胸腺肿瘤常规适形与调强放疗的剂量学比较

目的:探讨分别应用常规适形CRT与调强放疗技术IMRT治疗胸腺肿瘤的剂量分布优劣。材料与方法:选取8例胸腺肿瘤患者,分别制作适形与调强计划,所有计划均给予60Gy和70Gy两种处方剂量。对于计划的剂量体积直方图(DVH)、计划靶区(PTV)的靶区适形指数(CI)和靶区均匀指数(HI)以及正常组织的最大或最小剂量等指标进行分析。结果:调强计划的计划靶区CI及HI指数为0.77和1.04,适形计划为0.52和1.13。调强计划对于肺、脊髓、食道、气管、心脏和胸骨这些正常组织均显示出更好的保护效果。调强计划的肺V20和平均剂量为15.6%和8.67Gy,适形计划为18.8%和9.62Gy;调强计划的脊髓D1%为37.42Gy,适形计划为44.05Gy;调强计划的气管V30和平均剂量为32.61%和21.24Gy,适形计划为43.00%和24.73Gy;调强计划的食道V50和平均剂量为9.04%和21.74Gy,适形计划为18.96%和24.32Gy;调强计划的心脏V40和平均剂量为11.16%和11.29Gy,适形计划为13.93%和11.47Gy;调强计划的胸骨最大剂量和平均剂量为65.38Gy和43.50Gy,适形计划为68.96Gy和47.03Gy。结论:调强计划能够在提高靶区适形度和均匀性的同时,降低正常器官受量。

基于肺癌患者真实呼吸运动参数的调强放射治疗剂量验证

回顾性分析在上海市胸科医院已接受调强放射治疗(IMRT)的27例肺癌患者,根据四维CT(4DCT)图像获取患者自由呼吸运动状态下肿瘤在三维方向上的运动幅度及周期。基于以上呼吸运动参数,借助呼吸运动平台测量肿瘤在头脚和左右方向上呼吸运动状态下的剂量分布,采用二维γ分析方法比较呼吸运动状态和静止状态的剂量分布差异,并分析呼吸运动对患者实际治疗时剂量验证的影响。患者平均呼吸运动周期为3.3 s,头脚方向上平均肿瘤运动幅度(5.6 mm)大于左右方向(2.1 mm)和前后方向(2.3 mm),且最大为18 mm。头脚和左右方向的呼吸运动状态下的γ通过率都低于静止状态的γ通过率(p<0.001),且都随肿瘤运动幅度的增加呈逐渐减小趋势,当肿瘤运动幅度大于3 mm时,绝大多数γ通过率小于95%。按呼吸周期中位数分组后,左右方向上的运动状态下两组的γ通过率差异具有统计学意义。肿瘤运动幅度是影响肺癌IMRT剂量验证的主要因素,呼吸运动周期也影响剂量验证。对于呼吸运动幅度较大的患者建议采用呼吸运动管理技术以提高靶区剂量递送的准确性。

模拟放疗引导穿刺染色定位切除外周肺部微小结节

背景与目的随着肺癌早期筛查的广泛开展及高分辨率计算机断层扫描(comouted tomography,CT)的普及,临床上微小结节型肺癌在可手术的肺癌中所占的比例大幅增加。如何在术中快速而准确地找到病灶是近年来胸外科医生经常面临的问题。为此我们开展此项研究,旨在探索利用放射治疗计划系统模拟引导穿刺染色定位外周肺部微小结节,并评估这一新方法的定位效率和临床应用价值。方法 2012年2月-2015年1月我们对97例患者共100枚直径1 cm内的肺部周围型微小病灶,术前利用放射治疗计划系统,对病灶进行CT模拟定位,患者麻醉后依据术前放疗计划标记的穿刺位点、角度和深度,向病灶注射亚甲蓝,继而手术,在胸腔镜下根据染色标记楔形切除病灶区域肺组织。剖视标本并快速病理检查。统计穿刺注射亚甲蓝的时间、染料注射完毕至剖胸寻视到染色斑的时间、色斑中心点与病灶边缘的距离、定位成功率和并发症率等数据。结果 100枚病灶共完成定位96枚,成功率为96%。麻醉后皮肤定位点穿刺注射亚甲蓝的时间为(4.85±1.25)min;染料注射结束至入胸寻找到染色斑的时间为(16.36±2.36)min;色斑中心点与病灶边缘的距离为(4.78±2.34)mm;所有患者无并发症。结论放疗计划系统模拟定位引导穿刺亚甲蓝注射法对肺部周围型微小结节的定位成功率较高,无相关并发症。此方法可避免患者清醒状态下穿刺定位的恐惧和疼痛,并可明显减少患者的辐射危害。

