模拟退火逆向优化算法在宫腔管联合插植针的宫颈癌三维后装腔内放疗中的应用

目的探讨模拟退火逆向优化算法(IPSA)在以插植针为施源器的宫颈癌三维后装腔内放疗中的应用效果。方法以2016年10月至2018年7月接受根治性外照射及腔内联合组织间插植的局部晚期宫颈癌患者60例为研究对象,其中宫腔管联合1~4根插植针的患者各15例。在每例患者的同一套CT图像上,分别用正向的图形优化(GRO)方式和IPSA完成两种放疗计划,采用配对t检验分析两种计划方式的剂量学差异。结果IPSA计划的D90、V100均高于GRO计划(t=-4.742、-4.823,P<0.05),但靶区一致性指数(CI)和靶区适形指数(COIN)略低于GRO计划(t=9.642、8.783,P<0.05)。两组计划的靶区高量(V150、V200、V300)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。两组计划的膀胱、直肠D2 cm3相近(P>0.05)。宫腔管联合1根插植针时,IPSA较GRO的平均D90只提高了4 cGy(P>0.05);但随着插植针管数的增加,IPSA相比于GRO,D90提高的幅度也逐渐增加;当增加到4根插植针时,IPSA较GRO的平均D90增加了14 cGy(t=-3.180,P<0.05)。与GRO相比,IPSA的V100提高的幅度同样随着插植针管数的增加而逐渐增加。结论在以宫腔管联合插植针为施源器的宫颈癌三维后装治疗中,相比于GRO计划,IPSA计划在未增加靶区高量和危及器官剂量的情况下,可以提高靶区的覆盖度(D90、V100),且随着插植针管数的增多,IPSA较GRO在提高靶区覆盖度方面的优势也更为明显。

宫颈癌后装放疗中剂量的体积优化和逆向模拟退火优化的比较分析

目的:比较宫颈癌腔内联合组织间插植三维后装计划中体积优化和模拟退火逆向优化(IPSA)剂量分布的差异,为其在治疗中计划设计优化方案的选择提供依据。方法:选取15例进行了三维后装治疗的宫颈癌患者,原执行体积优化,基于原始图像重新设计IPSA计划,配对t检验两种优化方法的剂量学差异。结果:在两组间靶区V_(100%)和V_(150%)以及均匀性指数方面无统计学差异(P>0.05)。而靶区的适形度指数的平均值有着显著差异[体积优化(0.77±0.11),IPSA优化(0.82±0.07)],且具有统计学差异(P<0.05)。在OAR方面,与体积优化相比,IPSA优化使OAR的受照剂量明显降低,统计学差异明显(P<0.05)。结论:与体积优化方法相比,IPSA优化在提高靶区适形度指数的同时,更好地对OAR起到保护作用,且计算过程相对简捷,是临床上更可取的计划优化算法。

宫颈癌后装治疗中图形优化与逆向模拟退火优化剂量学分析

目的 比较宫颈癌三维后装计划中图形优化（GO）和模拟退火逆向优化（IPSA）剂量分布的差异，为宫颈癌后装治疗计划优化方法的选择提供依据。方法 利用Excel 2007产生的随机数，从已完成治疗的根治性宫颈癌患者中选取21例，原后装治疗计划采用图形优化，基于原图像信息，制定IPSA计划，统计临床靶区（CTV）剂量体积参数V100%、V150%，以及均匀性指数（HI）、适形指数（CI）、膀胱和直肠的D1 cm3、D2 cm3，对比两种优化方法的剂量特点。结果 两个计划的靶区剂量均能满足处方要求，所有靶区剂量参数的均值接近，差异无统计学意义（P〉0.05）。与GO计划相比，IPSA计划中膀胱D1 cm3、D2 cm3的剂量明显降低（t=3.596、3.490，P〈0.05）；直肠剂量参数的差异无统计学意义（P〉0.05）。结论 在宫颈癌三管后装治疗中，采用GO和IPSA对靶区无影响，但IPSA可以减小膀胱的最大受量。

宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量及相关性分析

目的比较CT图像引导下的宫颈癌三维后装治疗中两种优化方式的剂量学差异,并为传统的二维腔内治疗点剂量评估提供参考依据。方法回顾分析30例宫颈癌患者手动优化(MO)的后装治疗计划,并在此计划原靶区和危及器官(OARs)勾画、处方剂量等不变的基础上,利用模拟退火逆向优化(IPSA)重新设计治疗计划,并比较这两种计划的靶区和危及器官的剂量学参数及相关性分析。结果与MO计划相比,IPSA计划的靶区剂量参数D90、D100、V100等差异无统计学意义,但膀胱和直肠的D2 cm3、D1 cm3剂量明显降低(P<0.05),治疗时间也稍缩短(P<0.05)。IPSA计划膀胱参考点剂量明显低于其D2 cm3剂量(P<0.05),且与小肠D2 cm3剂量呈正相关性(P<0.05);直肠参考点剂量与直肠、乙状结肠D2 cm3剂量呈正相关性,但与乙状结肠相关性更大(P<0.05)。结论 IPSA计划能提供与MO计划相同的靶区覆盖率,但降低了膀胱、直肠的最大受量;膀胱参考点剂量评估会低估膀胱的真实受量、直肠参考点剂量评估可能会造成乙状结肠超量。

