自显影胶片剂量测量系统的测量性能

目的:通过黑化时间、剂量测量范围、剂量分辨率和剂量响应不均匀性等主要剂量测量性能的研究测试,确定基于EBT3系列胶片的自显影胶片剂量测量系统的适用条件和胶片读取时间。方法:对3张胶片分别授予不同的剂量,在辐照后不同时刻读取自显影胶片的光密度值,分析并确定黑化时间对剂量测量结果的影响及不同授予剂量对黑化时间的影响;通过吸收剂量-光密度值曲线确定自显影胶片剂量测量范围;通过两组剂量相差0.01 Gy的平均光密度值获得自显影胶片剂量测量系统的剂量测量分辨率;通过辐照整张胶片和裁剪胶片的方式评价自显影胶片的剂量响应不均匀性。结果:相对于辐照终止时刻的光密度值,4 h的光密度值变化分别为1.69%(2 Gy)、2.53%(4 Gy)和2.13%(8 Gy),24 h的光密度值变化分别为2.91%(2 Gy)、3.31%(4 Gy)和3.20%(8 Gy),48 h的光密度值变化分别为2.91%(2 Gy)、3.31%(4 Gy)和3.96%(8 Gy)。0.1~10.0 Gy内自显影胶片剂量测量系统给出的光密度值与水吸收剂量呈线性关系,10.0~30.0 Gy内自显影胶片剂量测量系统的光密度值与水吸收剂量呈非线性关系,但仍具有一一对应关系。辐照剂量相差0.01 Gy的两组光密度值平均值相差0.004;整张胶片方式不均匀性测量结果为2.2%,裁剪胶片方式不均匀性测量结果为2.8%。结论:辐照后24 h可作为自显影胶片EBT3的读取时刻,且授予剂量与黑化时间无关;自显影胶片剂量测量系统在0.1~10.0 Gy内可用于单点剂量测量和剂量分布测量,10.0~30.0 Gy内可用于单点剂量测量。自显影胶片剂量测量系统剂量测量分辨率好于0.01 Gy。为避免散射线影响,建议采用裁剪胶片的方式测试胶片剂量响应的不均匀性。

AccuLearning自动勾画临床靶区和危及器官用于宫颈癌术后放疗的可行性研究

目的从几何学和剂量学探讨AccuLearning(AL)建立宫颈癌术后临床靶区(CTV)和危及器官(OARs)自动勾画模型应用于临床的可行性。方法选取75例宫颈癌术后手动勾画CT数据,60例应用AL训练生成自动勾画模型,并对剩余15例进行自动勾画,同时将自动勾画图像上的放疗计划导入到手动勾画结构上,比较两种勾画方式的效率、戴斯相似系数(DSC)、豪斯多夫距离(HD)和剂量学差异。结果自动勾画时间明显小于手动勾画(P<0.05);各结构DSC值≥0.87;肠袋和直肠的HD值在10 mm左右,其余结构小于5 mm;剂量学评估CTV(D98、V90%、V95%、Dmean、HI)、肠袋(V50)和膀胱(V50)有显著性差异(P<0.05)。结论基于AL形成的宫颈癌术后自动勾画模型提高了放疗效率,OARs具有直接应用于临床的可能性,CTV仍需进一步修改。

螺旋断层放疗应用于胸下段食管癌治疗中的价值探讨

探讨并评价,对胸下段食管癌患者实施螺旋断层放疗的积极价值。方法 研究开展时段严格控制在2020年6月-2023年1月,取我院62例胸下段食管癌患者视为研究对象;随机取样法分组处理(每组纳入31例);给予对照组容积调强弧形放疗(VMAT),观察组接受螺旋断层放疗(TOMO)。结果 (1)观察组治疗疗效明显比对照组高(P<0.05)。(2)观察组肿瘤靶区、计划靶区的剂量明显比对照组低,但患者左肺、右肺、双肺剂量比对照组高(P<0.05)。(3)放疗后,观察组血清肌钙蛋白、脑钠肽水平明显比对照组低(P<0.05)。结论 对胸下段食管癌患者实施TOMO效果显著,是提高疗效的根本,更是降低患者心功能损伤的关键。

