全脑全脊髓放疗过程中射野重叠区对计划的影响

目的:设置全脑全脊髓放疗计划设计过程中不同重叠区大小及摆位误差,试图找出重叠区大小对计划的影响。方法:回顾性收集进行全脑全脊髓放疗的病例共8例。设置重叠区长度为1、2、4、6、8、10 cm等6个类别,分别进行计划设计,比较计划质量及执行情况。在以上6类的基础上模拟头脚方向摆位误差后再进行计划优化,比较计划重叠区长度及摆位误差对计划的影响。结果:8例患者共制定272个治疗计划。对这272个计划进行分析:计划重叠区长度在1、2、4、6、8、10 cm时计划均能满足处方要求。但是重叠区为1 cm时,处方剂量分布在(95.2±1.0)%,低于其他几个类别(P=0.000)。重叠区长度由2 cm增加到10 cm时CI值逐渐增大,而HI指数逐渐减小(P=0.03)。同时,摆位误差≥±0.5 cm时,重叠区剂量明显分布不均。结论:在全脑全脊髓放疗中,射野重叠省去了治疗过程中射野的移动,降低了治疗过程中的随机系统误差。但是重叠区长度存在适宜区间,就研究设置的6类来分析,重叠区区间∈[4,10]时,计划均能较好地满足计划需求。同时,摆位误差控制在0.5 cm以下时,对计划几乎不产生影响。

直肠内气腔对前列腺癌放疗计划的影响

目的:通过定义前列腺癌患者直肠内气腔结构,探讨其在前列腺癌放疗中对计划的影响。方法:选取12例前列腺癌患者。取每位患者第一次治疗前的锥形束计算机断层扫描(CBCT)图像,勾画靶区、定义气腔结构。将CBCT图像上的气腔结构映射到CT图像上,依据气腔结构的CT值查找电子密度值并更改气腔结构的电子密度值,重新计算计划。比较两组计划计划靶区(PTV)的平均剂量(D_(mean))和最大剂量(D_(max))、气腔结构对应的靶区(PTVg)的D_(mean)和Dmax,危及器官直肠、膀胱的D_(mean)、V_(30)、V_(40)、V_(50)、V_(70)的变化差异,以及股骨头V30的变化差异,对两组治疗计划的适形指数和均匀性指数的差异进行比较。结果:所有病人共得到24个治疗计划。存在气腔时,PTV的Dmean和Dmax均较无气腔时减小,差异无统计学意义(P>0.05);PTVg的D_(mean)和D_(max)也减小,差异无统计学差异(P>0.05)。但存在气腔时,计划的适形性(适形指数减小)和均一性(均匀性指数增大)均降低。危及器官中,直肠的D_(mean)、V_5、V_(30)、V_(40)分别增加0.4 Gy、0.5%、0.8%、1.7%,差异具有统计学意义(P<0.05),但是直肠V_(50)的变化差异无统计学意义(P=0.310)。膀胱的D_(mean)、V_5、V_(30)、V_(40)、V_(50)均减小,差异无统计学差异(P>0.05)。两侧股骨头的V_(30)分别增加0.1%和0.2%。计划的机器跳数和子野数没有因为气腔的存在而发生变化。结论:气腔结构的存在对前列腺放疗计划的影响主要表现为直肠受量的增加,对靶区和其他危及器官的影响不大。因此,治疗前行CBCT扫描对于监测直肠内气腔存在具有一定意义。

