二维碳离子放疗计划中摆位误差对靶区剂量的影响

目的探讨二维碳离子放疗计划中摆位误差对靶区剂量的影响。方法基于现有的放疗计划系统ciPlan,分别在水膜体和人体CT影像中建立一个6 cm×6 cm×6 cm大小的规则计划靶区,采用碳离子二维均匀扫描,模拟靶区中心在左-右(L-R)、前-后(A-P)和头-脚(H-F)三个维度中单个方向、2个方向和3个方向分别偏离0.5、1.0、2.0、3.0和5.0 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量的变化。结果在水模体当中,靶区中心偏移量≤1 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量的变化量很小;当靶区中心偏移量>1 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量的变化量存在不同程度的增大,但靶区中心偏移量<2 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量的偏差低于5%;当靶区中心偏移量>3 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量变化剧烈,偏差甚至达到近50%。在人体CT影像中,靶区中心偏移量≤1 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量的变化量很小;当靶区中心偏移量>1 mm时,靶区90%和95%体积所受剂量就会出现比较复杂的变化。另外,不管是在水膜体中还是在人体CT影像中,剂量偏差均具有方向性,且靶区95%体积所受剂量相对于靶区90%体积所受剂量对位置精确度表现出更加明显的相关性。结论在碳离子二维均匀扫描过程中,为了保证靶区的剂量,摆位误差应≤1 mm;靶区95%体积所受剂量相对于靶区90%体积所受剂量对摆位精确度的依赖更强;在非均匀模体CT影像中,位置的偏移对靶区剂量的影响更为复杂。

碳离子治疗结直肠癌的基础与临床研究进展

结直肠癌是临床常见的恶性肿瘤,放射治疗作为结直肠癌的主要治疗方法,对肿瘤进展有较好的抑制作用。近年来,碳离子因其良好的物理学及生物学优势,在对结直肠癌局部复发或者远处转移的治疗中,表现出比传统放疗更好的临床效果。本文主要回顾了近年来碳离子治疗结直肠癌复发的相关基础与临床研究,以期为预防和减少结直肠癌患者放疗后不良反应及延长患者生存期提供理论依据。

两种剂量分割模式碳离子放射治疗肺癌淋巴引流区临床报告

目的比较采用相对生物效应(RBE)剂量48 Gy,16次和12次分割碳离子束照射局部晚期非小细胞肺癌(LA-NSCLC)淋巴结引流区的不良反应、有效性及生存率。方法收集2020年6月至2021年12月甘肃省武威肿瘤医院重离子中心收治的病理确诊为LA-NSCLC的患者72例,简单随机法分为A组、B组各36例,分别给予A组48 Gy(RBE)分16次和B组48 Gy(RBE)分12次碳离子束选择野照射淋巴结引流区,观察其急慢性不良反应、有效性及生存率。采用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,log-rank法进行差异检验。结果A、B组中位随访时间分别为13.9(8.8~15.7)、14.6(6.3~15.9)个月,治疗有效分别为16例(44.4%)、9例(25.0%),疾病控制分别为34例(94.4%)、30例(83.3%)。统计分析显示A、B组总生存率的差异无统计学意义(χ^(2)=1.192,P=0.275)。两组患者放疗计划参数比较显示,CTV体积,患侧肺D_(mean)、V_(5 Gy(RBE))、V_(20 Gy(RBE))、V_(30 Gy(RBE)),心脏V_(20 Gy(RBE))、V_(30 Gy(RBE))、D_(mean),食管V_(30 Gy(RBE))、V_(50 Gy(RBE))、D_(max)、D_(mean),气管D_(max),脊髓D_(max)等相关指标的差异均无统计学意义(P值均>0.05)。纳入患者在治疗期间及随访过程中均未出现3、4级不良反应;两组患者1、2级急性放射性皮肤反应(χ^(2)=5.134,P=0.077)、放射性食管炎(χ^(2)=1.984,P=0.371)、晚期放射性肺炎(χ^(2)=6.185,P=0.103)发生情况的差异均无统计学意义。结论碳离子放疗系统两种剂量分割模式在LA-NSCLC纵隔淋巴结引流区选择野照射治疗中安全性相近,不良反应可控,远期疗效仍需进一步观察。

