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。

中间剂量计算模式对食管癌容积旋转调强放射治疗计划的影响

目的探讨中间剂量计算(IDC)模式对食管癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划的影响。方法选取2021年12月至2022年8月医院收治的18例食管癌患者,在Eclipse15.6治疗计划系统上重新设计VMAT计划,分为未应用IDC模式计划和应用IDC模式计划,比较两种计划的靶区和危及器官(OARs)的剂量学差异。结果两种计划靶区的D_(98)、D_(2)、D_(mean)、适形度指数(CI)和均匀性指数(HI)等参数比较,差异有统计学意义(P<0.05)。两种计划双肺的V_(5)、V_(10)、V_(20)、V_(30)和D_(mean)及脊髓D_(max)比较,差异无统计学意义(P>0.05),但应用IDC模式计划的心脏V_(30)、V_(40)、D_(mean)均低于未应用IDC模式计划,差异有统计学意义(P<0.05)。结论应用IDC模式计划较未应用IDC模式计划具有更好的靶区适形度和均匀性,同时降低了OARs剂量,因此,应用IDC模式计划可以提高食管癌VMAT计划的质量。

准直器角度对局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者动态容积调强放射治疗计划剂量的影响

目的探讨不同准直器角度对局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者行动态容积调强放射治疗(VMAT)时剂量的影响,为放射治疗计划的设计提供参考。方法选取2020年1月至2021年8月于医院行VMAT的18例局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者,在其他治疗参数不变的情况下,设置准直器角度为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°,设计11个计划。以准直器角度0°为参考,比较各计划的计划靶区(planning target volum,PTV)评价指标[D_(98)、D_(2)、D_(mean)、均匀性指数(HI)、适形性指数(CI)及机器跳数(monitor unit,MU)]和危及器官评价指标[双肺V_(5)、V_(15)、V_(20),心脏V_(30)、V_(40),脊髓D_(max)和脊髓规划风险量(PRV)(脊髓外扩0.40 cm得到)D_(max)]。结果准直器角度为15°时,靶区的HI、CI均最接近1,表明此时靶区的均匀性和适形性最佳。准直器角度为20°时,靶区的HI相比0°时变化明显(t=2.406,P<0.05),双肺的V_(5)、V_(15)相比0°时变化明显(t=2.959、3.003,P<0.05)。准直器角度为45°时,MU相比0°时明显增大(t=-3.444,P<0.05)。结论局部中晚期中上段食管鳞状细胞癌患者行VMAT时,15°为相对合适的准直器角度,可在保证靶区剂量分布的同时更好地保护危及器官,提高治疗效率。

双侧乳腺癌保乳术后螺旋断层调强放射治疗与容积旋转调强放射治疗的剂量学比较

目的研究双侧乳腺癌保乳术后采用螺旋断层调强放射治疗(HT)与容积旋转调强放射治疗(VMAT)在计划靶区(PTV)和危及器官(OAR)的剂量学差异。方法选择云南省肿瘤医院2018年6月至2022年6月行保乳术后放射治疗的双侧早期原发性乳腺癌患者15例,均为女性,年龄34~65岁,中位年龄52岁;病理分期均为T1N0M0。采用Accuray公司螺旋断层放射治疗计划系统和Elekta公司Monaco计划系统分别为同一例患者设计HT和VMAT计划,两种放射治疗双侧乳腺癌双靶区处方剂量均给予50 Gy/25次。对HT和VMAT计划在PTV和OAR剂量学参数的差异进行统计学分析。结果HT和VMAT计划的PTV剂量均能满足临床要求,HT的覆盖度(D95%)高于VMAT计划,HT的均匀性指数(HI)从VMAT计划的0.113降到了0.068(P<0.001),HT的D_(max)明显低于VMAT计划[(54.14±0.70)Gy vs(56.27±0.81)Gy。P<0.001],适形性指数(CI)两种计划相比,差异无统计学意义(P>0.05)。在OAR方面,HT的脊髓D_(max)、全肺V5和心脏V5明显低于VMAT计划[(3.44±0.42)Gy vs(5.62±0.34)Gy,(39.65±4.40)%vs(52.73±2.50)%,(15.88±2.09)%vs(40.28±1.47)%。P<0.05],但HT全肺、心脏和肝脏的V20和V30及肝脏D_(mean)明显高于VMAT计划(P<0.05),全肺D_(mean)和心脏D_(mean)两种计划相比,差异无统计学意义(P>0.05)。VMAT计划比HT计划的治疗时间稍长[(886.67±38.09)s vs(843.67±21.61)s。P=0.013]。结论两种计划均能满足临床治疗要求。HT的PTV剂量学参数优于VMAT计划,对脊髓的保护更好,并明显降低了肺、心脏的低剂量区体积,但HT在肺、心脏和肝脏的中、高剂量区受照体积明显高于VMAT计划。HT治疗效率稍高。

