立体定向放射治疗设备的技术现状及发展趋势

立体定向放射治疗(Stereotacic Radiotherapy,SRT)是治疗癌症的一种重要手段,其独特的剂量累积效应最大化地保护了周围正常组织。随着技术的进步SRT不断得到创新优化,多种类型的SRT设备被开发出来,在临床应用中发挥越来越重要的作用。本文对SRT设备的发展历程进行回顾,比较现有SRT设备的技术特点,总结SRT设备的关键技术,对SRT设备的发展趋势进行展望。

构建X射线立体定向放射治疗设备评价体系的研究

立体定向放射治疗是目前实现肿瘤微创治疗和(或)精准放射治疗主要前沿技术手段之一,为此,分析X射线立体定向放射治疗设备的技术评价现状,从设备的技术性能、可用性、可靠性及安全性、临床功能及效果、经济性、服务体系以及适宜性等6个方面设计构建立体定向放射治疗设备从投入市场到临床使用以及维护保养等多个模块的评价体系,综合比较评价国内医疗机构在用立体定向放射治疗设备的优劣。

我国立体定向放射治疗设备的现状与发展

近年来放射治疗技术出现了质的飞跃,体现在以下三项新技术中,即立体定向放射外科、三维适形放射治疗穴3DConformalRadiationTherapy,3DCRT雪和逆向计划调强放射治疗。其中前两项较为成熟,相关的硬件和软件业已商品化,临床应用普及率较高鸦第三项穴IMRT雪则因涉及更复杂的计算机技术穴剂量算法及加速器准直器叶片控制技术等雪而稍稍滞后,整体上仍处在研制阶段。本文就我国目前的这三项技术与设备的发展和现状作了阐述,并对各个生产厂家产品的特点进行了介绍和比较。

立体定向放射治疗设备可靠性评价体系模型的研究

目的:建立立体定向放射治疗设备可靠性评价模型,对国产和进口立体定向放射治疗设备的可靠性进行评价和对比分析。方法:采用文献法和专家咨询法设计立体定向放射治疗设备平均故障间隔时间(MTBF)、平均修复时间(MTTR)、故障程度、系统异常发生频次和设备工作年限5个层面的可靠性评价指标,对比分析5个层面的可靠性差异;采用层次分析法(AHP)建立评价模型,对立体定向放射治疗设备进行定性定量评价。结果:通过AHP得到可靠性评价模型定量计算的公式,并计算出理论上的最大值和最小值,设计的5个层面可靠性评价指标,能够将每个指标根据自身特点划分出不同的评价等级。结论:应用AHP对5个层面的可靠性评价指标及其不同的等级进行定量计算,为国内外立体定向放射治疗设备可靠性对比评价提供依据。

立体定向放射治疗设备可靠性评价中信息自动采集的研究

目的:探究立体定向放射治疗设备故障数据的自动采集,解决立体定向放射治疗设备可靠性分析过程中存在的设备故障数据难获取、真实性差及有效性低等问题。方法:采用图像识别中预处理、模板识别及光学字符识别等技术分析上传视频,完成数据清洗工作,建立数据仓库。利用数据变换和数据归约完成整个数据预处理过程;利用模板匹配技术获取开始照射时间、结束照射时间及回复照射时间等可靠性分析过程中的关键信息。结果:通过立体定向放射治疗设备故障数据的自动采集,实现了故障信息实时采集,确保了信息的完整性和可用性。图像识别技术实现了在海量数据中对有用信息的提取和智能化处理。结论:利用图像采集器和图像识别技术完成故障数据的自动记录和分类,确保数据的真实性、有效性和及时性,为立体定向放射治疗设备可靠性分析提供数据基础。

立体定向放射治疗设备安全性检测评价方案及案例分析

目的:评价立体定向放射治疗设备的安全性检测,保障立体定向放射治疗设备的安全使用。方法:根据国家相关标准制定立体定向放射治疗设备安全性检测步骤和评价方法,分析评价5种不同品牌的立体定向放射治疗设备的机械精度、输出剂量和射野输出均匀性等指标。结果:经对5种立体定向放射治疗设备检测,其等中心精度、光射野一致性、射野输出均匀性以及机架角度改变情况下的X射线输出剂量存在明显差异;而治疗床、治疗头及机架机械精度、输出剂量以及不同剂量率下X射线输出剂量差异不明显。结论:制定立体定向放射治疗设备安全性检测评价方案,对立体定向放射治疗设备进行安全性检测,可为立体定向放射治疗设备的安全性能提供保障。