双侧乳腺癌术后IMRT与VMAT的剂量学差异

目的:对比双侧乳腺癌术后放疗的不同治疗技术下靶区及危及器官的剂量学差异,探讨最佳治疗方案。方法:选择8例接受根治或者改良根治手术后的双侧乳腺癌患者,利用三维适形调强治疗系统为每例患者设计两种放疗方案。IMRT方案:设计10个野照射;VMAT方案:双侧胸壁同时进行两个Arc双弧照射。根据DVH图得出PTV的D_(mean)、V_(95)%、V_(107)%、V110%,靶区适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)及正常组织(肺和心脏)受量体积差异来比较两种治疗技术。结果:两种治疗技术均能满足处方需求。靶区覆盖率都归至95%时,IMRT计划中PTV的Dmean优于VMAT计划中靶区的Dmean(P=0.04)。但是VMAT计划的V95%比IMRT提高了2.7 cm3(P=0.02),而V107%和V110%分别减少了2.93和0.05 cm^3,变化具有统计学差异(P=0.03, 0.03)。而且,在计划HI和CI方面,VMAT计划比IMRT计划更好(P=0.03, 0.05)。危及器官肺的参数:相较于VMAT计划,除了V5高于IMRT计划以外,其余参数均低于IMRT计划;而心脏的参数VMAT除了V_(40)以外其他的所有参数均高于IMRT计划,但是变化不具有统计学差异(P>0.05)。结论:相较于IMRT技术,VMAT计划靶区剂量分布更均匀,靶区和肺等受量优于IMRT计划,心脏的受量差于IMRT技术,但是仍在可接受范围内。因此,对于根治术后的双侧乳腺癌患者,使用VMAT双弧计划设计能获得较好的治疗收益。

肺部肿瘤在放疗分次间随呼吸模式变化的研究

目的:基于四维(4D)CBCT探讨肺部肿瘤在放疗中呼吸运动模式的变化规律。方法:收集25例患者的4DCT及125次CBCT图像,通过双匹配(Clipbox和Mask)功能匹配CBCT图像和计划CT图像。取CBCT图像中的每次图像上吸气与呼气所占时间权重的比值变化表示呼吸模式的变化,取Mask配准时的极值之差表示呼吸运动范围的变化。结果:随着治疗分次进展,吸气呼气时相所占时间权重比均值为1.10±0.12,且变化与治疗分次及不同患者之间存在相关(F=3.890,P=0.000),吸气相与呼气相所占的时间权重:吸气相为(52±3)%,呼气相为(47±3)%。肿瘤相对位移在各方向的变化为X:0.20 cm,Y:0.39 cm,Z:0.19 cm,且在Y方向具有显著差异(F=2.070,P=0.040)。呼吸运动范围的变化与肿瘤的位移变化是一致的:头脚方向大于其他方向。呼吸运动范围与治疗分次不明显相关(F=0.498,P=0.790),与呼吸运动范围变化相关的是肿瘤大小(r=0.720,P=0.000)及肿瘤位置(r=0.360,P=0.018)。结论:4DCBCT实时监测引导的PTV外放合理,对于呼吸运动幅度较大及肿瘤相对位移变化较大的患者价值更大。呼吸模式的变化对靶区外扩的影响较大,计划制定及治疗应依据呼吸模式变化进行。

食管癌自适应放疗不同累加方法对危及器官受照剂量的差异比较

目的比较食管癌自适应放疗时,三种累加方法所得危及器官(Organs at Risk,OARs)受照剂量的差异。方法回顾性分析50例根治性食管癌自适应放疗计划,PTV:50 Gy/25 f,PGTV:60 Gy/30 f。在治疗20~25 f期间重新CT模拟定位,根据肿瘤靶区退缩情况制定自适应放疗计划。通过人工计算(A组)、治疗计划系统(B组)和MIM多模态形变配准系统(C组)三种方法分别计算双肺、心脏及脊髓的累加受照剂量。结果方差分析显示双肺V5差异有统计学意义(F=8.933,P<0.001),A组最小为(51.95±12.67)%;V20差异无统计学意义(P>0.05)。心脏V40差异有统计学意义(F=3.590,P<0.05),A组最大为(17.69±12.48)%。脊髓Dmax差异有统计学意义(F=5.587,P<0.001),A组最大为(43.98±2.23)Gy。结论食管癌自适应放疗时,人工计算方法会低估双肺的低剂量受照体积,并会高估脊髓的最大受照剂量。建议采用TPS计算或MIM多模态形变配准系统进行OARs受照剂量的累加计算。

