最小子野面积对宫颈癌调强计划的影响

目的:探讨宫颈癌术后调强放疗计划设计中最小子野面积对计划质量的影响,为计划设计时最小子野面积的设置提供依据。方法:运用Pinnacle治疗计划的DMPO优化方式对10例宫颈癌病例进行调强计划设计,最小子野面积分别取5 cm2、10 cm2、20 cm2、30 cm2…、100 cm2,最小机器跳数取5 MU,每个患者共得到11个计划。除最小子野面积不同外,计划的优化目标与约束条件与最小子野面积为5 cm2的计划保持一致。处方剂量为45 Gy,1.8 Gy/次。根据剂量体积直方图统计靶区V95%、V105%、V110%(V95%、V105%、V110%分别表示靶区受到95%、105%、110%的处方剂量所照射的体积)、靶区的平均剂量Dmean、适形指数及均匀指数,危及器官受到30 Gy与40 Gy照射的体积占总体积的百分比,子野数量及机器跳数,将各计划的前述结果与最小子野面积为5 cm2计划的相应结果相比较。结果:随着最小子野面积的增加,V95%小幅降低,Dmean小幅增加,而V105%、V110%增加的幅度较大,适形度降低,均匀性变差。统计学比较显示当最小子野面积增加到50 cm2时V105%的P值首先降低到0.05以下。随着最小子野面积的增加,子野平均面积增加,机器跳数及子野数目显著降低。结论:在使用Pinnacle3治疗计划系统设计宫颈癌调强计划时,最小子野面积可适当提高,但不宜超过50 cm2,这样不会引起靶区及危及器官剂量的显著改变,同时可以达到减少子野数量和机器跳数的效果。

子野面积对宫颈癌IMRT剂量分布的影响

目的 在不影响治疗靶区剂量和OAR受量前提下,调整宫颈癌IMRT计划的最小子野面积,优化治疗方案。方法 选择经病理证实的12例宫颈癌资料,PTV处方剂量为50 Gy分25次。使用Pinnacle 8.0mTPS,每例设计16个IMRT计划,均采用9个均匀分布的固定入射方向（200°、240°、280°、320°、0°、40°、80°、120°、160°）,最小子野数设定为80个,最小子野跳数设定为5 MU。最小子野面积分别选择2~81 cm^2,采用DMPO逆向优化计算,所有计划均达到临床处方剂量要求,通过DVH评价靶区及OAR剂量分布。结果 随着最小子野面积从2 cm2增大至81 cm^2,IMRT计划的总跳数从（1 405±170） MU降至（490±47） MU （P=0.000）,子野面积〉6 cm×6 cm后、总子野数明显减少（P=0.000）。最小子野面积为2~49 cm^2的IMRT计划,靶区及OAR剂量学均相近（P〉0.05）;不同最小子野面积的IMRT计划间,直肠、膀胱和双侧股骨头受照剂量均相近（P〉0.05）。结论 使用Pinnacle 8.0mTPS设计宫颈癌IMRT计划时,最小子野面积放大至7 cm×7 cm仍可满足临床剂量要求,且子野数和总跳数均明显减少。

MLC运动误差对不同射野面积的鼻咽癌容积调强计划的影响

目的 研究多叶准直器运动误差(Multi-Leaf Collimator Error,MLC_(error))对不同射野平均面积(Mean Aperture Area,MAA)的鼻咽癌容积调强的影响。方法 选取30例鼻咽癌患者为研究对象,每例患者的原始计划导出后使用Python编译,依据不同的MLC_(error)制作6组模拟计划(±0.2 mm、±0.5 mm和±1.0 mm)。对比原始计划与模拟计划的剂量学参数和验证通过率,分析MLC_(error)和MAA对计划验证的影响。其中,将鼻咽肿瘤计划靶区(Planning Target Volume,PTV)与颈部转移淋巴结肿瘤靶区通过布尔运算整合为PTV69。结果 随着MLC_(error)的变化(-1~1 mm),PTV69、原发灶高危亚临床靶区和中危亚临床靶区的剂量梯度分别为6.1、6.0、6.3%/mm(P<0.05);危及器官(Organ At Risk,OAR)的剂量梯度均高于靶区剂量梯度。脊髓、脑干、左侧腮腺、右侧腮腺、口腔和喉的剂量梯度分别为10.6、10.5、12.3、12.0、8.1、11.2%/mm(P<0.05)。在对射野面积、MLC_(error)及验证通过率关系的研究中发现,不同MAA计划的验证通过率差异随MLC_(error)的增加而增大;当MLC_(error)误差达到±1.0 mm时,不同MAA计划的验证通过率差异最大(51.7%~90.2%)。结论 相较于靶区,控制MLC_(error)更有利于OAR的保护。对于鼻咽癌等复杂的放疗计划,建议将MLC_(error)精度控制在0.5 mm以内并降低小子野使用,以保护危及器官,保证计划执行的精确度。