立体定向放射治疗设备多维度多级别安全性评价模型的构建及应用

目的:构建立体定向放射治疗设备多维度多级别安全性评价模型,以实现并完善立体定向放射治疗设备安全性多维度、多指标量化评价。方法:以立体定向放射治疗设备作为研究对象构建安全性评价模型,从剂量输出安全性、机械精度安全性、环境安全性、安全管理、使用中的安全性5个维度确定一级指标,根据行业标准与专家建议明确二级指标,并细化建立157项三级指标。根据各指标的相对重要性和权重值构建模型评分体系,完成立体定向放射治疗设备多维度多级别安全性评价模型的建立。通过现场数据采集和调查问卷收集等方法获得某院立体定向放射治疗设备各级指标数据,按照上述模型完成安全性评价。结果:某院立体定向放射治疗设备安全性评价总得分率为98%,安全性较高。其中一级指标“安全管理”得分率为88%,说明在安全管理方面存在影响设备使用的安全因素,其他4个一级指标均获得满分。结论:立体定向放射治疗设备多维度多级别安全性评价模型能够从“人、机、环”多个方面评价设备安全性,可为立体定向放射治疗设备安全性评价提供有效工具。

伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良的影响因素

目的:分析伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良的影响因素。方法:回顾性分析2022年1月至2023年1月在该院接受伽马刀立体定向放射治疗的121例肺癌脑转移瘤患者的临床资料。统计伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者的预后情况,采用Logistic回归分析伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良的影响因素。结果:121例伽马刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良40例,设为预后不良组,预后良好81例,设为预后良好组;预后不良组脑转移瘤最大直径≥3 cm、血清鳞状细胞癌抗原(SCC-Ag)≥3.80 ng/mL、血清细胞角蛋白19片段(CYFRA21-1)≥7.52 ng/mL、血清神经元特异性烯醇化酶(NSE)≥50.81μg/L占比均高于预后良好组,差异有统计学意义(P<0.05);Logistic回归分析结果显示,血清SCC-Ag≥3.80 ng/mL、血清NSE≥50.81μg/L均为伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良的危险因素(OR>1,P<0.05)。结论:血清SCC-Ag≥3.80 ng/mL、血清NSE≥50.81μg/L均为伽玛刀立体定向放射治疗肺癌脑转移瘤患者预后不良的危险因素。

立体定向放射治疗小射野探测器研究进展

由于侧向带电粒子平衡的缺失、主光子源的遮挡,以及在小射野测量中可以选择的探测器有限,对现代放射治疗技术进行小野剂量学测定提出诸多挑战,这些挑战极大影响了剂量学的准确性。过量辐射事故表明对小野剂量学测定的适当方法了解不足。本综述介绍了目前适合在小野剂量学测量中应用的各类型探测器,包括微型电离室、半导体探测器、金刚石探测器、塑料闪烁体探测器、放射变色胶片、热释光探测器、放射光致发光玻璃探测器、光受激发光探测器、聚合物凝胶剂量计,为物理师在选择小野探测器时提供参考。

肺部恶性肿瘤立体定向放射治疗后影像学动态变化规律

目的 肺部恶性肿瘤立体定向放射治疗(stereotactic radiation therapy,SRT)后计算机断层扫描(computed tomography,CT)图像的动态变化是一个复杂而连续的过程,容易引起误诊。探讨SRT后肿瘤及其周边正常肺组织的CT图像动态变化的规律。方法 回顾性分析2018—2021年在南京医科大学附属肿瘤医院接受SRT的104例肺部恶性肿瘤患者的临床资料,根据纳入条件,由研究者诊断小组对每次CT图像进行评估和动态比较,记录SRT后肿瘤本身及周边正常肺组织形态学变化和时序特征。结果 104例患者共109个病变。94个(86.2%)病灶呈现残存病灶与周边放射性肺损伤融合形成肿块样实变,可分为3个阶段。发生期:治疗后3个月(范围为1~9个月),胸部CT呈病灶周围絮状渗出性改变。发展期:治疗后4.5个月(范围为1.5~15.5个月),呈密度更高的斑片条索影和/或纤维化实变影。影像稳定前期:治疗后13个月(范围为5.5~39个月),呈纤维化实变逐渐吸收、固结或收缩并与病灶融合形成最终的肿块样实变,伴或不伴随纤维化移动,最终趋于稳定。15例(14.4%)患者周围肺组织无明显改变,仅表现为病灶本身变化,达到影像学稳定的中位时间为治疗后10个月(范围为2.5~15.5个月)。65个(59.6%)病灶影像稳定期肿块样实变长径比初始病变增加了20%以上。进入发展期时间越短,影像稳定阶段肿块样实变长径可能越大(P=0.021)。结论 SRT后肿瘤本身及周边正常肺组织通常会出现连续动态影像学改变,最终多数患者残存病灶与周边肺组织纤维化融合形成肿块样实变。多数患者肿块样实变长径较SRT前增加20%以上。

