MONACO放疗计划系统VMAT计划照射野Arc数目对治疗计划影响的比较分析

目的评价MONACO治疗计划系统中VMAT计划照射野不同Arc数目对剂量分布、计划执行以及剂量验证通过率的影响。方法对接受治疗32例宫颈癌患者进行了回顾性分析,原执行治疗的计划为设置两个射野,每个射野1个Arc(1 Arc Per Beam,1APB),在原治疗计划轮廓勾画和参数约束相同的情况下,将照射野参数改为一个射野,每个射野2个Arc(2 Arc Per Beam,2APB)。计划在保证靶区100%体积接受95%处方剂量的标准下,对靶区的适形指数、均匀指数,危及器官的受照剂量,治疗计划的机器跳数和控制点数以及治疗计划的执行时间和剂量验证通过率进行评估。结果两种计划靶区的适形指数和均匀指数均值相近,危及器官受照剂量均值相近,差异无统计学意义(P>0.05)。与1APB计划相比,2APB计划的机器跳数和控制点数明显减少(P<0.05);在计划执行方面,2APB计划比1APB计划的实施时间明显缩短(P<0.05);而在两种计划的剂量输出验证方面,剂量通过率相近,差异无统计学意义(P>0.05)。结论两种治疗计划的剂量学差异相近,均能满足临床要求,但是2APB计划比1APB计划的执行效率有大幅提升,可在减少治疗机损耗的基础上提升了整体工作效率。

Monaco放疗计划系统的金标准射束模型临床应用可行性分析

背景与目的:“快速验收流程”(accelerated go live,AGL)是医科达加速器从安装、调试、建模到放疗实施的整个管理流程。该流程是基于医科达上千台加速器大数据而建立的一套金标准射束模型,较传统繁琐耗时的加速器验收步骤而言,在数据采集和射束建模阶段得到很大程度优化。本研究旨在评估基于金标准射束数据(gold beam data,GBD)的Monaco放疗计划系统(treatment planning system,TPS)建模临床应用可行性。方法:基于复旦大学附属肿瘤医院放射治疗中心安装的两台Elekta Infinity ^(TM)直线加速器,按照AGL与GBD进行调试和射束建模。然后,利用三维水箱对百分深度剂量(percentage depth dose,PDD)、离轴剂量分布曲线(profile)和开野(open filed,OF)点剂量进行客户验收测试(customer acceptance tests,CAT)和射束模型验证,并利用16例不同部位临床病例进行放疗计划设计、测量及剂量分析,进一步测试和验证射束模型精确度。结果:对于射束模型的误差分析发现,所有PDD和profile的一致性均大于90%,其中加速器1和加速器2点通过率大于95%的比例(以GBD为参考)分别为99.4%和98.5%。对于点剂量验证,96.8%和97.2%的OF点剂量测量结果与加速器1和加速器2的TPS计算结果的一致性均在2%以内。对于电子束模型,TPS计算结果与实测值的R50和R90偏差均在3 mm以内。当使用3%/3 mm标准时,16例临床放疗计划的Gamma通过率都大于90%,点剂量一致性在3%以内。结论:基于GBD的Monaco TPS建模流程,较传统加速器从安装到验收流程而言,在保证模型精度的同时,整个流程时间缩短,具有临床应用可行性。

Monaco与Xio治疗计划系统调强放疗剂量验证的比较研究

目的通过比较调强放疗剂量验证的结果,评价Monaco和Xio治疗计划系统的临床治疗准确性。方法选取Xio治疗计划系统20例鼻咽癌调强治疗计划,Monaco治疗计划系统20例鼻咽癌调强治疗计划,用IBA二维电离室矩阵Matrixx进行剂量验证,分别以2%/2 mm、3%/3 mm、5%/3 mm为标准进行Gamma通过率分析。结果 Monaco系统在3种标准下的Gamma平均通过率均高于Xio系统。差异在2%/2 mm、3%/3 mm下具有统计学意义(P<0.05),5%/3 mm下无统计学意义(P>0.05)。结论两种治疗计划系统都能应用于临床调强放疗,但Monaco计划系统的准确性要优于Xio计划系统。