气腔结构对两种放射治疗技术的影响

目的:通过模拟盆腔内器官存在的气体腔隙,探讨气腔结构对容积旋转调强治疗(VMAT)和调强放射治疗(IMRT)两种放射治疗技术稳定性的影响。方法:收集35例在医院进行盆腔放射治疗的患者资料,其中前列腺癌18例,宫颈癌17例。所有患者均勾画靶区及危及器官,进行VMAT与IMRT两种治疗计划设计,定义无气腔结构的治疗计划分别为VMAT组和IMRT组,定义含气腔结构(gas)的VMAT和IMRT计划分别为VMATgas组和IMRTgas组,依据气腔结构的CT值查找电子密度值后更改气腔结构的电子密度值,进行计划的重新计算,35例患者的4组计划共得到140个治疗计划。对比4组放射治疗计划的以下参数:①计划靶区(PTV)的平均剂量(D_(mean))和最大剂量(D_(max));②危及器官直肠和膀胱的D_(mean)、接受5 Gy、30 Gy、40 Gy和50 Gy照射剂量的危及器官体积(V_(5)、V_(30)、V_(40)和V_(50));③股骨头V30与V50;④治疗计划的适形性指数(CI)和均匀性指数(HI)值。结果:盆腔放射治疗患者VMATgas组和IMRTgas组治疗计划的PTV D_(mean)和PTV D_(max)均高于VMAT组和IMRT组,差异有统计学意义(t_(VMATgas组)=-2.500,t=-2.3;t_(IMRTgas组)=-4.548,t=-3.42;P<0.05)。VMAT组与VMATgas组治疗计划靶区CI变化差异具有统计学意义(t=6.48,P<0.05),而VMAT组与VMATgas组、IMRT组与IMRTgas组治疗计划的HI变化差异均无统计学意义。IMRT组与IMRTgas组治疗计划对直肠V_(40)及V_(50)的比较,差异均有统计学意义(t=-6.4,t=-6.1;P<0.05)。结论:气腔结构对盆腔放射治疗计划的影响主要表现在IMRT技术上,可使得危机器官直肠的高剂量区明显增加,对靶区和其他危及器官的影响不大。对于盆腔或其他存在气腔结构组织的放射治疗技术应考虑气腔结构对治疗技术的影响,选用适当技术。

胸部肿瘤放射治疗中的体位固定技术对摆位误差的影响

目的探讨胸部肿瘤患者接受放射治疗(放疗)时双手的摆放位置对摆位误差的影响。方法回顾性分析接受调强放疗的93例胸部肿瘤患者的临床资料。根据放疗时患者双手摆放位置的不同分为两组:甲组54例,双手十指交叉置于专用臂托上;乙组39例,双手置于身体两侧。患者均行CT模拟定位,勾画肿瘤靶区和累及器官,制定放疗计划。首次治疗前行机载锥形束CT扫描,对两组患者肿瘤靶区的平移摆位误差进行测量。结果乙组患者左右方向摆位误差小于甲组(P<0.05),两组患者上下方向和前后方向摆位误差比较差异无统计学意义(P>0.05)。乙组患者前后方向校准频率小于甲组(P<0.05),两组患者左右方向和上下方向校准频率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论胸部肿瘤放疗时,患者双手置于体侧的方式引起的摆位误差较小。

4DCBCT在肺内多发转移灶放疗中的应用

目的探讨四维锥形束CT(4DCBCT)在肺内多发转移灶放疗中的应用。方法采用常规四维CT(4DCT)定位扫描10例肺内多发转移灶患者,勾画靶区与4DCT图像配准。取4DCT的20%时相图像与4DCBCT的中位图像进行融合匹配,坐标系转换,评价肿瘤几何中心距离变化,并用融合指数(DSC)相似法计算相似度评价肿瘤运动。结果 10例患者两两转移灶之间的距离为(3.9±5.0)mm,偏差具有统计学差异(F=33.2,P<0.05)。肿瘤相对位移变化规律为头脚方向大于左右和前后方向[(0.38±0.12)cm vs.(0.15±0.06)cm和(0.13±0.02)cm](P<0.05)。随着治疗进展DSC逐渐减小(F=5.517,P<0.05)。结论肺内多发转移灶的治疗过程中肿瘤之间的位移偏差较大,应进行治疗前的4DCBCT验证。各转移灶在靶区勾画应在头脚外放3~5mm之外再均匀外放1~2mm,避免靶区受量不足。