲线下面积(AUC)用来评估模型分类的准确性。结果:在GPR数值预测中,在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm条件下,测试集中RMSE分别为2.22、3.51、4.59;MAE分别为1.56、2.68、3.67。在GPR分类预测中,在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm条件下测试集的AUC结果分别0.79、0.78、0.77。结论:基于机器学习对调强放疗计划进行剂量验证具有一定的临床应用价值,为质量保证提供了一种新思路。

机载KV-CBCT在乳腺癌调强放射治疗误差分析中的应用

目的:利用锥形束CT(cone-beam CT,CBCT)探讨乳腺癌调强放射治疗前带乳腺托架和不带乳腺托架的摆位误差。方法:采用具有图像引导系统的医科达(Elekta)Synergy数字加速器的机载KV-CBCT系统,对30例带乳腺托架和30例不带乳腺托架的乳腺癌调强放疗患者进行治疗前摆位验证。把CBCT重建图像和计划CT图像进行匹配,计算三维方向上的摆位误差,并利用六维床在线自动校准上述误差。然后进行第2次CBCT扫描、重建、配准,得到校准后的误差。结果:带乳腺托架的摆位误差在X(左右),Y(头脚),Z(腹背)方向分别为(0.32±0.05)、(0.38±0.04)、(0.33±0.05)cm;不带乳腺托架在3个方向的摆位误差分别为(0.36±0.06)、(0.45±0.08)、(0.45±0.07)cm;带乳腺托架和不带乳腺托架的总误差分别为(0.68±0.04)cm和(0.83±0.09)cm。但两者的比较没有统计学差异。经校准后两者的误差都有显著减少。结论:带乳腺托架和不带乳腺托架摆位误差没有显著差异。利用CBCT在治疗前进行误差校准,可以明显缩小摆位误差,提高乳腺癌放射治疗的精度,从而实现精确放疗。

锥形束CT评价前列腺癌容积调强弧形放射治疗分次间摆位误差及外放边界研究

目的利用锥形束CT(CBCT)评价前列腺癌容积调强弧形放射治疗(VMAT)分次间摆位误差及其分布情况,为临床靶区(CTV)到计划靶区(PTV)所需的外放边界提供依据。方法选取2014年1—10月在温州医科大学附属第一医院放射治疗中心接受根治性放射治疗的前列腺癌患者40例,均采用VMAT,治疗前1 h嘱患者排空膀胱和直肠,然后喝水500 ml,憋尿充盈膀胱,使治疗时和CT定位时的膀胱和直肠充盈程度尽量一致。所有患者首次摆位后行CBCT扫描,得出校正前摆位误差,在线校正后开始VMAT,2 Gy/次,5次/周,共计39次,照射总剂量为78 Gy。结果每例患者CBCT扫描得出16组误差数据,共计640组误差数据。统计学分析得出前列腺癌VMAT分次间摆位误差为:左右方向(0.14±0.10)cm,头脚方向(0.28±0.13)cm,腹背方向(0.18±0.12)cm;利用公式外放边界=2.5Σ+0.7δ计算出前列腺癌VMAT时CTV到PTV的外放边界为:左右方向0.41 cm,头脚方向0.80 cm,腹背方向0.54 cm。结论 CBCT可以在线验证前列腺癌VMAT时分次间的摆位误差,实时校正摆位误差,实现精确放射治疗。

锥形束CT引导的鼻咽癌VMAT放射治疗摆位误差分析和边界研究

目的利用千伏级锥形束CT(CBCT)量化分析鼻咽癌VMAT治疗分次内和分次间的摆位误差,研究临床靶区到计划靶区的外放边界。方法选取VMAT鼻咽癌患者20例,首次放疗前、在线校正后、治疗结束后分别行CBCT,获取三组分次内误差;每周一次CBCT,获取分次间的误差。结果利用Van Herk等提供的扩边公式MPTV=2.5Σ+0.7δ,计算X、Y、Z方向外放边界:校正前3.31 mm,3.13 mm,3.42 mm;校正后1.85 mm,1.67 mm,2.03 mm;治疗后2.17 mm,1.99 mm,2.17 mm;分次间2.49 mm,2.31 mm,2.56 mm。结论 CBCT可以在线校正鼻咽癌VMAT治疗中的摆位误差,通过分次内和分次间误差的离线分析,使鼻咽癌VMAT患者的CTV到PTV的外放间距缩小到2 mm左右,实现了精确放疗。