Monaco与Pinnacle计划系统在胸中段食管癌调强放疗中的剂量学比较

目的对Monaco和Pinnacle两套计划系统在胸中段食管癌调强放疗计划中的剂量学进行比较。方法选取16例胸中段食管癌患者,分别利用Monaco 5.11和Pinnacle^(3)9.10两套计划系统做调强计划,比较两个计划的靶区剂量分布、适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)及危及器官的受照剂量差异。结果Monaco计划靶区的适形度指数和均匀性指数均优于Pinnacle(P<0.05),D_(mean)低于Pinnacle计划(P<0.05),Monaco计划中左右肺的受照剂量V_(5),右肺的V_(20)和D_(mean)都高于Pinnacle计划(P<0.05),Monaco计划的心脏V_(30)和V_(40)低于Pinnacle计划(P<0.05),其他指标在两种计划中的差别无统计学意义。结论两种计划系统均能满足胸中段食管癌的调强放疗计划,Monaco在靶区剂量分布和心脏保护方面有优势,Pinnacle在肺的保护方面有优势。

uRT-TPOIS和Monaco计划系统在肺癌旋转调强放疗中的剂量学比较

目的比较u RT-TPOIS和Monaco两种治疗计划系统在肺癌旋转调强放疗(Volumetric Modulated Arc Therapy,VMAT)计划中的剂量学差异,为临床应用提供参考。方法选取16例在河南省人民医院放疗科接收治疗的肺癌患者,分别使用Monaco 5.11和u RT-TPOIS两种治疗计划系统设计VMAT计划,比较两个计划的靶区和危及器官(Organs at Risk,OARs)受照剂量、适形度指数(Conformity Index,CI)、均匀性指数以及机器跳数。结果Monaco计划较u RT-TPOIS计划的Dmean、Dmin剂量更高,差异有统计学意义(P<0.05)。Monaco计划的V95较u RT-TPOIS计划明显降低,V107明显增加,差异均有统计学意义(P<0.05)。两种计划的V110比较,差异无统计学意义(P>0.05)。u RT-TPOIS计划的CI,肺V10、V5、Dmean,心脏V30、V40、Dmean均优于Monaco计划,差异有统计学意义(P<0.05)。结论两种系统均能满足肺癌VMAT计划需要,但由于治疗计划系统算法、加速器多叶准直器厚度等影响,不同的治疗计划系统存在差异,在OARs保护及其靶区适形度方面,u RT-TPOIS计划优于Monaco计划。

Monaco计划系统中Conformality函数对宫颈癌容积旋转调强计划的影响

目的 探讨Monaco计划系统中Conformality函数的不同参数值对计划质量的影响。方法 选择15例宫颈癌患者,年龄46~74岁,中位年龄51岁。分别采用Conformality函数参数值为0.25、0.50、0.75、1.00,以及不加函数设计容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划,评估靶区及危及器官(OAR)剂量学参数和20 Gy、30 Gy、40 Gy等剂量线的体积和计划执行效率。结果 不同Conformality函数参数值计划的靶区剂量学差异均有统计学意义(P <0.05)。Conformality函数参数值为0.25时,靶区的Dmax、Dmin、Dmean与不加函数的增减幅度分别为2.45%、-0.96%、1.48%,适形度指数(CI)、均匀性指数(HI)增加0.05、0.04。当Conformality函数参数值> 0.50时,CI、HI基本无改变。小肠、结肠、左右股骨头的剂量学差异无统计学意义(P> 0.05)。当Conformality函数参数值为0.25时,直肠的V30、V40[(81.80±7.74)%、(63.44±10.23)%]、膀胱V30、V40[(78.82±5.69)%、(56.40±9.33)%]、正常组织V_(20)、V_(30)、V_(40)的体积[(6 137.64±622.88) cm^(3)、(2 903.55±221.08) cm^(3)、(1 862.93±112.81) cm^(3)]最低。Conformality函数在不同参数之下,膀胱、直肠V_(30)、V_(40)差异均具有统计学意义(P <0.05)。随着Conformality函数参数值增大机器参数值随之减小,机器跳数(MU)、控制点个数(CP)、执行时间(DT)在各Conformality函数参数值之间差异均有统计学意义(P <0.05)。结论 对于宫颈癌在Monaco计划系统中恰当使用Conformality函数设计计划可以提高计划质量,参数值设置在0.25~0.75为宜。综合剂量学参数及计划执行效率,推荐使用0.50。