AAPM TG119在调强放射治疗技术和容积旋转调强技术中的应用

目的通过AAPM TG119报告中的测试病例评估Monaco系统调强放射治疗(IMRT)技术和容积旋转调强(VMAT)技术的准确性。方法采用AAPM TG119报告提供的测试病例,在Monaco治疗系统中依照AAPM TG119报告中处方剂量和计划目标要求设计7或9个野的IMRT计划和单弧或双弧的VMAT计划,采用IBA MatriXX和Compass进行剂量验证,并将计划结果与AAPM TG119报告中多中心测试的结果对比。结果IMRT和VMAT计划在系统中的剂量指标均达到了AAPM TG119报告中的要求。IMRT计划γ通过率(3%/2 mm)为(97.85±1.2)%,VMAT计划的γ通过率(3%/2 mm)为(98.74±1.3)%。结论Monaco系统提供的IMRT技术和VMAT技术能够设计出与AAPM TG119为标准的IMRT计划质量相当的计划。

基于深度学习的子宫内膜癌术后容积旋转调强治疗计划剂量预测的研究

目的:探讨基于三维深度残差网络(3D Res-Unet)模型深度学习对子宫内膜癌术后容积旋转调强治疗(VMAT)计划剂量精度的预测价值。方法:回顾性收集2019-2021年内江市第一人民医院放疗中心治疗的154例子宫内膜癌患者VMAT放疗计划,将数据集按7∶1∶2采用随机抽样法分为训练集108例,验证集15例和测试集31例,以临床批准的剂量作为“金标准”,对3D Res-UNet预测的放疗剂量与临床的放疗剂量进行比较。结果:深度学习与临床“金标准”之间的靶区适型度指数(CI)和平均剂量(D_(mean))差异有统计学意义(t=-3.115、-0.124,P<0.05)。危及器官(OAR)膀胱40%处方剂量所覆盖的靶区体积(V_(40))差异有统计学差异(t=0.510,P<0.05),直肠V50差异有统计学差异(t=-2.121,P<0.05)。左股骨头V_(30)预测剂量小于临床剂量(t=0.415,P<0.05)。右股骨头V_(30)预测剂量小于临床剂量(t=-3.102,P<0.05)。骨盆D_(mean)预测剂量高于临床剂量(t=1.224,P<0.05)。小肠V_(40)预测剂量高于临床剂量(t=0.461,P<0.05)。其他指标差异均无统计学差异(P>0.05)。剂量差异图显示,预测结果与临床结果差异很小,预测与临床的剂量体积直方图基本重合。结论:3D Res-UNet模型可有效预测子宫内膜癌术后VMAT计划三维空间剂量,可指导临床放疗工作。

不同靶区边缘参数对乳腺癌根治术后容积弧形调强放射治疗计划质量的影响

目的探讨不同靶区边缘参数对乳腺癌根治术后容积弧形调强放射治疗(VMAT)计划质量的影响。方法回顾性分析2021年1月至2022年12月于医院行VMAT的14例乳腺癌根治术后患者的临床资料。所有患者均采用Monaco计划系统设计Tight组、Narrow组、Normal组3组不同靶区边缘参数的VMAT计划,并比较3组靶区剂量学指标[PTV的平均剂量(D_(mean))、最大剂量(D_(max)),2%PTV体积受照射剂量(D_(2%))、98%PTV体积受照射剂量(D_(98%))、50%PTV体积受照射剂量(D_(50%)),适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)、剂量梯度指标(GI)]、危及器官(OARs)剂量学指标[患侧肺体积百分比(V_(5)、V_(20)、V_(30))和平均剂量(D_(mean)),健侧肺体积百分比(V_(5))和平均剂量(D_(mean)),心脏体积百分比(V_(5))和平均剂量(D_(mean)),脊髓最大剂量(D_(max))及健侧乳腺平均剂量(D_(mean))]及计划参数[计划控制点数(CP)、机器跳数(MU)和出束时间(T)]。结果Tight组的D_(mean)、D_(max)、D_(2%)、D_(50%)、HI、GI均低于Narrow组和Normal组,且Narrow组的D_(mean)、D_(2%)、D_(50%)、HI、GI均低于Normal组,差异有统计学意义(P<0.05);Narrow组和Normal组的D_(max)比较,差异无统计学意义(P>0.05);Tight组的D_(98%)和CI均高于Narrow组和Normal组,且Narrow组的D_(98%)高于Normal组,差异有统计学意义(P<0.05);Narrow组和Normal组的CI比较,差异无统计学意义(P>0.05)。Tight组的心脏V_(5)、D_(mean)和脊髓D_(max)均低于Narrow组和Normal组,且Narrow组低于Normal组,差异有统计学意义(P<0.05);Tight组和Narrow组的健侧乳腺D_(mean)均低于Narrow组,差异有统计学意义(P<0.05);3组其他OARs剂量学指标比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。Tight组的CP、MU和T均高于Narrow组和Normal组,且Narrow组高于Normal组,差异有统计学意义(P<0.05);Tight组的MU高于Narrow组和Normal组,差异均有统计学意义(P<0.05);Narrow组和Normal组的MU比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论设计乳腺癌根治术后VMAT计划时,合理设置靶区边缘参数可改善剂量学特性,有助于提高放射治疗的精准性和治疗效果。