基于标定和计算的电子射野影像系统剂量重建

提出了一种基于标定和计算的电子射野影像系统(EPID)剂量重建算法。首先,对连续采集模式的EPID原始数据进行暗场校正和增益校正,然后通过亮场灰度特征确定射野边界。其次,对EPID数据进行MU标定、离轴标定和射野大小标定,并根据标定后的叠加通量和加速器机头蒙特卡罗模型进行剂量重建。最后,选取9例IMRT计划,分别使用EPID和MapCheck对计划进行验证测量,并在不同γ标准下比较两种验证工具的通过率。针对选取的1例计划病例,两种标准下使用MapCheck对多个病例验证的通过率分别为99.02%±1.28%、90.84%±4.49%;使用EPID重建模型的平均通过率分别为98.86%±1.19%、91.39%±4.80%。本文提出的标定和剂量计算相结合的EPID重建算法,与主流剂量验证软件MapCheck相比,对IMRT计划的验证通过率没有统计学差异(P>0.05),符合剂量验证的临床要求。

基于体素的分析方法比较IMRT与VMAT技术在晚期鼻咽癌患者大脑中的剂量差异

目的:定位晚期鼻咽癌患者放疗过程中大脑受照射的确切位置,分析IMRT和VMAT技术在晚期鼻咽癌患者的脑内剂量分布差异。方法:使用蒙特利尔神经学研究所空间中的CT脑模板,采用基于体素的分析方法对脑内的剂量分布进行分析。结果:对于晚期鼻咽癌患者,VMAT计划在保护脑内正常组织方面并没有表现出优势,相反,IMRT计划更加出色,IMRT计划表现出优势的区域包括脑干、小脑后叶、小脑前叶、颞叶、枕叶、边缘叶以及叶下回的部分区域。结论:对晚期鼻咽癌患者,VMAT在保护正常脑组织方面显示出劣势,提示IMRT方法对正常脑组织的保护可能更有优势。

深度学习图像重建算法对改善直肠CT图像质量的临床应用价值

目的:探索深度学习图像重建(DLIR)算法是否可以改善静脉期肛管直肠的CT图像质量。方法:回顾性纳入进行腹部CT增强扫描的71例患者,所有影像资料使用50%ASiR-V和DLIR低、中、高(DLIR-L、DLIR-M、DLIR-H)3个强度的DLIR重建静脉期薄层图像。测量各组图像的肛管和臀部脂肪的CT值和标准差(SD),以臀部脂肪SD作为背景噪声,计算肛管对比噪声比(CNR)和信噪比(SNR)。两名影像科医师使用Likert5分量表法独立进行图像质量评估和直肠癌局部侵犯情况诊断信心评价。分析比较客观测量指标和图像主观评分,采用Kappa检验评估一致性。结果:各组间肛管CT值及臀部脂肪CT值比较差异没有统计学意义(P>0.05),脂肪SD、肛管SNR及CNR比较差异有统计学意义(P<0.05),DLIR-H组脂肪SD最低,SNR及CNR最高,而50%ASiR-V组脂肪SD最高,SNR及CNR最低。与50%ASiR-V组相比,DLIR-H组脂肪SD降低44.3%,肛管SNR及CNR分别提升89.5%和92.1%(P<0.05)。4组图像质量主观评分比较差异有统计学意义(P<0.05),从DLIR-H到50%ASiR-V依次降低。其中50%ASiR-V、DLIR-L组间比较差异没有统计学意义(P>0.05),其余各组间比较差异均有统计学意义(P<0.05)。各组间直肠癌局部侵犯情况诊断信心评分比较差异有统计学意义(P<0.05),DLIR-M及DLIR-H组优于50%ASiR-V组(P<0.05)。结论:与标准50%ASiR-V图像相比,DLIR-M和DLIR-H重建算法能有效提高图像质量,重建强度越高,图像质量越好,显示细微结构的能力越强,能为临床精准评估及个体化精准治疗提供更多的依据。