Monaco与Xio治疗计划系统在左侧乳腺癌根治术后静态调强计划中的剂量学比较及分析

目的:对比和解析基于Monaco 5.11和Xio这两种治疗计划系统设计左侧乳腺癌根治术后静态调强计划的用量不同,探寻更适用于左侧乳腺癌根治术后静态调强计划设计的治疗设计系统。方法:回顾性选取左侧根治性术后乳腺癌患者68例,根据患者所采用的治疗计划系统分为Monaco组(n=35)和Xio组(n=33),比较两组计划中靶区的剂量分布、适形指数、均匀性指数、危及器官的剂量学差异及机器参数,探讨两种TPS在设计左侧根治性术后乳腺癌静态调强计划中的优劣,以及产生这种优劣的原因。结果:就PTV的最大剂量、平均剂量、适形度和均匀性指数而言,Monaco 5.11均优于Xio,差异具有统计学意义(P<0.05)。Monaco 5.11在左肺的低剂量区和平均剂量方面明显优于Xio(P<0.05);在中剂量区不存在差异(P>0.05);但在高剂量区域则明显劣于Xio(P<0.05)。在心脏的低剂量区和平均剂量上,Monaco 5.11明显低于Xio,具有显著性差异(P<0.05);在高剂量区不存在差异(P>0.05)。Monaco 5.11的机器跳数和子野数目明显小于Xio,具有统计学意义(P<0.05)。结论:左侧乳腺癌根治术后静态调强计划中,相较Xio系统,选用Monaco 5.11系统设计放疗计划存在潜在的剂量学优势。

基于Monaco计划系统的3种混合推量计划设计方法在鼻咽癌放疗中的差异比较

目的:比较3种基于Monaco计划系统的混合推量(hybrid boost,HB)计划设计方法在鼻咽癌放疗中的差异。方法:选取2021年1—12月于某院行鼻咽癌调强放疗(intensity-modulated radiotherapy,IMRT)的10例患者,对每例患者基于Monaco计划系统设计处方分次为33f的同步推量(simultaneous integrated boost,SIB)IMRT计划SIB-IMRT_(33f),保持分次剂量不变并将处方分次修改为28f得到SIB-IMRT_(28f)计划。基于SIB-IMRT_(28f)计划,分别通过利用Bias Plan功能,添加处方分次为5f的处方,复制SIB-IMRT_(33f)计划、修改处方分次为5f、删除PTV_(2)调强优化函数后重新优化3种方法设计SIB-IMRT_(5f1)、SIB-IMRT_(5f2)和SIB-IMRT_(5f3)计划,再将SIB-IMRT_(28f)计划与SIB-IMRT_(5f1)、SIB-IMRT_(5f2)和SIB-IMRT_(5f3)计划融合得到Plan_HB_(1)、Plan_HB_(2)和Plan_HB_(3)。比较3种HB计划的剂量学参数和治疗参数的差异,采用SPSS 20.0软件进行统计学分析。结果:3种HB计划的剂量分布均满足临床治疗要求,且Plan_HB_(2)大致等同于Plan_HB_(3)。Plan_HB_(2)和Plan_HB_(3)的计划肿瘤靶区(planning gross tumor volume,PGTV)和PTV1的D_(2%),PTV_(2)的D_(2%)、D_(mean)、均匀性指数和V_(PTV_(2),56)均劣于Plan_HB_(1),差异具有统计学意义(P<0.05);Plan_HB_(2)和Plan_HB_(3)的腮腺的D_(mean)、耳蜗的V55、口腔的D_(mean)、喉的D_(mean)和靶区外的V_(body-PTV),40与Plan_HB_(1)相比均增大,差异具有统计学意义(P<0.05);SIB-IMRT_(5f2)和SIB-IMRT_(5f3)计划的子野个数、机器跳数和出束时间与SIB-IMRT_(5f1)计划相比均减少,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:从计划设计方法角度分析,基于Monaco计划系统的3种HB计划设计方法在鼻咽癌放疗中均是可行的。从剂量学参数和治疗参数角度分析,Plan_HB_(2)大致等同于Plan_HB_(3),部分剂量学参数劣于Plan_HB_(1)但治疗参数优于Plan_HB_(1)。