三维与四维锥形束CT在肺癌容积旋转调强计划精确放射治疗中的比较研究

目的:比较研究三维锥形束CT(3D-CBCT)与四维锥形束CT(4D-CBCT)在肺癌容积旋转调强治疗(VMAT)计划精确放射治疗中的应用。方法:选取在医院接受VAMT放射治疗的101例肺癌患者,根据治疗中扫描模式的不同,将使用3D-CBCT成像的患者纳入3D-CBCT组(45例),将使用4D-CBCT成像的患者纳入4D-CBCT组(56例),比较两组患者治疗中CT图像校正后分次间摆位误差、肿瘤靶区外放边界、肿瘤内靶区(ITV)体积、靶区计划靶体积(PTV)剂量和危及器官(OAR)心脏受照剂量。结果:两组患者治疗中CT图像校正后左右(X轴)方向、前后(Z轴)方向摆位误差均显著下降,差异有统计学意义(Z=-3.005,Z=-2.047;P<0.05),上下(Y轴)方向摆位误差无统计学差异;两组PTV外放范围均在Y轴方向最大;两组肺上叶肿瘤ITV体积差异无统计学意义,4D-CBCT组肺中下叶ITV体积明显低于3D-CBCT组,差异有统计学意义(Z=-2.245,P<0.05);4D-CBCT组靶区最大剂量(D_(max))、最小剂量(D_(min))、平均剂量(Dmeam)及靶区95%受照剂量(D_(95))Gy均大于3D-CBCT组,且D_(min)、D_(mean)及D_(95)差异有统计学意义(Z=-2.207,Z=-4.872,Z=-4.405;P<0.05);4D-CBCT组OAR心脏V_(20)、V_(30)、D_(mean)测量值均低于3D-CBCT组,其差异有统计学意义(Z=-2.077,Z=-2.208,Z=2.071;P<0.05)。结论:4D-CBCT与3D-CBCT相比,可减少摆位误差并提高摆位的精确性,缩小PTV的外放距离,提高靶区剂量,减少周围OAR的受量。

Eclipse计划系统MU Objective工具在鼻咽癌容积调强放射治疗计划中的应用研究

目的:探讨Varian Eclipse计划系统MU Objective工具在鼻咽癌容积调强放射治疗(VMAT)计划中的应用,旨在保证治疗计划质量的同时降低治疗计划的机器跳数(MU)。方法:选取已接受容积调强放射治疗技术的21例鼻咽癌患者,在未使用MU Objective工具的情况下给每例患者设计治疗参考计划(MU_(ref));将使用MU Objective工具对MU_(ref)进行重新优化,分别设置MU_(ref)的MU的30%、50%、70%、90%和120%,分别命名为MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)、MU_(90%)和MU_(120%)。将治疗计划MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)、MU_(90%)和MU_(120%)分别与MU_(ref)进行配对t检验统计分析,比较两种治疗计划的靶区、危及器官(OAR)剂量分布和计划的MU。结果:使用MU Objective工具对参考计划优化MU后,与参考计划相比部分靶区和OAR剂量体积参数差异虽有统计学意义,但无临床意义。治疗计划参数为MU_(30%)、MU_(50%)、MU_(70%)和MU_(90%)时,与MU_(ref)比较计划MU平均分别减少21.5%、19.5%、16.6%和8%,差异有统计学意义(t=9.652,t=8.843,t=8.963,t=11.323;P<0.05)。在MU_(120%)时,治疗计划MU平均增加1.7%,但未显著提高靶区剂量覆盖。结论:对于鼻咽癌VMAT计划,使用Eclipse计划系统的MU Objective工具在减少计划MU的同时可获得与参考计划相似的剂量分布。MU Objective工具可作为鼻咽癌或其他部位VMAT计划的常规使用工具,以保证计划质量同时减少放射治疗计划的MU。