体表监测系统在胸部肿瘤调强放疗中的应用

目的 探讨体表监测系统(ExacTracDynamic, ETD)辅助摆位和体表监测功能在胸部肿瘤患者调强放疗中应用的可行性。方法 选取进行放疗的胸部肿瘤患者,入组患者交替行常规十字标记线摆位(对照组)和体表监测系统辅助摆位(观察组)。治疗前均用ETD的X线影像行摆位校准,在胸骨上勾画感兴趣区并实时体表监测患者治疗中的位置变化,治疗结束后再行X线影像验证。记录左右(X)、头脚(Y)、腹背(Z)、俯仰(Pitch)、横滚(Roll)、旋转(Yaw)方向上的数据并比较分析。结果 入组60例患者,对照组放疗754次,观察组718次。观察组在X和Z方向的摆位误差小于对照组(P <0.05);观察组在X≤0.50 cm、Y≤0.50 cm、Z≤0.50 cm和Roll≤1.00°方向的摆位误差次数均大于对照组(P <0.05);体表监测和治疗后的位置偏差在Y和Z方向上存在差异性(P <0.05),但均值在亚毫米级。结论 体表监测系统辅助摆位可提高胸部肿瘤患者放疗摆位的精度,尤其在X和Z方向。感兴趣区设置在胸骨上时,体表监测能较好地反映患者靶区内部位置的变化。

基于电子射野影像系统的光栅位置和剂量验证研究

目的 使用基于电子射野影像系统(electronic portal imaging device,EPID)的质控系统,在Primus和VenusX加速器上实现光栅位置及剂量验证。方法 通过灰度值最大梯度方法计算光栅位置,评估偏差。使用剂量标定和剂量计算相结合的算法对EPID采集的图像进行剂量重建,将EPID和MapCheck/PTW得到的数据,分别与计划系统剂量进行γ通过率分析。结果 VenusX加速器光栅误差小于1 mm,Primus重新标定后误差明显减小。重建的剂量,在3%/3 mm,阈值10%和2%/2 mm,阈值10%的2种标准下,Primus加速器γ平均通过率分别为98.86%和91.39%;VenusX加速器γ平均通过率分别为98.49%和91.11%。结论 基于EPID的质控系统,可提高加速器质控效率,减轻物理师工作负担。

个性化3D打印头枕对头颈部肿瘤放疗计划剂量学的影响

目的:评估不同材料的3D打印头枕对头颈部肿瘤放疗计划剂量学的影响。通过比较放疗计划靶区剂量、均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)、机器跳数(MU)、危及器官剂量等参数的差异,评估3D打印个性化头枕在计划中是否可被忽略。方法:选择10例头颈部肿瘤患者,包括5例鼻咽癌患者和5例其他头颈部肿瘤患者。使用医科达Monaco计划系统勾画头枕轮廓,并在相同的计算参数下,计算忽略头枕、普通头枕、10%填充的聚乳酸(PLA)和聚氨酯弹性体(TPU)材料3D打印头枕对应的放疗计划。记录靶区剂量、危及器官剂量和MU等结果,并进行统计学分析。结果:在D_(95)、D_(5)、D_(mean)、HI、CI、MU、危及器官剂量(脊髓最大剂量)等参数上,忽略头枕、普通头枕、PLA和TPU材料3D打印头枕4组数据之间均无统计学意义(P>0.05)。在考虑头枕存在的情况下,对于鼻咽癌和其他头颈部肿瘤的分析结果显示,CI有统计学意义(P<0.05)。结论:在计划设计阶段,可以忽略3D打印个性化头枕的存在,但考虑到头枕的存在会降低放疗计划的MU。在考虑头枕的情况下,其他头颈部肿瘤患者的CI平均值显著高于鼻咽癌患者。

X射线体元蒙特卡罗算法计划统计不确定度对直肠癌容积旋转调强放射治疗计划的影响

目的:研究Monaco放射治疗计划系统X射线体元蒙特卡罗(XVMC)算法中计划统计不确定度(SUpC)对直肠癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划优化与剂量计算的影响。方法:回顾性选取2018年1-12月广西医科大学第一附属医院收治的10例直肠癌患者放射治疗资料,在Monaco放射治疗计划系统中采用XVMC算法,分别设置SUpC为0.25、0.50、0.75、1.00、1.25和1.50,设计6种VMAT计划(SUpC_(0.25)、SUpC_(0.50)、SUpC_(0.75)、SUpC_(1.00)、SUpC_(1.25)和SUpC_(1.50))进行优化和计算,比较6种不同VMAT计划中靶区最大剂量(D_(max))、平均剂量(D_(mean))、均匀性(HI)和适形度(CI)的差异,以及危及器官(OAR)的膀胱、小肠、股骨头和正常组织剂量差异,分析SUpC值对VMAT计划的控制点SUpC(SUpCP)、损失值loss、历史密度(HD)、优化计算时间(Time)、子野数(Segment)、机器跳数(MU)、出束时间(DT)等参数的影响。结果:随着SUpC增大,与SUpCP_(0.25)相比,其余5种计划靶区D_(max)、D_(mean)及HI分别增大,CI分别降低,差异有统计学意义(F=45.62、13.83、24.94、15.79,P<0.05),OAR膀胱的D_(max)、D_(mean)和正常组织的D_(max)、50 Gy剂量体积百分比(V_(50))分别增大,差异具有统计学意义(F=26.54、0.87、45.52、7.05,P<0.05)。与SUpCP_(0.25)相比,其余5种计划优化计算时间Time随SUpC增大分别减少,差异具有统计学意义(F=329.69,P<0.05)。SUpC≤1时,靶区D_(max)相比于SUpC_(0.25)时剂量偏差≤3%;SUpC≥1时,优化计算时间<10 min。结论:随着SUpC值增大,高剂量区域的D_(max)增多,靶区剂量被高估,靶区HI和CI变差,加速优化计算效率。针对Monaco计划系统进行直肠癌VMAT计划设计时推荐使用SUpC值为1,可以在保证计划质量最好的情况下有效提高直肠癌VMAT计划的优化效率,为直肠癌VMAT临床计划设计提供理论依据。