Halcyon和Truebeam加速器平台在直肠癌术后辅助放射治疗中的计划质量及执行效率研究

目的:研究在直肠癌术后辅助放射治疗中,基于Halcyon和Truebeam两种不同类型医用直线加速器设计的容积旋转调强治疗(VMAT)计划和固定野调强放射治疗(FF-IMRT)计划的计划质量和执行效率差异。方法:采用随机数表法选取在医院接受治疗的18例直肠癌术后患者,基于Halcyon和Truebeam医用直线加速器平台(简称Halcyon平台和Truebeam平台)分别设计VMAT和FF-IMRT计划,比较分析HalcyonVMAT、HalcyonFF-IMRT、TruebeamVMAT和Truebeam FF-IMRT 4种计划的剂量学指标[2%、98%体积受量(D_(2%)、D_(98%)),平均剂量(D_(mean)),10 Gy、20 Gy剂量线覆盖的相对体积(V_(10Gy)、V_(20Gy)),均匀指数(HI),梯度指数(GI)和适形指数(CI)]、机器跳数、执行时间、平均子野面积(MFA)和子野面积变异系数(CVA)等的差异,并进行射野剂量(PD)验证。结果:基于Halcyon平台和Truebeam平台设计的VMAT计划的D2%、GI及CI均优于FF-IMRT计划。两台加速器的VMAT和FF-IMRT共4种计划的靶区D_(2%)、D_(98%)和D_(mean)比较,差异有统计学意义(F=49.429,F=8.515,F=17.216;P<0.05);4种计划的HI、GI和CI比较,差异有统计学意义(F=38.979,F=32.636,F=68.220;P<0.05);4种计划的膀胱剂量指标的V_(10)、V_(20)和D_(mean)相比较,差异有统计学意义(F=15.178,F=13.183,F=8.487;P<0.05);4种计划执行效率的平均机器跳数、平均执行时间差异有统计学意义(F=251.012,F=175.276;P<0.05);HalcyonVMAT计划的复杂度指标MFA和CVA优于TruebeamVMAT计划,4种计划的MFA和CVA相比较差异有统计学意义(F=114.854,F=274.296;P<0.05),4种计划均通过PD验证。结论:在直肠癌辅助放射治疗中,基于Halcyon平台和Truebeam平台设计的VMAT计划相比于FF-IMRT计划均有较好的计划质量和较快的执行效率,Halcyon平台的VMAT计划相比于Truebeam平台的VMAT计划,在满足临床需求的同时能够降低计划的复杂度。

一种新型加速器的乳腺癌固定野调强放射治疗中计划质量和执行效率评价

目的基于Halcyon加速器的乳腺癌固定野调强放射治疗(IMRT)计划质量和执行效率的研究。方法回顾分析基于Trilogy平台治疗完成的10例左侧乳腺癌IMRT计划,将靶区和危及器官导入Eclipse 15.1版本计划系统,重新设计基于Halcyon治疗平台的IMRT计划,比较两种计划靶区和危及器官受量、机器跳数、子野面积和执行时间差异。结果Halcyon左侧乳腺癌IMRT计划能够满足临床要求,靶区各剂量指标与Trilogy计划差异无统计学意义(P>0.05)。Halcyon计划中左肺的V10、V20、Dmean均低于Trilogy计划(Z=-2.22^-1.78,P<0.05),Halcyon计划心脏的V5为(27.80±7.66)%高于Trilogy计划的(23.18±8.19)%(Z=-0.71,P<0.05),Dmean为(7.03±1.80)Gy低于Trilogy计划的(7.11±2.40)Gy,但差异无统计学意义(P>0.05)。Halcyon计划的机器跳数为1 770.5±383.9,Trilogy计划的机器跳数为1 526.2±227.7,差异有统计学意义(Z=-1.44,P<0.05)。Halcyon计划执行时间为(3.01±0.28)min,Trilogy计划执行时间为(12.38±1.49)min,差异有统计学意义(Z=-3.42,P<0.05)。结论Halcyon加速器左侧乳腺癌IMRT在保证计划质量降低危及器官剂量的同时显著缩短了治疗时间。