鼻咽癌常用放疗方案合理性的治疗计划系统验证分析

用ＴＰＳ对６０例鼻咽癌患者进行１０种常用６０Ｃｏ外照射放疗方案验证分析，结果：颅底为低剂量区，对有颅底骨质受侵者，应用颅底小野补充颅底区剂量ＤＴ１０～１５Ｇｙ。颈动脉鞘区非低剂量区，鼻前凸形野应少用。本文从１０种放疗方案中筛选出２种较好的方案，建议耳前野的后界为外耳孔后缘后０５ｃｍ。

Monaco与Pinnacle计划系统在宫颈癌容积旋转调强计划中的剂量比较及分析

目的:比较和分析基于Monaco和Pinnacle这两种计划设计系统设计宫颈癌放疗容积旋转调强(VMAT)计划的剂量差异,探寻更适用于宫颈癌VMAT计划设计的计划设计系统。方法:选取11例在云南省肿瘤医院接受根治性放射治疗的宫颈癌病人。在定位CT数据、靶区和危及器官完全一致的前提下,分别基于Monaco系统和Pinnacle系统为病人设计VMAT计划,即VMAT_(MONACO)和VMAT_(PINNACLE)。比较两个计划中靶区的剂量分布、适形指数、均匀性指数及危及器官的剂量体积差异,探讨两种TPS在设计宫颈癌根治放疗VMAT计划中的优劣,以及产生这种优劣的原因。结果:就PGTVnd和PTV的适形指数而言,VMAT_(MONACO)和VAMT_(PINNACLE)计划的差异不具有统计学意义(P>0.05)。就PGTVnd的均匀性指数而言,VMAT_(PINNACLE)优于VMAT_(MONACO),差异具有统计学意义(P<0.05)。VMAT_(MONACO)和VMAT_(PINNACLE)在直肠、膀胱的低剂量区不存在差异(P>0.05);在高剂量区域,VMAT_(MONACO)显现出优于VMAT_(PINNACLE)的趋势;在直肠和膀胱的平均剂量上,VMAT_(MONACO)明显低于VMAT_(PINNACLE),差异具有显著统计学意义(P<0.01)。VMAT_(MONACO)的小肠和股骨头的剂量明显低于VMAT_(PINNACLE),差异具有显著统计学意义(P<0.05)。结论:宫颈癌VMAT计划中,相较Pinnacle系统,选用Monaco系统设计放疗计划存在潜在的剂量学优势。

Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗剂量验证的对比研究

目的探讨Monaco计划系统和Pinnacle计划系统在鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)中基于Arc CHECK模体进行剂量验证,并据此分析不同的参数下的剂量对比研究。方法选择40例行根治性放射治疗的鼻咽癌患者,病理学分期为Ⅰa~Ⅱb期(UICC/AJCC2002分期)。依Monaco计划系统和Pinnacle计划系统各20例。设计计划用ArcCHECK模体进行验证。采用Gamma分析法在对比标准2%/3 mm、3%/3 mm、3%/5 mm条件下,比较两种计划系统验证通过率;采用DTA分析法,在对比标准3%/3 mm,比较两种计划系统绝对剂量和相对剂量的通过率并进行非参数检验分析。结果 Monaco计划系统的通过率高于Pinnacle计划系统;在Gamma分析法、标准2%/3 mm和3%/3 mm时,两种计划系统通过率差异有统计学意义(P<0.05);而在对比标准3%/5 mm时,通过率差异无统计学意义(P>0.05)。采用DTA距离符合度分析法下,两种计划系统的相对剂量和绝对剂量均有统计学意义(P<0.05)。结论 Monaco计划系统和Pinnacle计划系统均能验证完成鼻咽癌VMAT的计划,Monaco计划系统较Pinnacle有着更高的验证通过率。