锥形束CT引导下VMAT-SBRT治疗非小细胞肺癌肺部寡转移靶区边界和临床疗效及毒副反应

目的 探讨锥形束CT引导下VMAT-SBRT治疗非小细胞肺癌肺部寡转移的靶区边界和临床疗效及毒副反应。方法 收集2016年1月至2018年1月温州医科大学附属第一医院放疗中心VMAT-SBRT治疗的NSCLC肺部寡转移患者40例,56个寡转移灶,4DCT定位,55 Gy/5次,VMAT-SBRT隔天照射;每次治疗前CBCT获取校准前摆位误差,在线校正后再次CBCT获取校正后误差,SPSS 19.0统计分析校正前后误差,由扩边公式Mptv=2.5Σ+0.7δ计算临床靶区到计划靶区的外放边界。治疗结束后1、3、6、12、24个月和36个月复查增强CT,用实体瘤评价标准RECIST1.1评价疗效,用Kaplan-Meier法进行局部控制及生存分析,用RTOG的放射损伤标准评定急慢性毒副反应。结果 CBCT校正前后X、Y、Z方向靶区外扩边界,校正前:0.51 cm、0.65 cm、0.57 cm;校正后:0.24 cm、0.38 cm、0.27 cm。随访6~42个月,CR 22.5%、PR 60.0%、SD 10.0%和PD 7.5%,CR+PR 82.5%;1、2、3年的LC率为95%、84%和73%,1年、2年、3年的OS率为85%、68%、45%。放疗后急慢性毒副反应为放射性肺炎、放射性食管炎、放射性纤维化,均为0~2级,无3级及以上反应。结论 CBCT引导下靶区外扩边界明显缩小,VMAT-SBRT治疗NSCLC肺部寡转移毒副反应小,局部控制率和生存率高,疗效显著,是一种安全可靠的治疗方式。

锥形束CT引导下乳腺癌保乳术后调强放疗摆位误差及配准方式分析

目的探讨机载锥形束CT(CBCT)引导下乳腺癌保乳术后调强放疗(IMRT)不同乳腺厚度时摆位误差及配准方式的差异。方法 2016年3—10月,选择温州医科大学附属第一医院放化疗科接受IMRT的乳腺癌保乳术后患者85例,在医科达Synergy加速器上的机载CBCT引导下,对IMRT治疗前摆位进行验证。把CBCT重建图像和计划图像进行匹配。计算六维方向上的摆位误差,并在线自动校准上述误差。线下分别测量每例患者乳腺厚度(乳腺组织最大径,即乳腺组织最凸点至最近胸壁肌外缘的距离)并分组,对比分析自动骨性配准下和自动灰度配准下X轴(左右)、Y轴(上下)、Z轴(前后)及矢轴位(GX)、冠状位(GY)、横状位(GZ)的摆位误差。结果自动骨性配准下和自动灰度配准下,85例患者X轴和GY的摆位误差间差异有统计学意义(P<0.05)。自动骨性配准下A组(乳腺厚度≤30 mm)、B组(乳腺厚度>30~45 mm)、C组(乳腺厚度>45 mm)患者各个方向的摆位误差间差异均无统计学意义(P>0.05);自动灰度配准下3组患者各个方向的摆位误差间差异均无统计学意义(P>0.05)。结论乳腺癌保乳术后IMRT不同乳腺厚度患者摆位误差间无明显差异,两种配准方式建议首先使用灰度配准。放疗前进行CBCT引导下摆位误差校准,可以提高乳腺癌放疗的精度,从而实现精确放疗。

鼻咽癌IMRT与VMAT治疗的计划与剂量验证比较研究

目的:比较研究IMRT与VMAT技术在鼻咽癌治疗中的计划与剂量验证。方法:对8位鼻咽癌患者,分别设计了7野IMRT计划,单弧与双弧VMAT计划,比较分析各计划参数,并对各计划进行治疗前的剂量验证。结果:鼻咽癌的IM-RT,单弧与双弧VMAT计划的靶区覆盖率分别为百分之99.00±0.79,89.92±6.32和97.98±1.29;γ分析相对剂量通过率分别为百分之91.91±4.64,97.65±1.45和97.36±2.25。IMRT,单弧与双弧VMAT计划的优化时间分别为:4.74±1.06,20.8±4.83和40.36±12.55分钟;所需要的出束时间分别为:11.01±0.43,1.75±0.07和4.01±0.28分钟;所需的MU平均值分别为1020.88±106.95,425.88±25.34和566.38±54.38。结论:对于鼻咽癌病人,单弧VMAT计划的靶区覆盖率不够,双弧VMAT计划可获得与IMRT相似的靶区覆盖率,同时减少所需的MU与出束时间。现有加速器与计划系统能够准确地计算和执行VMAT计划。