基于Halcyon和Trilogy固定野调强计划质量和执行效率应用研究

目的基于Halcyon和Trilogy加速器的IMRT计划质量和执行效率差异分析研究。方法回顾分析基于Trilogy平台治疗完成的12例宫颈癌IMRT计划,将靶区和危及器官导入Eclipse15.1版本计划系统,重新设计基于Halcyon治疗平台的IMRT计划,比较两种计划靶区和危及器官受量、机器跳数、执行时间、子野面积差异以及Halcyon计划中近源端叶片与远源端叶片的子野面积差异。结果Halcyon平台计划能够满足临床要求,靶区各剂量指标与Trilogy平台计划相近。Halcyon计划中膀胱、直肠V30、Dmean,左侧股骨头V20、Dmean均低于Trilogy平台的IMRT计划(P=0.001~0.043)。Halcyon、Trilogy计划的机器跳数分别为(2316.7±209.7)、(1692.5±259.5)MU(P=0.000)。Halcyon、Trilogy计划执行时间分别为(3.01±0.28)、(12.38±1.49)min(P=0.000)。Halcyon近源端、远源端子野面积和Trilogy子野面积分别为(43.7±32.5)cm^2、(28.8±25.4)cm^2和(25.7±16.8)cm^2,Halcyon近源端子野与对应远源端子野面积比1.73±0.43,范围为0.71~6.28。结论Halcyon治疗平台能够满足临床要求,降低部分正常组织受量,执行效率更高,计划设计时应考虑近源端叶片与远源端叶片子野面积比。

鼻咽癌调强放疗剂量学边际效应研究

目的分析鼻咽癌调强放疗计划参数中子野个数、面积、机器跳数的剂量学边际效应。方法对2011—2012年间收治的17例鼻咽癌病例依次改变其中-个物理参数形式进行计划重新优化，从边际效应评价角度建立调强放疗计划技术投入和剂量学产出间的边际效应函数，并对3种优化方法剂量学结果进行统计分析。结果17例患者原发灶计划的大体肿瘤体积在子野个数、面积、机器跳数优化下，平均适形指数的边际效应函数系数分别为0．02、0．74、0．55，平均均匀性指数的边际效应函数系数分别为0．56、0．89、0．73。危及器官的边际效应函数系数中左和右腮腺平均剂量的分别为0．01和0．02、-0．71和1．62、-0．40和0．71，左和右腮腺V30的分别为0．01和0．01、0．08和0．05、0．02和0．03，脑干最大剂量的分别为0．13、1．20、1．72，脊髓最大剂量的分别为0．09、1．46、1．30、视交叉最大剂量的分别为0．03、0．22、0．01、左和右晶体最大剂量的分别为0．01和0．02、0．28和0．34、0．02和0．04。结论鼻咽癌调强放疗计划优化中子野面积和机器跳数参数的设置对靶区和危及器官剂量的影响远大于子野个数。因此减少子野个数和优先给出较好的子野面积和机器跳数可以减少治疗时间，同时改善放射生物效应。

Halcyon在早期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤容积旋转调强计划中计划质量和执行效率研究

目的基于Halcyon 2.0和VitalBeam加速器分析和评估早期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤容积旋转调强(VMAT)计划质量和执行效率。方法回顾性分析2019-12-31-2021-03-03在郑州大学附属肿瘤医院行早期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤VMAT计划的15例患者,在Eclipse 15.6计划系统中重新设计基于Halcyon、VitalBeam均整(FF)和无均整(FFF)治疗平台的VMAT计划,比较3种计划靶区和危及器官受量、机器跳数、执行时间和计划验证的差异。结果Halcyon早期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤VMAT计划能够满足临床要求,靶区各剂量指标与VitalBeam平台相似。Halcyon计划中左晶体与右晶体的Dmax和Dmean均低于VitalBeam VMAT计划,其中Halcyon左、右晶体的Dmax与VitalBeam FF差异有统计学意义,均P<0.001,与VitalBeam FFF差异无统计学意义,均P>0.05;Halcyon左、右晶体的Dmean与VitalBeam FF和VitalBeam FFF差异均有统计学意义,P<0.05。Halcyon脑干与视交叉的Dmax和Dmean均低于VitalBeam VMAT计划,差异无统计学意义(脑干Dmax:F=0.022,P=0.978;脑干Dmean:F=0.533,P=0.591;视交叉Dmax:H=1.679,P=0.432;视交叉Dmean:F=0.942,P=0.398)。Halcyon计划的机器跳数高于VitalBeam FF和FFF平台,分别为487.13±49.05、432.19±50.30和466.83±72.89(F=3.388,P=0.043),其中Halcyon计划的机器跳数与VitalBeam FF差异有统计学意义,P=0.041。Halcyon、VitalBeam FF和FFF计划执行时间分别为(1.38±0.03)、(3.35±0.56)和(3.11±0.37)min(H=30.194,P<0.001),VitalBeam FF和FFF分别与Halcyon计划执行时间比较,差异均有统计学意义,均P<0.001。Halcyon和VitalBeam平台计划验证(2mm,3%)的γ通过率均>95%,满足临床要求。结论Halcyon加速器设计的VMAT治疗计划能满足临床要求,在早期鼻腔NK/T细胞淋巴瘤中减少了距离靶区较近晶体的受量,执行效率高,显著缩短了治疗时间。