肺癌立体定向放射治疗摆位误差对剂量的影响

目的分析在肺癌立体定向放射治疗(SBRT)中基于锥形束CT(CBCT)影像的摆位误差及对靶区剂量的影响。方法28例行SBRT的肺癌患者,每次放疗前行CBCT扫描,将得到的CBCT图像与定位CT图像配准,获得左右(X轴)、上下(Y轴)、前后(Z轴)方向的摆位误差值。并计算临床靶区(CTV)外扩至计划靶区(PTV)的边界。在Eclipes计划系统中将治疗中心移至扫描中心,模拟未移床的参数进行计划优化,与治疗前的计划进行对比,分析摆位误差对靶区及危及器官剂量的影响。结果28例患者共获得222次CBCT扫描,考虑误差数值时左右(X轴)、上下(Y轴)和前后(Z轴)方向的摆位误差分别为(2.00±0.90)、(2.05±1.00)、(1.70±0.70)mm。根据摆位误差得到CTV外扩至PTV的边界在X、Y、Z轴三个方向外扩边界分别为7.60、9.14、5.41 mm。模拟未移床时靶区计划D 98%、D 2%为原计划的(84.6±77.0)%、(100.9±100.0)%,差异具有统计学意义(P<0.05);原计划靶区的剂量均匀性指数(HI)及适形性指数(CI)显著优于未移床的计划,差异具有统计学意义(P<0.05)。危及器官为模拟未移床计划的肺受量与原计划比较,差异无统计学意义(P>0.05)。模拟未移床计划的心脏D mean和脊髓D Max分别为原计划的(99.0±95.0)%、(122.4±98.0)%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论CBCT可有效降低肺癌SBRT的摆位误差,避免危及器官受量和防止靶区受量不足。

基于LQ模型的原发性肝癌立体定向放射治疗剂量学实验

目的:探讨肝癌立体定向放射治疗(SBRT)的剂量学效应是否符合线性二次(LQ)模型。方法:选取体外培养的人肝癌细胞株HepG2和Hep3B,给予生物有效剂量(BED)照射(6、8、10、12、14 Gy)。照射分割方式包括单次照射(模拟SBRT)和分次照射3次、5次(模拟IMRT)。检测辐照后存活分数反应不同分割方式的损伤效应;绘制生存曲线,观察不同分割方式对细胞增殖的影响;辐照后细胞划痕实验,观察不同分割方式对细胞侵袭和迁移能力的影响。结果:LQ模型在肝癌SBRT放疗的应用体外验证中出现明显的分离效应。对于HepG2细胞和Hep3B细胞,当BED<12 Gy(α/β=10 Gy)时,不同分割方式在损伤效应、增殖能力、侵袭能力上未显示出明显差异,SBRT符合LQ模型;当BED≥12 Gy时,单次分割相对于多次分割,显示出更高的损伤效应,即SBRT损伤效应高于IMRT。结论:SBRT在肝癌中适用LQ模型具有一定的剂量区间,超过该区间损伤效应高于LQ模型预测结果。