锥形束CT的验收与QA探讨

目的:探讨锥形束CT的验收与质量保证;方法 :CBCT的验收主要包括系统与机械的安全验收。利用承球模体验收CBCT的中心与加速器的治疗中心的一致性。使用Catphan模体验收CBCT的图像质量,包括刻度的精度,灰度值均匀性,最低可见对比度,最高空间分辨率等。结果:CBCT的系统与机械相关联锁工作正常。CBCT中心与加速器中心的偏差在左右,前后与垂直方向分别为0.25 mm、0.16 mm,和0.19 mm。灰度值均匀度为1.35%。刻度精确度在垂直,水平与长轴方向上的误差分别为0.2 mm,0.5 mm和0.4 mm。最高空间分辨为11 lp/cm,最低可见对比度为1.07%。结论:CBCT的验收与质量保证对其在图像引导的放射治疗中的正确使用,发挥其最大的临床优势至关重要。本文所探讨的对KV级CBCT的验收与质量保证方法步骤,将为CBCT在临床的安全应用提供指导。

肺癌图像引导放疗不同配准方式对摆位误差的影响

目的:探讨图像引导肺癌放射治疗(以下简称放疗)时不同图像配准方法对摆位误差的影响。方法:利用Elekta Synergy直线加速器对43例肺癌患者进行基于锥形束CT(CBCT)的图像引导放疗(IGRT)。将重建获得的CBCT图像与原计划系统CT图像进行骨性和灰度两种模式匹配,分析X、Y、Z轴水平方向的摆位误差及旋转方向摆位误差,比较两种匹配模式之间的差异。结果:43例肺癌放疗共进行114次CBCT扫描,其中骨性配准和灰度配准在X轴水平方向的误差分别为(-0.297±3.137)mm、(0.377±2.958)mm;在Y轴水平方向的误差为(-1.415±5.313)mm、(0.719±5.451)mm;在Z轴水平方向的误差为(0.632±3.033)mm、(-0.679±2.982)mm。骨性配准和灰度配准在X轴旋转方向的误差分别为(-0.469±1.605)°、(-0.493±1.461)°;在Y轴旋转方向的误差为(-0.203±1.431)°、(0.35±1.424)°;在Z轴旋转方向的误差为(0.134±1.478)°、(0.196±1.348)°。将6个方向摆位误差计量数据配对进行统计学处理,骨性配准和灰度配准两种配准方式除了在X轴旋转和Z轴旋转差异无统计学意义(均P>0.05)外,其他4个方向的摆位误差计量数据差异均有统计学意义(P<0.05)。结论:肺癌行IGRT时,两种配准方式均可选择,建议首先使用灰度配准,骨性配准辅之。

图像引导放疗中不同配准方式对摆位误差的影响

目的探讨头颈部肿瘤图像引导放射治疗(IGRT)不同图像配准方法对摆位误差的影响。方法利用Elekta Synergy直线加速器放射治疗49例头颈部肿瘤患者,利用机载锥形束CT(CBCT)XVI系统对患者进行治疗前摆位扫描、在线调整后扫描和治疗结束后扫描。对重建获得的CBCT图像与治疗计划系统CT图像进行骨性和灰度两种模式匹配,分析X、Y、Z轴水平方向的误差及GX、GY、GZ的旋转方向误差,比较两种匹配模式之间的差异。结果 49例患者分别进行109次CBCT扫描,其中骨性配准和灰度配准在X轴水平方向的误差分别为(0.127±0.143)、(0.002±0.147)cm;在Y轴水平方向的误差为(-0.086±0.169)、(0.084±0.183)cm;在Z轴水平方向的误差为(-0.057±0.175)、(-0.060±0.158)cm。骨性配准和灰度配准在X轴旋转方向的误差分别为(0.751±1.390)°、(0.534±1.374)°;在Y轴旋转方向的误差为(0.033±1.870)°、(0.064±1.870)°;在Z轴旋转方向的误差为(-0.079±1.486)°、(0.028±1.147)°。两种配准方式除了在X轴旋转方向有统计学差异(P<0.05)外,其他5个方向的误差数据均无统计学差异(均P>0.05)。结论头颈部肿瘤进行IGRT时,两种配准方式均可选择,建议首先使用骨性配准,必要时灰度配准辅之。