最小子野宽度对食管癌容积调强弧形治疗计划的影响

目的基于不同最小子野宽度(MSW)对于食管容积调强弧形放射治疗(VMAT)计划质量和执行效率的影响。方法随机选择15例食管癌患者,其中男性11例,女性4例;年龄45~68岁,中位年龄59岁。设计0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm3种不同MSW的VMAT计划,保证其他计划参数不变。评价靶区均匀性指数(HI)、适形度指数(CI)和平均剂量及控制点数(CP)和机器跳数(MU)值,并进行三维剂量验证测量。结果不同MSW对危及器官的保护是相当的,在MSW 0.5 cm、1.5 cm时肿瘤靶区平均量GTV Dmean[(68.95±0.03)Gy vs(68.29±0.03)Gy]、在MSW 1.0 cm和1.5 cm时计划靶区(PTV)的HI差异有统计学意义(1.14±0.00 vs 1.13±0.00)(P<0.05);MSW 1.0 cm、1.5 cm时总MU和CP与0.5 cm比较,平均减少量分别为(12.5±4.1)%、(13.9±4.8)%和(28.5±5.4)%、(18.4±3.4)%。计划验证使用阈值为10%,3%/3 mm的Gamma分析方法,计划验证通过率分别为(96.73±0.27)%、(96.98±0.32)%、(97.25±0.42)%,差异无统计学意义,均能满足临床需求。结论增加MSW在保证计划食管癌的VMAT计划质量下,可以降低MU,提高计划执行效率,MSW为1.0 cm会是一个较优选择。

3D打印乳腺癌补偿膜厚度对容积旋转调强治疗计划的剂量学影响研究

目的:研究讨论不同厚度的3D打印补偿膜在乳腺癌根治术后患者的靶区剂量均匀性、浅表皮肤剂量、机器跳数(MU)、适形指数(CI)、均匀指数(HI)和危及器官(OAR)的剂量学区别。方法:运用Monaco计划设计系统,对在医院行乳癌根治术后的10例乳腺癌患者分别设计补偿膜厚度为0 mm组、5 mm组、10 mm组和15 mm组的4组计划;将补偿膜电子密度设定为1.24,用PMT3D打印机打出补偿膜,采用Elekta直线加速器行放射治疗。处方剂量为50 Gy/25次,2 Gy/次,在相同的优化函数标准下开展逆向计算,比较4组计划的剂量HI值、靶区CI值、机器跳数(MU)、靶区、心脏和患侧肺的受量。结果:补偿膜为0 mm、5mm、10 mm和15 mm的4组计划中机器跳数(MU)随补偿膜厚度的增加而先减少后增加,在补偿膜厚度为5 mm组的机器跳数(MU)最少;而CI随着补偿膜厚度的增加不断减少,4组计划的机器跳数(MU)、CI比较,差异有统计学意义(F=15.236,F=8.125;P<0.05)。10例患者4组计划中心脏的V20、V30和Dmean的剂量差异比较,均有统计学意义(F=13.254,F=8.112,F=9.023;P<0.05)。剂量都是先增加后减少,5 mm组计划所受剂量最高,V_(20)在0 mm组计划所受剂量最小,V_(30)在10 mm组计划所受剂量最小,Dmean在0 mm组计划所受剂量最小。结论:乳腺癌根治术后容积旋转调强治疗中,组织补偿膜的厚度对乳腺癌靶区的机器跳数(MU)影响较大,在补偿膜厚度为5 mm的时候,机器跳数(MU)最少。随着组织补偿膜厚度的不断增加导致心脏的受量增加,但补偿膜厚度对患侧肺的剂量影响不明显。