螺旋断层放射治疗计划系统中不同计算网格对肺癌立体定向放射治疗的剂量学影响

目的:探讨螺旋断层放射治疗(helical tomotherapy,HT)计划系统中不同计算网格(calculation grid size,CGS)对非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)立体定向放射治疗(stereotactic body radiation therapy,SBRT)的剂量学影响。方法:选取2019年3月至2022年12月于某院初次接受放射治疗的9例NSCLC患者,采用Fine、Normal和Coarse 3种不同的CGS计划及相同的螺距、调制因子(modulation factor,MF)和优化条件,通过HT系统进行SBRT计划设计,观察比较3种CGS计划下靶区的适形性指数(conformity index,CI)、均匀性指数(homogeneity index,HI)、危及器官(organ at risk,OAR)的剂量学参数、点剂量验证通过率、治疗时间、机器出束量及Sinograms图等指标。使用SPSS 22.0进行统计学分析。结果:3种CGS计划下的靶区HI比较,Fine与Coarse、Normal与Coarse差异有统计学意义(P<0.05),Fine与Normal差异无统计学意义(P>0.05);3种CGS计划下的靶区CI比较,Fine与Coarse差异有统计学意义(P<0.05),Fine与Normal、Normal与Coarse差异无统计学意义(P>0.05)。3种CGS计划OAR的剂量学参数比较,Fine与Coarse心脏D_(max)、D_(mean),食管D_(max)、D_(mean),全肺和患侧肺V5、V_(20)、V_(30)、D_(mean),健侧肺V5、D_(max)及心脏V_(10)、V_(30)差异有统计学意义(P<0.05),Normal与Coarse食管D_(max)差异有统计学意义(P<0.05),其余剂量学参数差异均无统计学意义(P>0.05)。Fine、Normal、Coarse计划的点剂量通过率分别为0.96%、1.50%、1.77%。Fine与Coarse计划在治疗时间和机器出束量方面差异有统计学意义(P<0.05),Fine与Normal、Normal与Coarse差异无统计学意义(P>0.05)。通过Sinograms图对比可知Fine计划正弦图子野色阶较为均匀,Coarse计划存在极深和极浅的色阶区域,Normal计划则介于二者之间。结论:在NSCLC患者的SBRT计划设计中,应尽可能使用小CGS设置以获取更为准确的剂量分布,从而更有利于患者放射治疗计划的顺利执行与不良反应的预防。

基于4D-CT的三种呼吸门控技术对肺癌立体定向放射治疗计划靶区及正常组织器官体积、受照剂量的影响

目的:探讨基于4D-CT的三种呼吸门控技术对肺癌立体定向放射治疗(SBRT)计划靶区及正常组织器官体积、受照剂量的影响。方法:收集108例肺癌患者的病例资料,比较患者在基于4D-CT的三种呼吸门控技术下接受SBRT治疗的肿瘤靶区(GTV)、计划靶区(PTV)体积和受照剂量,并比较三种呼吸门控技术下正常组织的受照剂量。结果:三种不同技术下,患者GTV与PTV体积比较存在统计学意义差异(均P<0.05),其中自由呼吸(FB)技术下的GTV与PTV体积较主动呼吸控制(ABC)、呼吸门控(RG)技术下高,RG技术下GTV与PTV体积较ABC技术下高(均P<0.05);三种不同技术下PTV受照剂量参数靶区适形度指数(CI)水平差异无统计学意义(均P>0.05);三种不同技术下PTV受照剂量参数靶区剂量均匀性指数(HI)、GI水平差异有统计学意义(均P<0.05);其中FB技术下的GI较ABC技术和RG技术下低,HI水平较ABC技术和RG技术下高,ABC技术下的HI水平较RG技术下低(均P<0.05);三种不同技术下心脏、大血管、气管、食管以及脊髓的受照剂量比较差异无统计学意义(均P>0.05);三种不同技术下双肺V_(5)、V_(20)以及平均照射剂量(MLD)比较差异有统计学意义(均P<0.05);FB技术下的V_(5)、V_(20)以及MLD较ABC、RG技术下高,RG技术下V_(5)、V_(20)以及MLD较ABC技术下高(均P<0.05)。结论:基于4D-CT的ABC与RG技术相较于FB技术更有利于缩小靶区体积,提高治疗剂量,同时更有利于降低病灶危及器官与组织的受照剂量。

立体定向放射治疗缓解胰腺腺癌患者疼痛研究进展

立体定向放射治疗在胰腺腺癌疼痛缓解及治疗中展现出了显著的效果,能够有效缓解胰腺腺癌患者的疼痛,提高生活质量,且在局部控制率方面表现优异。与传统的常规分次化疗放疗相比,立体定向放射治疗显示出独特优势。立体定向放射治疗与其他治疗方法的联合应用,如术前化疗放疗,可显著提高患者生存率,为胰腺腺癌的综合治疗提供新策略。本文旨在对立体定向放射缓解胰腺腺癌患者疼痛研究进展进行综述,为探索更加精准的个体化治疗方案提供更多思路。