PET-CT成像用于碳离子治疗剂量验证的SUV值范围研究

目的 采用碳离子治疗计划CT图像与实际碳离子照射后靶区位置产生的正电子PET-CT图像进行配准融合,在照射后衰变时间下以不同靶体积、单次靶区剂量测量对应PET-CT图像SUV值并找出相应范围,为临床治疗中采用在线PET-CT图像准确评价验证计划靶区剂量与实际靶区剂量相关性和一致性提供参考和帮助.方法 选用仿真头部体模为研究对象,经模拟CT扫描生成计划图像后在重离子TPS中勾画体积分别为10、4、1 cm3规则立方体,以模拟颅内脊索瘤患者CTV.采用重离子治疗系统以固定90°单射野对三组虚拟靶区分别进行照射,单次相对平均等效剂量分别给予2.5、5.0、8.0 GyE,模拟常规分割和大分割剂量放疗.照射后即时应用PET-CT系统对体模进行扫描,采用医学图像处理软件对治疗计划CT图像与实际照射后PET-CT图像进行刚性配准融合,通过计划CT图像中虚拟靶体积位置确定相应PET-CT图像中该范围内SUV值等一系列数据,并分析不同靶体积和不同照射剂量条件下各次PET-CT图像中SUV数据组的规律和异同.Pearson法相关分析.结果 对相同体积靶区,相应SUV值与照射剂量大小存在一定线性相关性（P=0.000）;而对不同体积靶区,在照射剂量完全相同情况下对应SUV值大小范围均保持一致（P〉0.05）.结论针对模拟人体头部颅内靶区碳离子治疗计划,应用照射后一定时间内扫描得出的PET-CT图像与计划CT图像进行融合配准,通过分析靶区体积SUV值来评价验证靶区剂量沉积准确性的这一方法是可行的.

碳离子束治疗皮肤恶性黑色素瘤的近期疗效

目的 评价碳离子（^12C^6＋）束对皮肤恶性黑色素瘤放射治疗的近期疗效和副反应.方法 13例皮肤恶性黑色素瘤患者分6批接受^12C^6＋束放射治疗,其中Ⅱa期2例,Ⅱb期3例,Ⅱc期5例,Ⅲc期3例.照射总剂量60～66 GyE分6～12 d,单次剂量2.2～4.4 GyE,1次/d,连续治疗.采用RTOG标准和WHO近期疗效标准分别评价副反应和近期疗效.结果 中位随访时间为13.5个月（1～25个月）,随访率为100%.13例患者中完全缓解10例,部分缓解3例,有效率为100%,中位生存时间为21.3个月（95%可信区间为18.1～24.5个月）.皮肤反应0级3例,1级6例,2级2例,3级2例.血液系统副反应治疗前后无明显改变.结论 ^12C^6＋束治疗皮肤恶性黑色素瘤近期疗效好,且并发症轻.