基于ArcCheck和电子射野影像装置脑瘤患者特异性容积调强放射治疗剂量验证过程容差限值与干预限值研究

目的:基于ArcCheck和电子射野影像装置(EPID)开展脑瘤患者特异性容积调强放射治疗(VMAT)剂量验证,明确两种不同类别验证工具对脑瘤VMAT剂量验证的适用性,探索剂量验证中γ通过率容差限值(TL)和干预限值(AL),为放射治疗质量控制提供参考。方法:采用随机数表法选取在医院实施VMAT计划的180例脑瘤患者。根据病种及部位的不同将其分为30例较大靶区胶质瘤计划(X方向≥14 cm)、30例中等靶区胶质瘤计划(X方向<14 cm)、30例较小靶区室管膜瘤计划、30例生殖细胞瘤全脑计划、30例生殖细胞瘤全脑室计划、60例生殖细胞瘤小野加量计划和30例脑膜瘤计划,分别基于ArcCheck和EPID开展剂量验证,并将其分为ArcCheck组和EPID组;γ分析均设置为3%/2 mm标准、10%剂量阈值下γ通过率≥95%;对比两组验证计划γ通过率,评价剂量验证的TL和AL。结果:(1)靶区较大胶质瘤和全脑计划中ArcCheck组γ通过率分别为98.40%和98.90%,均高于EPID组,其差异有统计学意义(Z=-4.423,Z=-4.685;P<0.05),ArcCheck组TL、AL明显高于通用限值,EPID组TL、AL较通用限值差近5%;(2)靶区中等胶质瘤和全脑室计划中ArcCheck组和EPID组γ通过率分别为96.98%、97.36%和97.11%、97.60%,两组γ通过率差异无统计学意义,两组TL和AL均≥94%和>90%;(3)小靶区的室管膜瘤计划和生殖细胞瘤小野加量计划,ArcCheck组γ通过率分别为93.45%和94.06%,均低于EPID组,其差异有统计学意义(t=-9.40%,t=-9.41;P<0.05),ArcCheck组TL较通用限值差分别为6.88%和8.47%,AL较通用限值差分别为10.40%和8.76%,EPID组TL>90%、AL接近90%;(4)靶区大小不一、形状复杂的脑膜瘤中ArcCheck组和EPID组γ通过率分别为96.75%和97.05%,差异均无统计学意义,ArcCheck组TL、AL分别为89.33%和86.86%;EPID组TL、AL分别为93.17%和89.69%,更接近通用限值。结论:在靶区较大胶质瘤和全脑VMAT计划中,推荐使用ArcCheck进行剂量验证。在靶区较小室管膜瘤、生殖细胞瘤小野和脑膜瘤VMAT计划中,推荐使用EPID进行剂量验证。

基于CT图像的容积旋转调强放射治疗三维剂量验证定量分析

目的:定量分析容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划的二维和三维剂量验证结果,探讨患者放射治疗中基于CT图像的三维验证定量参考标准。方法:选取在医院行脑部肿瘤术的31例患者资料,统一放射治疗计划可变因素,对Monaco计算的VMAT计划行二维和三维剂量验证。Compass三维剂量验证系统是基于患者CT的剂量和γ值分布的结果分析,统计不同剂量差异和(或)距离一致性标准(3%/3 mm,3%/2 mm,2%/2 mm)处方剂量10%(R_(10%))与处方剂量50%(R_(50%))区域、计划靶区体积(PTV)和肿瘤靶区体积(GTV)的γ通过率,R_(10%)和R_(50%)的平均γ值及剂量-体积直方图(DVH)中PTV和GTV的99%体积接受到的剂量(D99%)、平均剂量(D_(mean))、1%体积接受到的剂量(D1%)差异。对同电离室测量的与模体计算的二维剂量分布在不同标准的γ通过率和平均γ值统计分析。结果:基于患者CT的三维剂量验证分布定量分析中,R_(10%)、R_(50%)和GTV在3%/3 mm、3%/2 mm、2%/2 mm不同标准时的γ通过率均>90%,PTV在3%/3 mm、3%/2 mm时γ通过率>90%,而在2%/2 mm时γ通过率均值为85.56%,R_(10%)和R_(50%)平均γ值均<0.6。DVH统计PTV和GTV的D_(99%)、D_(mean)及D_(1%)剂量差异<3%。二维剂量验证以处方量10%为阈值,γ通过率均>95%,平均γ值<0.4。结论:对基于CT图像的VMAT计划三维剂量验证以3%/2 mm、全局归一定量评价时,将R_(10%)的γ通过率>95%或平均γ值<0.4作为计划验证通过的标准。