立体定向放射治疗在寡转移性非小细胞肺癌治疗中的联合应用

寡转移性非小细胞肺癌(NSCLC)不同于广泛转移的晚期NSCLC,针对寡转移灶局部治疗可获得潜在治愈的可能。立体定向放射治疗(SBRT)作为有效的局部治疗手段,联合化疗、络氨酸激酶抑制剂(TKIs)、免疫检查点抑制剂(ICIs)、抗血管生成等可以为晚期NSCLC病人带来生存获益。该文回顾了SBRT在寡转移性NSCLC的研究,从SBRT对寡转移性NSCLC的治疗效果、SBRT联合TKIs和SBRT联合ICIs的临床研究进展展开综述。

化疗和立体定向放射结合治疗局部晚期胰腺癌患者的效果研究

分析局部晚期胰腺癌以化疗结合立体定向放射治疗的价值。方法 选择2020年1月到2022年12月收治的60例局部晚期胰腺癌患者为研究对象,随机分成各30例的两组,对照组用常规分割放疗联合S-1化疗,观察组用立体定向放射治疗联合S-1化疗。对比治疗效果。结果 观察组具有更高的临床效果、治疗后更低的肿瘤标志物及D-2聚体水平、更高的生活质量评分,不良反应发生率更低,(P<0.05)。结论 局部晚期胰腺癌患者使用化疗结合立体定向放射治疗效果显著,可减少常规疗法的不良反应,临床价值显著。

不同铅门宽度对肝细胞癌立体定向放射治疗的剂量学 影响研究

目的:探讨采用螺旋断层放射治疗(helical tomotherapy,HT)计划系统时选择不同铅门宽度下肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)立体定向放射治疗(stereotactic body radiotherapy,SBRT)的剂量学差异。方法:选取2021年3月至2023年8月于某院接受放射治疗的16例HCC患者,铅门宽度分别采用1.0、2.5和5.0 cm,保持相同的螺距、调制因子和优化条件进行计划设计。比较3种宽度下计划靶区和危及器官(organ at risk,OAR)的剂量学差异,并评估计划的治疗时间、机器跳数、机架旋转圈数和机架旋转周期。采用SPSS 22.0进行统计学分析。结果:铅门宽度越小,靶区的剂量学参数表现越好,OAR受量越低。随着铅门宽度增大,治疗时间减少,机器跳数、机架旋转圈数减小,机架旋转周期缩短,治疗效率得到提高。结论:HCC的SBRT中,在保证靶区剂量分布较好以及OAR受量达到临床要求的前提下,选用2.5 cm铅门宽度进行HT计划设计更有利于提高治疗效率。

立体定向放射治疗肝细胞癌患者血清肿瘤坏死因子-α浓度及其变化对预后的影响

目的探讨接受立体定向放射治疗(stereotactic body radiation therapy,SBRT)的肝细胞癌患者血清肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)基线浓度和SBRT前后TNF-α浓度的变化对患者预后的影响。方法回顾性分析2016年10月至2021年6月在复旦大学附属中山医院接受SBRT治疗的42例肝细胞癌患者的临床资料。纳入的患者肿瘤均局限于肝内,且SBRT前后均进行血清TNF-α浓度的检测。患者血清TNF-α基线浓度采用上四分位数进行分组。计算生存率采用Kaplan-Meier法,生存比较采用log-rank检验。影响患者预后的独立因素分析采用Cox比例风险回归模型。结果患者血清TNF-α基线浓度>10.05 pg/mL和≤10.05 pg/mL的患者1年总生存(overall survival,OS)率分别为77.8%和100.0%,2年OS率为22.2%和82.6%。两组患者OS比较,差异具有统计学意义(P=0.001)。SBRT后血清TNF-α浓度较基线上升的患者1、2和3年无进展生存(progression-free survival,PFS)率分别为72.1%、51.9%和38.9%,较基线下降的患者则分别为26.2%、17.5%和0%。两组患者PFS比较,差异具有统计学意义(P=0.039)。患者血清TNF-α基线浓度是影响OS的独立因素(HR=7.668,95%CI:1.316~44.688,P=0.024)。SBRT前后TNF-α浓度的变化是影响患者PFS的独立因素(HR=0.432,95%CI:0.190~0.979,P=0.044)。结论肝细胞癌患者血清TNF-α基线浓度和SBRT前后血清TNF-α浓度变化可能影响患者SBRT的预后。