碳离子放射治疗原发性肝癌研究及文献分析

报道1例原发性肝癌进行碳离子放射治疗的病例,并对相关文献作一综述。认为对因各种情况不能耐受手术或拒绝手术的肝癌患者,碳离子治疗可考虑作为手术的最佳代替手段。

碳离子射线治疗10例气管腺样囊性癌的初步临床观察

目的观察碳离子放射治疗气管腺样囊性癌的近期疗效和不良反应。方法2016年3月至2017年10月共收治10例气管腺样囊性癌患者,其中3例为复发患者(2例术后、1例放疗后复发),1例为I期疾病接受气管镜下冷冻术后无明显肿瘤残留者,其余均为局部晚期患者;10例患者均采用笔形束扫描技术的碳离子放疗,1例放疗后复发患者接受了 60 GyE分20次照射;1例冷冻术后患者及1例术后复发患考接受了 66 GyE分22次照射,其余患者均接受了 69 GyE分23次照射。结果中位随访时间5.5个月(1.5-16.4个月)。根据RECIST 1. 1标准,有可见病灶的9例患者中,3例完全缓解,2例部分缓解,4例疾病稳定。冷冻术后的1例患者无复发转移迹象"除1例患者放疗后4. 5个月出现4级气管狭窄外,其余患者未见23级放疗反应:2级急性反应包括声音嘶哑和中性粒细胞下降各1例,均在治疗后缓解;2级晚期反应为1例甲状腺功能下降.结论短期随访提示,碳离子射线治疗气管腺样囊性癌安全、有效。

质子碳离子笔形束扫描技术治疗头颈部脊索瘤与软骨肉瘤的初步结果

目的采用质子碳离子笔形束扫描技术治疗头颈部脊索瘤软骨肉瘤患者的不良反应和近期疗效。方法2014-2016年共收治61例接受质子重离子治疗作为首程放疗的头颈部脊索瘤及软骨肉瘤患者，其中脊索瘤45例，软骨肉瘤16例；男39例，女22例；中位年龄38岁（14-70岁），中位肿瘤最大直径4．1 cm（0-8．6 cm）。肿瘤原发部位以枕骨斜坡及颈椎为主。结果单纯质子治疗8例，质子＋碳离子治疗21例，单纯碳离子治疗32例，所有患者均顺利完成治疗。患者中位随访时间21个月（7-47个月）。未见3-4级急性不良反应，晚期不良反应仅1例放射性颞叶损伤。2年无进展生存率91％，2年总生存率100％。结论质子重离子治疗脊索瘤软骨肉瘤取得了较好的短期疗效．长期疗效及不良反应仍需要进一步随访。

基于非小细胞肺癌碳离子点扫描治疗的不同优化策略研究

目的 通过设计4种碳离子点扫描优化策略,对非小细胞肺癌（NSCLC）的靶区剂量覆盖和危及器官（OARs） 受量变化来评估各策略。方法 10例NSCLC粒子治疗患者,于治疗期间采集多组四维CT （4DCT）用于剂量评估。4种优化策略为单纯调强优化（IMCT-NoAS）、调强优化结合肿瘤内靶区（IGTV）组织密度设定（IMCT-ASM）、单纯单射野优化（SBO-NoAS）、单射野优化结合靶区组织密度设定（SBO-ASM）。初始计划在复查4DCT数据上重新计算后与初始计划做剂量比较。结果 初始计划在复查CT数据上重新计算后各策略间靶区覆盖相近,仅IMCT-NoAS有较大剂量分布差异。而OARs剂量相对于初始计划患侧肺V20生物有效剂量（RBE）最大增加约2.0 Gy;IGTV组织密度设定计划,心脏V30最大增加RBE约1.0 Gy,而IGTV未设定的计划则最大降低RBE约0.2 Gy;脊髓的RBE最大值约有2.5 Gy差异。结论 碳离子治疗对射束路径上的肿瘤内运动变化敏感。当肿瘤在头脚方向的运动幅度〉8 mm时,SBO-ASM 策略有较好的靶区覆盖,但潜在导致剂量分布过冲到比初始计划剂量分布更深的位置。

重离子((12)C^(6+))束治疗肿瘤初步临床报告

目的探讨碳离子(12C6+)辐射对恶性肿瘤的治疗作用,初步确定治疗安全剂量,观察其急性副反应及近期疗效。方法12例表浅肿瘤患者(受试者)分为2个组,A组5.10～8.79 GyE/次,1次/d,连续9 d总剂量50.94～70.41 GyE;B组5.04～8.58 GyE/次,1次/d,连续7 d总剂量35.88～60.06 GyE。采用RTOG急性放射损伤分级标准判断急性损伤并通过局部肿物缩小程度评价近期疗效。结果治疗结束随访2个月后,A、B组受试者皮肤反应发生率分别为2/4、3/8,两组无明显血液毒性和严重皮肤反应。A、B组局部肿物缩小程度≥50%分别占3/4、5/8。结论12C6+束治疗表浅肿瘤显示出良好的安全性和近期疗效。