直肠癌和宫颈癌容积调强计划的ArcCheck三维剂量验证应用分析

目的探究ArcCheck-3DVH在直肠癌与宫颈癌调强放疗计划上的三维剂量验证效果,并探讨该设备在2组计划剂量验证结果上的差异。方法选取基于Monaco 6.1计划系统的19例直肠癌与21例宫颈癌计划为研究对象。采用SNC Patient计算并比较diff/Dist=3 mm/3%、阈值TH=10条件下放疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)与ArcCheck模体测得的γ通过率。再采用3DVH系统重建靶区与危及器官的三维剂量分布,比较其与TPS在D98%(98%的靶区体积接受的最小剂量)、D_(2%)(2%的靶区体积接受的最小剂量)和D_(mean)(平均剂量)等参数条件下的剂量差异。结果19例直肠癌计划在SNC Patient上计算得到的平均γ通过率为99.46%±0.70%,大于3DVH的98.88%±0.46%,且剂量差异具有统计学意义(P<0.05)。临床靶区的γ通过率均大于94%且在D_(2%)下剂量差异存在统计学意义(P<0.05)。危及器官的γ通过率均大于95%且除小肠V40(器官接受至少40 Gy剂量的体积百分比)、脊髓D_(mean)外,其余危及器官在各参数下差异均无统计学意义(P>0.05)。21例宫颈癌计划在SNC Patient上计算得到的γ通过率为99.67%[99.35%,99.95%],大于3DVH的98.49%[98.05%,98.95%],且两者之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。临床靶区的γ通过率均大于93.70%并在D_(mean)和D_(2%)下的剂量差异具有统计学意义(P<0.05)。危及器官的γ通过率均大于91%,且除直肠V30(器官接受至少30 Gy剂量的体积百分比)、脊髓D_(mean)外,其余器官在各参数下的剂量差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论ArcCheck-3DVH系统不仅能整体评估直肠癌和宫颈癌容积旋转调强放疗计划的剂量验证结果,还能进一步提供靶区与危及器官的测量重建剂量和与TPS计算剂量之间的差异。

脑胶质瘤术后容积旋转调强放射治疗计划中CT模拟定位技术确定治疗等中心可行性研究

目的:通过对CT模拟(CT-Sim)定位阶段确定的治疗等中心与治疗计划系统(TPS)阶段确定的治疗等中心进行容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划剂量学比较,探讨在CT-Sim阶段确定脑胶质瘤治疗等中心的可行性。方法:选取医院收治的17例脑胶质瘤术后患者,按治疗等中心选择位置的不同,将TPS自动放置等中心(TPS-AUTO)纳入TPS-AUTO组,将CT-Sim定位技术确定的术后靶区中心(Sim-AUTO)纳入Sim-AUTO组,将CT-Sim定位技术确定的听眉线上5 cm层面为全脑中心(Sim-RML)纳入Sim-RML组,将TPS放置的基于靶区几何中心的等中心(TPS-GEOM)纳入TPSGEOM组共计4组。放射治疗设计的等中心进行VMAT计划设计,以TPS自动放置等中心(TPS-AUTO)计划为基准,比较4组方案的靶区20%、50%、98%靶区体积的受照剂量(D_(2)、D_(50)、D_(98))、适形度指数(CI)和均匀性指数(HI)等剂量参数。结果:4组计划的靶区近似最大剂量(D2)、平均剂量(D_(50))、最小剂量(D_(98))、CI和HI剂量学参数均能满足临床要求。通过比较靶区计划肿瘤体积(PGTV)64靶区剂量学参数,以CT-Sim定位技术确定的治疗等中心在CI上优于TPS确定的治疗等中心,但差异无统计学意义,比较PGTV58靶区剂量学参数,D98在TPS确定的等中心计划中高于CT-Sim定位技术确定的全脑中心(t=2.128,P<0.05),但CI值低于CT-Sim定位技术确定的全脑中心,差异均有统计学意义(t=-3.498,P<0.05),TPS放置的基于几何中心的等中心的全脑低剂量区V10和总MU更小。Sim-AUTO组脑干外扩3 mm的1cc体积所受照剂量(D1cc)优于TPS-AUTO组,差异具有统计学意义(t=-5.337,P<0.05)。结论:通过CT-Sim定位技术确定的放射治疗等中心进行计划设计能够满足临床所需的靶区要求,并减少复位过程中误差的引入,避免潜在错误,提高工作效率。