胸壁补偿膜厚度及患者体型特征对乳腺癌调强放疗摆位误差和剂量学的影响

目的:探讨胸壁补偿膜厚度及患者体型特征对乳腺癌患者手术后接受调强放疗治疗的摆位误差及放疗剂量的影响。方法:采用前瞻性研究方法,选取2021年1月至2023年6月阜阳市肿瘤医院肿瘤放疗中心治疗的103例乳腺癌患者,对患者进行锥形束CT检查,分析患者的体质量指数(BMI)、肿瘤位置、胸围、患侧乳腺体积对其摆位误差的影响,分析不同厚度的补偿膜对患者靶区、肺部、心脏、脊髓的放射剂量的影响。结果:不同BMI、不同患侧分布的乳腺癌患者在左右方向上的摆位误差无统计学意义(P>0.05);胸围≥89.0 cm、患侧乳腺体积≥650 cm^(3)患者的左右方向摆位误差大于胸围<89.0 cm、患侧乳腺体积<650 cm^(3)患者(P<0.05)。不同患侧分布的乳腺癌患者在上下方向上的摆位误差无统计学意义(P>0.05);BMI≥23.1 kg/m^(2)、胸围≥89.0 cm、患侧乳腺体积≥650 cm^(3)患者的上下方向摆位误差大于BMI<23.1 kg/m^(2)、胸围<89.0 cm、患侧乳腺体积<650 cm^(3)患者(P<0.05);不同BMI水平、不同胸围、不同乳腺体积、不同患侧分布的乳腺癌患者在前后方向上的摆位误差无统计学意义(P>0.05)。左侧乳腺癌病灶患者采用0.5 cm补偿膜和1.0 cm补偿膜的放射治疗计划靶区(PTV)D_(95%)、PTV靶区D_(5%)、左侧肺部V_(20%)、心脏V_(30%)、心脏平均剂量(D_(mean))、脊髓最大剂量(D_(max))、机器跳数(MU)、均匀性指数(HI)测定值比较,差异无统计学意义(P>0.05);采用0.5 cm补偿膜患者的适形度指数(CI)值低于采用1.0 cm补偿膜的乳腺癌患者(P<0.05),右侧乳腺癌病灶患者采用0.5 cm补偿膜和1.0 cm补偿膜的PTV靶区D_(95%)、PTV靶区D_(5%)、右侧肺部V_(20%)、脊髓D_(max)、MU、CI、HI测定值比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:对于乳腺癌调强放疗患者,BMI、胸围、患侧乳腺体积均与摆位误差有关,采用0.5 cm和采用1.0 cm胸壁补偿膜均可以用于术后放疗,对放疗剂量和加速器跳数影响不大。