Ⅱb~Ⅲb期宫颈癌腔内联合宫旁插植近距离治疗计划中的3种不同优化方法的剂量学比较

目的比较分析Ⅱb~Ⅲb期宫颈癌腔内联合宫旁插植近距离治疗计划中的3种优化方法的剂量学差异。方法选取Ⅱb~Ⅲb期宫颈癌患者33例,对每例患者制订3种计划,分别为手动优化组、模拟退火逆向计划优化算法(IPSA)组、混合逆向计划优化算法(HIPO)组。比较3组计划中高危临床靶区(HR-CTV)的体积剂量参数V_(150)、V_(100)、D_(100)、D_(90)、均匀性指数(HI),以及危及器官(直肠、膀胱、乙状结肠)的剂量参数D_(0.1 cm^(3))、D_(1 cm^(3))、D_(2 cm^(3))。结果 IPSA组和HIPO组的V_(150)、V_(100)均低于手动优化组,HI均高于手动优化组,HIPO组的V_(100)高于IPSA组,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。IPSA组和HIPO组直肠、膀胱、乙状结肠的D_(0.1 cm^(3))、D_(1 cm^(3))和D_(2 cm^(3))均低于手动计划组,差异均有统计学意义(P﹤0.05);HIPO组直肠、膀胱的D_(0.1 cm^(3))、D_(1 cm^(3))和D_(2 cm^(3))均低于IPSA组,差异均有统计学意义(P﹤0.05)。结论对于局部晚期宫颈癌腔内联合宫旁插植技术,基于3组优化方法的计划均能满足临床需求。HIPO计划和IPSA计划能提高靶区剂量覆盖;HIPO计划较IPSA计划可以进一步提高靶区的V_(100)和HI指数,同时减少膀胱和直肠的受量。

三种不同优化方法在局部晚期宫颈癌腔内联合组织间插植近距离治疗计划中的剂量学比较

目的 比较分析局部晚期宫颈癌腔内联合组织间插植近距离治疗计划3种优化方法的剂量学差异。方法 回顾性选取局部晚期宫颈癌患者20例，对每例患者根据不同优化方法，分别制定3种计划，分别为手动计划组，基于图形优化；逆向1计划组，基于模拟退火优化算法；逆向2计划组，在逆向1组基础上增加了靶区（CTV）最大剂量限定。比较计划中CTV的体积剂量参数V200、V150、V100、D100、D90、均匀性指数（HI），以及直肠、膀胱、乙状结肠的剂量参数D0.1 cm3、D1 cm3、D2 cm3。结果 CTV方面，手动组和2个逆向组的D100参数差异无统计学意义（P〉0.05），但2个逆向组的V200、V150、V100、HI参数明显优于手动组（t=-3.422～9.910，P〈0.05）。逆向1组的V100和D100优于逆向2组（t=7.238、5.032，P〈0.05）。危及器官（OARs）方面，与手动组相比，2个逆向组中直肠、膀胱、乙状结肠的D0.1 cm3、D1 cm3和D2 cm3明显降低（t=2.235～5.819，P〈0.05）。结论 对于局部晚期宫颈癌腔内联合组织间插植技术，基于3组优化方法的计划均能满足临床需求，且使用逆向优化方法保证了靶区剂量覆盖，同时减少直肠、膀胱、乙状结肠的最大受量。

妇科肿瘤后装逆向调强放疗的初步临床研究

目的评价后装逆向调强放疗技术在妇科肿瘤治疗中的临床价值。方法选取20例I～Ⅲ期宫颈癌患者，采用随机数字表和余数分组的方法分为A、B两组，各10例。A组病例行后装逆向调强放疗，B组病例行三维适形后装放疗。分析两组患者的靶区剂量分布、危及器官受量、放疗并发症及近期疗效。结果A组靶区剂量均匀度指数（H1）为52．43±0．45，好于B组的46．37±1．45（t=0．92，P〈0．05）；A组直肠、膀胱最大受量Dmax分别比B组低37％、35％（t=1．34、1．39，P〈0．05），A组75％处方剂量的直肠、膀胱受照体积k约为B组的1／2（t=1．23、1．13，P〈0．05）；A组局部控制率96％好于B组的93％（t=1．25，P〈0．05）。结论后装逆向调强放疗优于三维适形后装放疗．值得在妇科肿瘤治疗中广泛府用。