最小子野宽度对直肠癌短程容积旋转调强放射治疗计划质量的影响

目的:探究在局部进展期直肠癌术前新辅助短程放射治疗中最小子野宽度(MSW)设置对容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划的剂量学和质量参数的影响。方法:采用随机数表法选取在医院完成直肠癌术前新辅助短程放射治疗的29例患者,采用Monaco治疗计划系统(TPS),依据调强放射治疗逆向计划优化中最小子野宽度参数设置,为每例患者设计MSW0.5、MSW1.0、MSW1.5和MSW2.0的4种VMAT计划,MSW分别设置为0.5 cm、1.0 cm、1.5 cm和2.0 cm,在相同优化函数限制条件下进行计算,并采用三维剂量验证系统进行计划验证,分析比较4种计划的靶区和危及器官(OAR)的剂量学2%、50%和98%靶区体积的受照剂量(D_(2)、D_(50)、D_(98))、最大剂量(D_(max))、最小剂量(D_(min))、平均剂量(D_(mean))、107%处方剂量覆盖的体积(V_(107%))、均匀性指数(HI)和适形度指数(CI)差异;通过机器跳数和γ通过率结果分析MSW对计划执行质量的影响。结果:计划靶区中4种计划之间D_(98)、D_(2)、D_(min)及V_(107%)具有统计学差异,而D_(50)、D_(max)和D_(mean)则无统计学差异;4种计划的靶区剂量HI、CI和机器跳数比较,差异有统计学意义(x^(2)=25.561,x^(2)=32.298,x^(2)=85.841;P<0.05)。在OAR中,MSW0.5和MSW1.0对股骨头、膀胱和小肠的保护能力优于MSW1.5和MSW2.0,4种VMAT计划之间机器跳数随MSW设置增加而依次减小,MSW2.0的机器跳数显著小于其余3种计划,其差异有统计学意义(x^(2)=85.841,P<0.05);γ通过率方面,在2mm/2%和1mm/1%标准下,MSW0.5的γ通过率低于其余3种计划;在3mm/3%标准下,MSW0.5与MSW1.0相当,且均低于其余2种计划,其差异有统计学意义(x_(3mm/3%)^(2)=64.959;P<0.05)。结论:在直肠癌术前新辅助短程VMAT计划中,MSW设置为0.5 cm和1.0 cm时,能够获得略好的靶区处方剂量覆盖和OAR保护,MSW设置为2.0 cm时能够满足临床要求的同时具有更小的机器跳数和更好的计划验证通过率。

旋转容积调强技术和固定野适形调强放疗治疗鼻咽癌剂量学差异对比分析

目的:比较旋转容积调强技术(VMAT)和固定野适形调强放疗(IMRT)治疗鼻咽癌的剂量学差异。方法:以海南医学院第二附属医院2019年1月至2021年12月收治的114例鼻咽癌放疗患者为研究对象,分为A、B两组各57例,A组采用VMAT放疗,B组采用IMRT放疗。比较两组患者的疗效、靶区剂量、风险器官(OAR)受量、治疗效率(加速器跳数、治疗时间)、不良反应。结果:治疗后,两组患者治疗总缓解率、靶区剂量比较差异无统计学意义(均P>0.05);A组患者视神经、晶体、腮腺、下颌骨受量低于B组,差异有统计学意义(均P<0.05);A组治疗中加速器跳数、治疗时间均少于B组,差异有统计学意义(均P<0.05);两组治疗期间不良反应发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论:VMAT、IMRT治疗鼻咽癌患者效果相当,但应用VMAT可减少病灶周围正常器官的受量,对提升治疗效率及安全性有利。

EGFR基因突变对宫颈癌容积旋转调强放疗的效果及预后的影响

目的分析表皮生长因子受体(EGFR)基因突变对宫颈癌容积旋转调强放疗的临床疗效及预后的影响。方法选取2019~2021年收治的EGFR基因突变宫颈癌患者50例为研究组,另选取EGFR基因未突变宫颈癌患者50例为对照组,2组均行容积旋转调强放疗治疗。对比2组临床疗效、免疫功能、肿瘤标志物、基质金属蛋白酶、生长因子水平及预后情况。结果与对照组相比,研究组患者客观缓解率、疾病控制率较高,6个月生存率、1年生存率较高(P<0.05)。治疗后,2组患者CD3^(+)、CD4^(+)、CD4^(+)/CD8^(+)水平降低,但与对照组比较研究组较高,CD8^(+)水平升高,但与对照组比较研究组较低(P<0.05)。治疗后,2组患者糖类抗原125(CA125)、鳞状细胞癌抗原(SCC-Ag)、癌胚抗原(CEA)、基质金属蛋白酶-2(MMP-2)、基质金属蛋白酶-9(MMP-9)、血管内皮生长因子(VEGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)水平降低,且与对照组比较研究组较低(P<0.05)。结论EGFR基因突变可提升容积旋转调强放疗治疗宫颈癌的临床疗效,且可改善患者预后情况,提升生存率。