独立验证中剂量差异分布及其与肿瘤类型相关性的初步研究

目的:对调强放射治疗(IMRT)计划进行分类独立验证,探讨计划剂量差异分布及其与肿瘤类型的相关性,并建立预测模型。方法:收集180例头颈部、胸部及腹部肿瘤患者固定野IMRT计划,采用独立样本t检验对治疗计划系统中初始计算剂量与独立验算剂量进行一致性分析,以评估独立验证的可行性。比较不同肿瘤间计划靶区(PTV)的剂量差异分布。采用相关性分析及多元线性回归方法分析PTV剂量差异与靶区适形度指数(CI)、均匀性指数间相关性。结果:头颈部、胸部及腹部肿瘤PTV剂量差异均在±1.2%以内,初始剂量与验算剂量间3%/3 mm平均γ通过率>99.5%,显示独立验证与治疗计划系统的剂量分布具有良好一致性。头颈部、胸部及腹部计划中PTV剂量差异分布不同,且与CI显著相关。根据CI可在独立验证中初步判断PTV剂量差异,基于CI及均匀性指数的多元回归方程可用于预估IMRT计划的剂量验算差异。结论:独立验证可快速实现放疗计划治疗前验证,提高放疗计划质量控制的效率。基于剂量差异的预估对放疗计划的优化起到一定指导作用。

基于生物动力学模型的^(18)F-FDGPET扫描患者个体化累积活度分布评估

目的:利用生物动力学模型,在基于单个时间点PET图像的基础上,实现进行^(18)F-FDGPET扫描患者的个体化累积活度分布计算评估。方法:首先,构建目标器官的生物动力学隔室模型,并将各隔室内的活度变化描述为微分方程组。然后,使用每例患者特定时间点的PET图像数据,采用模拟退火算法对模型系数进行优化,计算各个器官的累积活度情况,分析患者不同排尿情况下对膀胱累积活度的影响。最后,考虑放射性核素在组织器官中分布的异质性,计算人体全身累积活度分布图,并与现有方法进行对比,评估本研究提出方法的准确性。结果:在本研究分析的11例病例中,生物动力学模型的计算结果总体上与实验数据具有良好的一致性,平均差异小于15%。同时,在不同排尿情况下,患者膀胱的累积活度平均值差异最高可达2.4倍,表明强制患者排尿对于降低辐射影响有积极意义。与ICRP128号出版物中获得的生物动力学数据比较显示,脑部和心脏部分器官存在较大差异,标准偏差分别为61.0%和46.3%。结论:基于构建的生物动力学模型能够准确合理地计算PET患者个体化的累积活度分布,提出的评估方法将为进行PET扫描的每例患者的内照射辐射剂量学评估提供有价值的参考。

直肠癌调强放疗的临床计划质量优化和评估

目的:采用Plan IQ软件评估直肠癌调强放射治疗临床治疗计划和再优化计划的质量,为调强放疗计划筛选和优化提供方法和工具。方法:回顾性随机选取20例接受调强放疗的直肠癌患者,调强放疗技术(IMRT)和旋转容积调强技术(VMAT)计划各10例。(1)临床治疗计划设计(TP):IMRT计划采用5野等间距照射,VMAT计划采用2个360°弧旋转照射。处方剂量为PTV1:50 Gy/25 f;PTV2:45 Gy/25 f。所有计划均采用直接机器参数优化,且要求95%等剂量线能覆盖100%靶区体积,危及器官(OARs)参考耐受剂量标准来限制。计划完成后由医生审核确认,并经过计划剂量验证后实施治疗。(2)治疗计划再优化设计(RP):由1名有10年经验的计划设计者对20例TP计划进行重新优化,保持照射技术和照射野条件不变,根据个人经验重新调整计划优化条件和参数,直到OARs剂量尽可能低,且不影响PTV的目标覆盖率。用Plan IQ软件分别对TP和RP计划质量进行量化评估。两组计划之间剂量DVH参数和计划质量指数(PQI)行非参数的Wilcoxon符号秩检验。结果:RP计划的各DVH参数均优于TP计划,其中PTV1的D_(max)、小肠的V_(45 Gy)和D_(max)以及结肠的V_(45 Gy)的差异具有统计学意义(P<0.05)。IMRT组、VMAT组和所有患者的RP计划的质量评分均高于TP计划,差异具有统计学意义(P<0.05),其PQI分别为(88.55±3.35 vs 86.61±4.63,P=0.005)、(89.72±3.15 vs87.21±3.04,P=0.028)和(89.14±3.22 vs 86.91±3.22,P=0.001)。结论:计划再优化可以进一步提高直肠癌调强放疗的临床计划质量,Plan IQ软件为放疗计划质量控制和优质计划筛选提供了一种有效工具。