结合肺灌注影像参数的等效均匀剂量模型与放射性肺炎的相关性研究

背景与目的:目前,临床上用来预测放射性肺损伤的肺剂量体积参数准确度较低,且阈值不统一。该研究通过肺功能影像,探讨结合肺血流参数的等效均匀剂量(equivalent uniform dose,EUD)在预测放射性肺炎方面的价值。方法:将15例肺癌放疗患者肺灌注影像与定位CT影像形变融合,以肺灌注最高计数为归一点,将肺依功能状态分为四级区域,取每级区域中的平均计数与最高计数的比值作为肺灌注系数代入EUD模型中,获得肺部的功能等效均匀剂量(functional equivalent uniform dose,f EUD)模型。比较单肺及双肺的f EUD与不含肺功能指数的等效均匀剂量(general equivalent uniform dose,g EUD)、V5、V20在预测放射性肺炎方面的统计学差异,并进一步分析上述参数的统计学分布特征及彼此之间的相关性。放射性肺炎的判断标准采用不良事件常用术语评定标准(Common Terminology Criteria for Adverse Events,CTCAE)4.03版肺部症状3级以上,P<0.05为差异有统计学意义。结果:该研究的样本中,当V5、V20等指标显示与放射性肺炎无关时,高剂量侧肺的f EUD值呈现与放射性肺炎显著相关(P=0.007)。单侧肺f EUD值与g EUD值呈显著线性关系(t=0.815,P=0.000)。结论:单侧肺f EUD较传统剂量-体积指标更好地体现了肺功能不同区域间的放射生物学差异,可以作为放射性肺炎预测指标,建议阈值为21 Gy。

人工智能在调强放射治疗/容积旋转调强放射治疗个体化质量保证中的应用进展

调强放射治疗(intensity modulated radiotherapy,IMRT)/容积旋转调强放射治疗(volume modulated radiotherapy,VMAT)个体化质量保证(quality assurance,QA)作为放射治疗安全性和准确性的有力保障,可实现精准放射治疗。临床中个体化QA是一项繁重的工作,人工智能中的机器学习和深度学习的发展有助于提高其效率。本文对机器学习和深度学习在放射治疗个体化QA中的应用进行了总结,分析其目前存在的局限性,并进行展望,以期为国内开展相关研究提供参考,为机器学习和深度学习更好地应用于临床提供借鉴。

准直器角度对胸上段食管癌容积旋转调强放疗剂量的影响

目的 研究不同准直器角度对胸上段食管癌病例的剂量影响。方法 选择8例胸上段食管癌病例作为研究对象，每个病例设计准直器角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°和45°的10个容积旋转调强放疗（VMAT）计划，比较不同角度下的靶区和危及器官各剂量参数以及总机器跳数。结果 通过比较10组不同准直器角度计划的各项指标结果，选取整体表现最佳的20°组和临床上使用较多的0°及45°组进行分析，显示正常组织全肺V10、V15和V30差异有统计学意义（F=5.328、8.033、28.424，P 〈 0.05），脊髓Dmax和总机器跳数MU差异有统计学意义（F=9.608、4.464，P 〈 0.05）。其他指标差异无统计学意义（P 〉 0.05）。结论 在胸上段食管癌VMAT计划设计时，选择合适的准直器角度可以保证靶区剂量分布，减少危及器官受量，能更好地保护正常组织，并提高治疗效率。

多模医学图像配准和融合方法及其临床应用进展

多模医学图像处理是当前图像处理中的研究热点，对于临床诊断和治疗都有着重要的意义。不同模态的图像提供了患者的不同信息，解剖图像（如CT、MRI）提供了人体解剖形态结构的信息，功能图像（如SPECT、PET）提供了人体内放射性浓度分布的功能信息，这些不同信息需要通过合成得到信息更为全面的融合图像。而要得到有用的融合图像，不同模态的图像需经配准处理。这里综述了几种应用于医学领域的图像配准和融合技术，指出了不同技术的各自优缺点，同时也对近期各种处理技术在临床应用中的研究做了介绍。

放疗计划系统中空腔边缘剂量计算准确性研究

目的 研究TPS中CCC、AAA算法在空腔边缘剂量计算的准确性。方法 采用EGSnrc软件包的子程序BEAMnrc用对美国瓦里安Trilogy直线加速器进行了蒙特卡罗模拟,并使用IBA蓝水箱三维扫描系统验证了该Monte Carlo算法的准确性,证实蒙特卡罗算法的可靠性。设计一带有不同大小空腔的等效水模体,分别用CCC、AAA算法计算不同大小空腔的等效水体模的中心轴深度剂量分布和侧向剂量profile。深度方向计算结果与蒙特卡罗算法进行比较,侧向剂量profile计算结果与EBT2胶片测量结果进行比较。结果 在空腔边缘CCC、AAA算法都高估了剂量。CCC计算精确性优于AAA,但误差依然存在。这种误差主要与计算网格、射野大小、能量、空腔大小、射野数目有关。结论 TPS中的CCC和AAA剂量计算时还应充分考虑到空腔边缘的电子不平衡。