调强放疗与容积弧形调强放疗技术对乳腺癌患者分次内位移误差的影响研究

目的比较保乳术后乳腺癌患者在应用调强放疗(Intensity Modulated Radiation Therapy,IMRT)与容积弧形调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)技术中的分次内位移误差大小,并研究体位固定时增加腹部热塑膜能否减少分次内位移误差。方法选取2022年10月至2023年3月乳腺癌保乳术后接受放射治疗的60例女性患者为研究对象,按照治疗技术不同将其随机分为IMRT组(n=30)和VMAT组(n=30);在2组中各随机选取15例患者在体位固定时增加腹部热塑膜,按照固定附件是否采用腹部热塑膜分为常规组和腹膜组;以计划靶区为主要配准区域,应用锥形束CT灰度配准算法分别比较IMRT组与VMAT组、常规组与腹膜组的分次内位移误差大小。结果经独立样本t检验,VMAT组的治疗时长显著小于IMRT组[(4.17±0.86)min vs.(9.69±1.13)min],差异有统计学意义(P<0.05);经Wilcoxon秩和检验,VMAT组的患者在左右(x)、头脚(y)、前后(z)方向分次内位移误差均小于IMRT组,差异有统计学意义(P<0.05)。经独立样本t检验,常规组的治疗时长与腹膜组差异无统计学意义(P>0.05);经Wilcoxon秩和检验,腹膜组患者在x、y方向分次内位移误差小于常规组,差异有统计学意义(P<0.05),在z方向的差异则无统计学意义(P>0.05)。结论保乳术后乳腺癌患者使用VMAT相比于IMRT,患者的分次内位移误差更小,在体位固定环节增加腹部热塑膜可减少患者x和y方向的分次内位移误差。

光学体表监测系统引导VMAT技术在全身放射性治疗的应用

目的:建立光学体表监测系统(OSMS)引导容积旋转调强(VMAT)技术应用于全身放射性治疗(TBI)的基本流程,评价OSMS在放疗前分次间辅助摆位和放疗中分次内实时监测位置误差的精确性和有效性。方法:回顾分析造血干细胞移植前清髓接受OSMS引导VMAT-TBI的白血病患者15例,CT模拟定位,分别在头先进仰卧位(HFS)和脚先进仰卧位(FFS)采集全身图像数据,传输至治疗计划系统进行图像融合、多中心VMAT放疗计划设计及剂量验证,处方剂量为800 cGy/4F,一天两次。放疗前采用OSMS辅助摆位,CBCT进行位置验证,治疗中应用OSMS监控,通过分析离线日志文件获得OSMS实时监测的分次内误差。结果:HFS模式计划靶区的平均剂量和覆盖率分别为(905.4±19.0)cGy和(93.0±2.8)%;危及器官肺和肾脏平均剂量分别为(603.7±55.7)cGy和(600.4±49.6)cGy;晶体最大受照剂量为(393.9±58.9)cGy。FFS模式计划靶区的平均剂量和覆盖率分别为(888.5±58.9)cGy和(94.0±3.2)%;衔接处的最大剂量为(1148.9±72.9)cGy。单次放疗实施时间为(75.1±15.1)min。放疗前OSMS辅助摆位,CBCT三维矢量总偏差在平移方向和旋转方向分别为(2.71±1.96)mm和(0.91±0.90)°。在放疗中OSMS监测的分次内运动幅度平移方向三维矢量偏差为(1.95±1.88)mm,其中偏差在1 mm以内的在LNG、LAT和VRT方向上占比分别为57.5%、79.7%和62.1%;旋转方向三维矢量偏差为(0.76±0.72)°,其中偏差在1°以内在Rtn、Pitch和Roll方向上占比分别为93.1%、85.7%和94.3%。结论:VMAT简化TBI流程,同时提高靶区的覆盖率并较好地保护危及器官;采用OSMS可减少位移误差特别是旋转误差,为保障TBI精确实施和患者的安全性,有必要联合OSMS进行辅助摆位和分次内位置监测。