磁共振引导放射治疗中剂量分布的影响因素

磁共振引导放射治疗可以提高治疗精度,但磁场的引入会影响射线在人体的剂量分布。这与磁共振-放射源安装模式、组织特征、主磁场磁感应强度及射线能量等因素有关。研究磁场中的剂量分布特性可以为精确剂量计算提供依据。本文就磁共振引导放射治疗中剂量分布的影响因素进行综述。

利用基于图像配准的深度学习方法提高磁共振引导前列腺癌放疗自动勾画精度

目的:改进在线磁共振图像中前列腺靶区和危及器官的自动勾画性能,提高磁共振引导前列腺癌在线自适应放射治疗的效率。方法:对40例接受磁共振引导在线自适应放射治疗的前列腺癌患者进行回顾性研究,其中训练集25例、验证集5例、测试集10例。将模拟定位图像与相应勾画信息和在线磁共振图像进行配准后输入深度学习网络,实现对磁共振图像的自动勾画,并与形变配准方法和单MR输入的深度学习方法进行比较。结果:本文方法的自动勾画准确性整体优于形变配准方法和单MR输入的深度学习方法,临床靶区、膀胱、直肠和左、右侧股骨头的平均Dice相似性指数分别达0.896、0.941、0.840、0.943和0.940。结论:本文方法能有效提高磁共振引导前列腺癌在线自适应放射治疗中自动勾画的准确性和效率。

磁场对鼻咽癌放射治疗剂量学的影响

目的:比较1.5T与0T磁场下鼻咽癌治疗计划的剂量学差异。方法:对7例鼻咽癌患者制定0T磁场下的治疗计划,分别计算0T和1.5T磁场下的剂量分布,比较两者的PTV的D2%、D95%、D50%与危及器官的最大剂量与平均剂量。结果:1.5T磁场下,PTVnd的D95%和D50%分别降低了4.4%(P=0.005)和1.1%(P=0.005);PTV2的D95%和D50%分别降低了2.6%(P=0.007)和2.0%(P=0.021),D2%增加了2.4%;皮肤和左侧晶体的最大剂量分别增加11.1%(P=0.016)和4.9%(P=0.028);皮肤,左侧腮腺和右侧腮腺的平均剂量分别增加3.5%(P=0.005),15.1%(P=0.005)和12.8%(P=0.005);其余靶区和危及器官的剂量学参数均无显著性差异(P>0.05)。结论:1.5T磁场对鼻咽癌计划的剂量学参数影响较小,但不可忽略,尤其是皮肤和腮腺,在计划优化过程中应加入磁场因素。

基于1.5TMR-linac在线自适应MR引导放疗在肝癌患者中的应用

目的评估1.5T磁共振引导放疗(MRgRT)在肝癌放射治疗中的应用,制定标准的工作流程,并评估流程的可行性。方法分析2021-04-12-2022-04-18在山东省肿瘤医院使用MRgRT的62例肝肿瘤患者临床资料。其中肝细胞癌31例,肝转移瘤31例;放疗方案:7Gy×9次患者20例,常规分割42例。将疾病部位、放疗方案、使用MRgRT的临床依据、物理计划细节、腹部压力呼吸控制和配准误差等因素进行汇总,并在个体之间进行分层次比较,以确定流程实践模式的可行性和普适性。结果34例(54.8%)患者使用8野调强放射治疗;偏移误差X向量位移为(0.55±0.50)cm,Y向量位移为(0.69±0.44)cm,Z向量位移为(0.34±0.31)cm;总体患者计划靶区(PTV)的均匀性指数(HI)平均值为1.10(1.06~1.62),适形性指数(CI)平均值为0.69(0.04~0.9),所有患者靶区体积平均值为(48.16±62.04)cm3,靶区体积与HI(t=5.923,P=0.286)和CI(t=5.980,P=0.06)差异均无统计学意义。身体质量指数(BMI)与X、Y、Z轴向量摆位误差差异均无统计学意义(tx=-0.973,Px=0.339;ty=0.778,Py=0.443;tz=-1.025,Pz=0.314)。单次剂量(HI:t=2.657,P=0.013;CI:t=-3.073,P=0.005)及分割次数(HI:t=2.285,P=0.035;CI:t=-3.504,P=0.003)均与HI/CI存在相关性,放疗计划中<7Gy组及大分割组(≤9次)中的HI、CI更优。性别、BMI与摆位误差在X、Y、Z轴上差异均无统计学意义,均P>0.05。疗效评估结果显示,病情稳定(SD)率为75.8%,疾病进展(PD)率为21.0%,且总体放疗不良反应轻微,未发现放射性肝炎病例。结论本研究制定了MRgRT在肝肿瘤患者中的工作流程,并表明其工作流程是可行的,为进一步开展肝肿瘤磁共振引导放疗提供了理论基础,具有实践意义。

一种测量MR-linac配准误差的质量保证流程研究

目的 设计一种利用电子射野影像装置(EPID)实现精确摆位的方法,应用该方法探究MR-linac的配准误差并提出配准质量保证工作流程。方法 通过观察EPID图像中钨球位置的方法实现精确摆位,并选择Head模体验证该方法的精度。使用Zeus运动胸廓模体在5种不同运动模式下扫描模拟CT并分别生成参考计划。每组参考计划在模体位置和运动模式不变的情况下扫描治疗前MRI,并分别以脊髓和大体肿瘤体积(GTV)为感兴趣区域(ROI)与模拟CT配准并记录图像对齐的移动距离。在模体位置不变、运动模式改变的情况下扫描治疗前MRI进行配准以考察运动状态对配准误差的影响。对齐距离即配准误差(ΔX、ΔY和ΔZ),误差的正负值代表不同的方向,统计配准误差的大小范围并分析运动状态和ROI选择对误差的影响。结果 Head模体的配准误差为ΔX=1.10 mm,ΔY=1.80 mm,ΔZ=0.30 mm。Zeus模体的配准误差(ΔX,ΔY,ΔZ)最小值分别为-1.00、-1.40和-1.90 mm;最大值分别为0.60、6.30和-1.40 mm。ΔY的标准差最大,为2.36 mm;ΔZ的标准差最小,为0.19 mm。以GTV作为ROI时,所有方向误差的标准差均大于以脊髓作为ROI时的配准结果。MR与CT运动状态相同时的配准误差小于运动不同时的误差。结论 基于EPID图像辅助摆位的方法准确可靠,并提出了一种利用运动模体进行MR-linac配准质量控制的工作流程。MR-linac在上下方向的配准误差最不稳定,但总体误差范围是可接受的。