一种双金属基磁共振成像纳米探针的构建及其成像性能

目的通过钒离子嵌入的策略制备一种新型钆钒基纳米颗粒(GdVN),探索其作为T1磁共振成像纳米探针的应用前景。此外,通过调控前驱体的投料比,优化GdVN纳米探针的造影性能,并进一步评估其生物安全性。方法首先,借助透射电子显微镜(TEM)与动态光散射仪(DLS)分别测定GdVN纳米探针的形貌与粒径;随后,通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)以及X射线光电子能谱(XPS)明确GdVN的晶体结构与组成。其次,利用0.5 T磁共振扫描仪测定纳米探针的T1弛豫率值,筛选出高弛豫率的GdVN。最后,通过MTT细胞实验评估纳米探针的细胞生物相容性。结果成功制备出GdVN纳米探针,并通过调控前驱体的投料比,优化了其造影性能。结果显示,当乙酰丙酮钆与乙酰丙酮氧钒的投料比为1∶4时,所制备的GdVN-2展现出规则的梭形形貌与良好的分散性,粒径大约为90 nm。此外,GdVN-2展示出高T1弛豫率(r1=17.76 mM^(-1) s^(-1)),且细胞实验结果证明GdVN-2具有良好的生物安全性,有利于其作为T1磁共振成像纳米探针在体内的应用。结论本研究所研发的GdVN-2磁共振成像纳米探针展示出优异的T1磁共振造影性能和生物安全性,为实现肿瘤的早期精准诊断提供技术支持。

立体定向放射治疗小射野探测器研究进展

由于侧向带电粒子平衡的缺失、主光子源的遮挡,以及在小射野测量中可以选择的探测器有限,对现代放射治疗技术进行小野剂量学测定提出诸多挑战,这些挑战极大影响了剂量学的准确性。过量辐射事故表明对小野剂量学测定的适当方法了解不足。本综述介绍了目前适合在小野剂量学测量中应用的各类型探测器,包括微型电离室、半导体探测器、金刚石探测器、塑料闪烁体探测器、放射变色胶片、热释光探测器、放射光致发光玻璃探测器、光受激发光探测器、聚合物凝胶剂量计,为物理师在选择小野探测器时提供参考。

不同心率前后门控CT冠状动脉成像图像质量与辐射剂量的相关性分析

目的:分析不同心率前后门控CT冠状动脉(简称冠脉)成像图像质量与辐射剂量的相关性。方法:收集行256层螺旋CT冠脉成像检查患者135例,其中行前门控扫描(即前瞻性心电门控)66例(前门控组),根据患者心率分为≤80次/min(前门控低心率亚组,39例)与>80次/min组(前门控高心率亚组,27例);行后门控扫描(即回顾性心电门控)69例(后门控组),其中心率≤80次/min者45例(后门控低心率亚组),>80次/min者24例(后门控高心率亚组);比较4组基线资料、图像质量[平均CT值、图像噪声、信噪比(SNR)、主观图像质量评分]及辐射剂量[CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED)]差异,分别分析前门控组与后门控组中图像质量与心率、辐射剂量的相关性。结果:前门控低心率亚组与后门控低心率亚组的心率均低于前门控高心率亚组与后门控高心率亚组(P<0.05),4组平均CT值、图像噪声、SNR及主观图像质量评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。前门控低心率亚组CTDIvol、DLP、ED均显著低于前门控高心率亚组及后门控低心率亚组、后门控高心率亚组(P<0.05),前门控高心率亚组则均低于后门控低心率亚组及后门控高心率亚组(P<0.05)。Pearson相关系数分析显示,前门控组与后门控组中,受检者平均CT值、图像噪声、SNR、主观图像质量评分与心率、CTDIvol、DLP、ED均无显著相关性(P>0.05)。结论:256层螺旋CT冠脉成像主观与客观图像质量与辐射剂量无关,前门控扫描较后门控扫描可降低辐射剂量,且保证图像质量,对于符合条件的高心率患者同样适用,且能降低辐射剂量水平,适合在临床推广应用。