鼻咽癌同步加量调强放射治疗新的计划质量评估指标研究

目的:为选择最优的鼻咽癌同步加量调强放疗计划建立一个新的计划质量评估指标。方法:自行编写一个Matlab程序读取TPS中的DVH数据。计算各计划质量指标并建立计划过滤矩阵。结合剂量的和生物计划质量指标建立新的综合计划质量评估指标(CPQI)用于评估和比较鼻咽癌同步加量调强计划。并通过详细的统计分析和医生的评估结果对该新的评估指标进行验证。结果:对于不同危急器官(OAR)保护权重的计划,OAR low,OAR normal,OAR high和PTV only计划,CPQI的值分别为0.22±0.08,0.49±0.077,0.71±0.062,-0.21±0.16。这些计划之间的计划质量指标有显著的差异。详细的统计分析验证了该指标的准确性,并与医生的评估选择结果一致。结论:新的计划质量评估指标准确简便,可以为鼻咽癌病人选择最优的同步加量调强计划提供帮助。

胸部肿瘤放射治疗固定与摆位误差研究

目的利用机载千伏级锥形束CT(CBCT)研究不同定位方式对胸部肿瘤放疗的摆位误差。方法利用CBCT扫描,来测量患者X(左右方向)、Y(前后方向)、Z(上下方向)线性摆位误差,并计算总的摆位误差。结果各组患者在经CBCT校正后,在各个方向上的线性误差和总误差都要比校正前的误差有明显的减少。胸部热塑体罩的残留误差最小(P=0.06)。结论经过CBCT的校准,可以明显地减少三种固定方式的摆位误差。胸膜热塑体罩由于其良好的物理限制,经CBCT校准后它的残留误差最小,摆位精度最高。

鼻咽癌全颈同步加量VMAT的可行性研究

[目的]探讨全颈同步加量容积调强放疗(WF-SIB VMAT)在鼻咽癌治疗中的可行性。[方法]对于8例入组的鼻咽癌患者,根据相同的优化目标,分别设计了7野WF-SIB IMRT、单弧WF-SIB VMAT和双弧WF-SIB VMAT计划。对三种治疗方式的靶区覆盖率与正常组织的保护情况进行比较分析,并分析比较优化时间、传输时间及剂量验证通过率等指标。[结果]IMRT的靶区覆盖率比单弧和双弧VMAT计划高,双弧VMAT的脊髓最大剂量点最低,其他参数比较没有统计学差异。单弧与双弧VMAT计划优化时间分别是IM-RT的5倍与10倍,MU只有IMRT的42%与55%左右,出束时间分别比IMRT快6倍和3倍。[结论]双弧VMAT可行,WF-SIB VMAT与IMRT可同作为鼻咽癌的治疗选择。

浅谈医院放疗科仪器的使用与管理

目的:规范放疗科仪器的使用与管理,降低医疗风险,保证临床安全。方法:总结放疗科室的特点及常见仪器使用过程中易出现的问题和注意事项,并提出相应的管理对策。结果:放疗操作技师的安全意识和操作技能得到了很大提高,更好地保证了临床安全,提高了患者的满意度。结论:通过加强放疗科技师的技能培训和常用仪器的规范化使用与管理,可有效降低潜在医疗风险,保证临床安全。

Ⅱ型糖尿病合并肺部感染患者感染及影像学特点分析

目的分析Ⅱ型糖尿病合并肺部感染患者的感染特点及影像学特点。方法选取2016年4月-2018年1月在医院就诊的120例Ⅱ型糖尿病合并肺部感染患者为研究对象。收集一般临床表现、血糖水平、病原微生物和CT影像学表现等资料。分析细菌感染、血糖控制与疾病转归的关系。结果 120例患者的病原菌检出率为82.5%(99/120),病原菌主要为肺炎链球菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌;120例患者中CT检查显示大叶性肺炎54例,小叶性肺炎24例,肺脓肿20例,真菌感染7例,肺结核15例,均为活动性肺结核;细菌感染种数与患者预后无关(P<0.05),120例患者血糖控制良好者95例,控制不佳者25例,血糖控制较好的患者疗效与控制不佳者比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论Ⅱ型糖尿病患者易合并肺部感染,CT检查可以更好地体现出肺部病变。积极的控制血糖和使用抗菌药物可以改善疾病的转归。