周围型肺癌并纵隔淋巴结转移放疗中分野锁定准直器调强计划对肺组织保护的研究

目的 回顾性设计周围型肺癌并纵隔淋巴结转移的分野锁定准直器调强计划,比较分野锁定准直器计划和准直器位置自动选择调强计划的剂量学特点,研究分野锁定准直器计划对正常肺组织保护.方法 选取12例在本院行IMRT的周围型肺癌并纵隔淋巴结转移患者的治疗计划,计划全部为准直器位置自动选择调强计划,针对相同CT图像与靶区设计分野锁定准直器计划,同一角度射野分野后各准直器位置分别由各分离靶区形状决定.处方剂量60 Gy分30次,计划要求95%PTV达到100%处方剂量.通过DVH统计PTV相关剂量参数、CI、HI、机器跳数、肺组织及心脏剂量体积参数.对两种计划组间行配对样本t检验.结果 两种计划均达到临床要求,两种计划靶区D2、D98、CI和HI均相近（P均〉005）.分野锁定准直器计划机器跳数比准直器位置自动选择调强计划多15%-20%（P=0010）.全肺V5、V10、V20、V30、Dmean均低于准直器位置自动选择调强计划（P=0000、0000、0000、0002、0000）;健侧肺V5、V20、Dmean同样低于准直器位置自动选择调强计划（P=0000、0017、0000）.脊髓和心脏剂量体积参数两种计划剂量体积参数均相近（P均〉005）.结论对周围性肺癌并纵隔淋巴结转移的调强计划设计可考虑分野锁定准直器计划设计,可一定程度减小肺组织低剂量照射体积,降低放射性肺炎发生概率.

调强放疗计划设计参数对剂量验证结果影响的初步研究

目的通过分析调强放疗计划设计参数与验证时γ分析通过率的关系，探讨各参数对调强验证通过率的影响。方法取不同参数水平下生成的调强照射野共457个，将γ分析（3％／3mm）通过率作为观测变量，将优化设置的最小子野面积、子野序列中最小MU数、单一射野中子野数、子野转化模式以及计划系统生成平面剂量图的像素间距作为控制变量。结果在不同最小子野面积设置值、子野转化模式及计划系统生成的平面剂量图像素间距分组中，γ分析通过率差异有统计学意义（P〈0.05），子野数及序列中的最小MU数对验证结果的影响均较小（P〉0．05）。结论应根据设备实际情况，在调强优化时选取合适的最小子野面积，尽可能地采用直接机器参数优化模式，并根据验证设备的最小探头间距选则合适的平面剂量图分辨率。

影像组学在肺癌中的应用进展

肺癌的死亡率较高,且发病率逐年上升,所以肺癌的早期筛查和诊断变得尤为重要。传统的筛查方法是活检,但存在很多缺陷。而影像组学可以克服这些缺陷,以无创、低成本的方式改善肺癌的诊断、预后等各方面,帮助临床医生在临床实践中做出决策。本文介绍了影像组学的流程、在肺癌中的应用及未来的发展和挑战,期望能为影像组学的进一步发展提供帮助。

适形指数和均匀性指数的临床应用

随着技术的进步，可以快速地获得多个放射治疗计划。每个计划中与治疗相关的参数很多，分析它们不仅复杂而且耗时，所以，放射肿瘤医师很难在多个治疗计划中做出选择。为了解决这一问题，开发整合这些参数的快速工具适形指数和均匀性指数。本文对适形指数和均匀性指数的种类发展、公式和各公式特点进行综述，期望能为使用者提供参考。

覆盖物对胸部肿瘤放射剂量影响的研究

目的胸部肿瘤患者在放疗时,基于人性化治疗原则会给予覆盖物。本研究探讨覆盖物对胸部肿瘤放疗计量学的影响。方法选取上海交通大学胸科医院放疗科收治的10例胸部肿瘤患者,年龄57~68岁;包括局限期中上段食管癌7例(锁骨上淋巴结转移),胸腺瘤3例。比较测量和计算条件下不同大小射野模体不同深度处覆盖物对点剂量和面剂量影响,研究覆盖物对模体内剂量建成影响,评价覆盖物对10例胸部肿瘤治疗计划计算剂量影响。结果测量条件下,SAD=100cm,覆盖物使5cm×5cm、10cm×10cm和20cm×20cm射野固体水模体板表面下1cm处剂量分别增加2.5%、2.14%和1.61%;2、3、4、5和10cm深度处,覆盖物降低剂量约-0.18%^-0.47%。计算条件下,覆盖物对剂量影响与测量情况基本相当。覆盖物对模体表面到1.4cm深度TPS计算剂量有不同程度提升,1.5~1.6cm深度是覆盖物对组织剂量的平衡区,超过1.6cm深度剂量稍微降低。测量及计算条件下覆盖物降低模体2、3、4和5cm深度处平面各点剂量在-0.61%左右。覆盖物使PTV平均剂量和D95分别减小-0.77%(P<0.001)和-0.93%(P<0.001)。结论覆盖物对肿瘤患者体内剂量影响随深度而变化,特别对胸部肿瘤会造成靶区照射剂量偏差。

ViewRay磁共振引导放疗系统的研究进展

ViewRay磁共振引导放疗系统不但解决了成像剂量的问题,还能根据MRI进行精准摆位、在线自适应放疗以及门控照射。该系统的发展为精准放疗提供了一种新的技术手段。本文介绍ViewRay系统的主要结构,并综述质量控制体系、剂量学比较、呼吸运动管理、在线自适应放疗以及初步治疗效果。