儿童体部放疗模拟定位CT扫描参数优化

目的:在满足儿童放疗对模拟定位图像质量要求的前提下,通过模体扫描优化模拟定位CT参数设置,以降低放射辐射剂量。方法:使用Cat Phan700模体模拟儿童体部,使用飞利浦24排大孔径螺旋模拟定位CT,在不同毫安秒(mAs)和不同管电压(kV)下扫描模体获取CT图像。mAs范围设置60~400 mAs,每间隔20 mAs进行1次扫描,kV设置80、100、120 kV。图像评价参数包括图像噪声N_(10)和SD均值、均匀性、低对比度分辨率、高对比度分辨率和Air、Acrylic、50%bone、LDPE、20%bone、Teflon、Polystyrene、Delrin^(TM)、Lung、PMP、Water等物质的HU值稳定性。读取模拟定位CT系统自动计算的CTDIVol和DLP以评价辐射剂量。结果:在100 kV条件下,随着mAs增加,CTDI和DLP均呈上涨趋势,数据拟合均为线性关系,斜率分别为0.0345和0.9324。随mAs增加,图像噪声呈非线性下降趋势,mAs从60增加到140 mAs时,N_(10)和SD分别从0.25%和3.74 HU下降到0.14%和2.54 HU,当mAs≥180 mAs,N_(10)在0.10%~0.12%波动,SD均值在2.0~2.5HU波动,下降趋势明显变缓。当mAs从60 mAs增加到200 mAs时,图像低对比度分辨率迅速从0.53降低到0.29。图像均匀性、高对比度分辨率、不同物质HU值,受mAs影响较小。不同管电压扫描结果相比,100 kV、200 mAs的图像质量与120 kV结果相当,80 kV的图像质量无法达到临床要求。结论:为保证辐射剂量尽可能降低,对于模拟直径20 cm的圆柱体,管电压设置为100 kV时,mAs应选择在200 mAs。在实际儿童放疗模拟定位扫描中,可根据该模体结果和儿童的实际体型特征,微调扫描参数设置,以满足辐射防护最优化原则。

基于ArcCheck模体放疗计划的验证与分析

目的为了保证放疗剂量输出的准确性,对放疗患者的临床放疗计划进行了验证与分析。方法选取2023年7—10月南方医科大学珠江医院放疗患者的临床放疗计划,共217例计划,其中头颈部76例,胸部82例,腹盆部59例。采用美国SunNuclear公司的ArcCheck模体,比较临床放疗计划与验证计划的剂量学差异。采用T test分析在不同容许剂量差值和不同容许距离差值下的Gamma通过率,ANOVA test比较在相同条件下,不同放疗部位放疗计划的Gamma通过率。所有数据分析采用IBM公司的SPSS v27.0完成。结果在容许剂量差值为3%,容许距离差值为3.0mm和在容许剂量差值为2%,容许距离差值为2.0mm下的Gamma通过率比较,差异有统计学意义(P<0.05)。在相同容许剂量差值和容许距离差值下,不同放疗部位的Gamma通过率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在容许剂量差值为3%,容许距离差值为3.0mm的条件下,放疗计划的Gamma通过率显著高于容许剂量差值为2%,容许距离差值为2.0mm条件下的计划Gamma通过率,并且条件设置越严格,Gamma通过率越低。在相同容许剂量差值和容许距离差值下,不同放疗部位放疗计划的Gamma通过率不存在显著性差异。Gamma通过率受容许剂量差值和距离差值的影响,同时做好对直线加速器,计划系统等的日常的质量控制与保证也能提高Gamma通过率。

SPEEDO:一款快速准确的碳离子蒙特卡罗剂量计算程序

目的:开发一款用于碳离子治疗的快速准确的蒙特卡罗程序SPEEDO。方法:对于电磁过程,采用连续慢化近似的II类浓缩历史模拟方案,模拟能量歧离、射程歧离、多重散射和电离过程。对于核相互作用,本研究考虑5种靶核:氢、碳、氮、氧和钙。产生的次级带电粒子遵循同样的浓缩历史框架。本研究模拟碳离子在4种材料(水、软组织、肺和骨头)中的输运过程,并将计算的剂量结果与放射治疗物理专用蒙特卡罗模拟软件TOPAS进行对比验证,最后与在武威重离子治疗中心医用重离子加速器示范装置(HIMM-WW)上测得的水箱剂量进行对比。结果:SPEEDO的模拟结果与TOPAS具有良好的一致性。对于每种材料在物理剂量大于其体素最大剂量点10%的体素区域,两者的相对最大剂量平均误差均小于2%。在治疗能量为400 MeV/u时,SPEEDO的计算时间(13.8 min)明显小于TOPAS的计算时间(105.0 min)。SPEEDO的计算结果与HIMM-WW的测量值在横向剂量分布和积分剂量深度曲线方面展现出良好的一致性。结论:SPEEDO程序可以准确快速地实现碳离子的蒙特卡罗剂量计算。