成人胶质瘤质子与重离子治疗现状及进展

脑胶质瘤是最常见的原发脑恶性肿瘤,标准治疗是手术联合术后放疗,但疗效并不理想。质子和碳离子治疗是目前最先进的放疗技术,在多种肿瘤中显示出优于光子放疗疗效和生存质量。然而,质子与碳离子治疗应用于胶质瘤的作用尚未明确,本文将就质子与碳离子治疗成人胶质瘤的基础研究和临床结果进行详细阐述。

基于放疗设备时间特性研究提高质子重离子治疗效率方法

目的通过对加速器系统时间特性的分析,找出影响质子重离子治疗时间的关键因素,研究提高治疗效率的方案。方法系统分析了47例分别使用质子和碳离子治疗不同类型癌症患者的治疗日志文件,其中肺癌患者使用了呼吸门控技术。研究质子碳离子治疗系统射束投照的时间特性,并找出潜在提高治疗效率的办法。结果使用门控技术的质子束治疗肺癌患者每个等能量层平均出束时间和平均周期最长,分别为(2.98±1.98)s和(5.71±4.51)s。不使用门控技术的质子和碳离子治疗患者的平均周期约为7min。使用门控技术的质子治疗肺癌患者的平均周期约为15min。结论使用对布拉格峰展宽较宽的微型脊形过滤器或纹波过滤器以减少等能量层数,以及采用被动屏气门控技术以消除门控导致的单个等能量层治疗的中断,是部分治疗设备提高治疗效率的两种可行方法。

闪烁体探测器在质子重离子治疗质控中的应用

目的采用自制二维闪烁体探测器对主动式点扫描质子重离子加速器放疗系统进行质控检测,为质子重离子束的质量(束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等)提供快速检测方法和参考。方法探测系统由硫氧化钆闪烁体荧光屏、不锈钢板和光学数码相机组成。将质子重离子束垂直入射到闪烁体荧光屏转化为可见光,经不锈钢镜面反射至相机成像仪上形成图像信号,通过对信号分析处理,获取质控参数。结果多丝正比室和闪烁体探测测得量束斑位置偏差<1mm。多丝正比室测得束斑大小与用闪烁体探测系统器测得量值之间差值:质子为(1.40±0.59)mm,碳离子为(0.5±0.08)mm。429.25MeV/u碳离子的x、y轴虚源分别为751.8、805.6cm,与物理距离差值<1%。测得287.5MeV/u碳离子的射程为160mm。结论自制闪烁体探测器可以测量束斑位置、束斑大小、虚源、深度分布曲线及射程等。该探测器可作为一项质子重离子治疗质控的有效工具。

基于γ分析的LNDM和MKM放疗计划处方剂量转换研究

目的在基于纳剂量学模型(LNDM)的治疗计划中,应用日本国立放射线综合医学研究所(NIRS)积累的临床经验,验证γ分析方法在LNDM和微剂量动力学模型(MKM)间处方剂量转换研究中的可行性。方法通过开源的多种射线放疗计划设计平台matRad,采用γ分析的方法对基于MKM和基于LNDM的碳离子治疗计划进行比较,得到不同模型的转换因子。通过水模体研究靶体形状及大小、靶体位置深度、处方剂量和照射方式对模型转换因子的影响,并采用C型靶模型和肝癌患者病例对转换因子进行初步验证。结果模型转换因子与靶体形状无关,与照射方式有关。在单野照射条件下,其与靶体大小、靶体位置深度及处方剂量成正相关。并且C型靶模型和肝癌患者病例成功验证了转换因子,其基于MKM和LNDM的治疗计划所生成的物理剂量分布的γ通过率(2%/2 mm)分别为92.79%和91.19%。结论本文所计算的转换因子(f=D_(LNDM)/D_(MKM))可用于指导基于LNDM的碳离子治疗计划设计时处方剂量的设置。γ分析可用于不同模型处方剂量间的转换研究。