基于Python脚本的RayStation治疗计划系统逆向调强放疗计划半自动设计

目的:利用Ray Station治疗计划系统提供的基于Python语言的脚本平台,进行逆向调强放疗计划半自动设计。方法:以胸部放疗计划设计为例,介绍了Ray Station治疗计划系统下利用Python脚本进行半自动计划设计的关键步骤,包括感兴趣区轮廓名称和颜色的标准化、计划的创建和修改、临床目标和优化函数的设置、优化函数的自动更新等。结果:通过Python语言可以实现放疗计划制定过程中各步骤的自动化,并编写成可根据处方剂量一键生成放疗计划的脚本程序,支持不同肿瘤类型、处方和其他个性化设置。结论:使用Python脚本的半自动计划工具可提高Ray Station治疗计划系统下放疗计划制定的效率,物理师可将更多时间留给个体化的计划修改和优化,有利于提高放疗计划的水平。

三维适形放疗计划系统中的交互式测量方法

为了在制定三维适形放疗计划时合理地确定射线角度,并根据给定射线方向准确计算射线剂量,需要对三维模型进行精确的交互式测量。结合放疗计划系统的需求和医学图像特点,分析三维交互式测量过程,应用平行投影理论实现二维坐标到三维坐标的转换。提出以一个测量端点为起始点的三维任意叠加旋转算法,在重离子放疗计划系统中实现三维精确测量。实验结果证明了该方法的可行性和有效性。

放疗计划系统网络体系的设计与实现

设计并建立一套连接医学影像采集设备(如CTM、RIP、ET等)、放疗计划系统(TPS)及医用加速器等大型设备的的放射治疗网络体系工作环境,更充分地发挥局域网络在放射治疗中的作用。在现有大型医疗设备、TPS及局域网环境的基础上,提出两种具有代表性的TPS网络体系解决方案,并结合各自的特点及实际应用情况对其进行了分析和比较。实践证明,放疗计划系统网络体系的建设推进了放射治疗全过程的数字化、网络化,在更大范围内实现了医疗信息资源的共享,在更大程度上发挥了TPS在肿瘤治疗过程中的作用。

核通调强放疗计划系统的临床应用

本文介绍核通调强放疗计划系统的临床应用以及分析,包括图像的扫描与导入、靶区勾画、计划的设计、优化、评估、传输,以及执行。

Monaco治疗计划系统的剂量学性能测试验证

目的:对Monaco治疗计划系统(Treatment Planning System,TPS)进行临床使用前的剂量学性能测试,验证TPS不同类型射野计划计算剂量与计划执行时加速器的实际递送剂量间的差异是否符合标准。方法:所用设备为医科达公司Axesse直线加速器,配置Agility型多叶光栅;Monaco TPS版本号5.0,剂量计算模型为Monto Carlo;IBA公司Dose 1剂量仪、0.6 cc电离室和Matrixx电离室矩阵。依据IAEA 430号和AAPM TG-53号报告、科室设备和验证工具,从医科达公司网站下载Express QA Plan测试包,其中的测试例涵盖规则野、不规则野和模拟病人头颈部肿瘤调强野。在Monaco TPS系统中分别调用测试例,将计划分别移植到模体上,创建验证计划,将计算验证计划所得剂量分布输出到Matrixx软件Omni Pro I'm RT,将计划计算剂量与Matrixx实际所测剂量进行比对和分析。剂量验证通过标准是绝对量3 mm/3%,γ通过率超过90%。结果:所有测试例剂量验证结果均达到了93%以上。结论:Monaco TPS可以安全地用于临床。

一种蛇形放疗机器人的治疗计划系统软件平台

该文为新研发的蛇形放疗机器人开发了一种集成制定治疗计划及导航功能的治疗计划系统软件平台。该软件平台基于3D Slicer医学图像可视化及分析平台和Slicer RT软件包,采用了模块插件的形式进行开发,实现了影像数据处理、放疗路径规划、治疗计划评估的治疗计划功能,以及光学引导放疗的功能,为蛇形放疗机器人提供了一个易于扩展的软件实验平台,有利于近距离放疗系统的研发及测试实验工作。

控制点数量设定对Monaco5.11计划系统制定鼻咽癌单弧容积旋转调强放射治疗计划的剂量学影响

目的:探讨Monaco5.11计划系统制定鼻咽癌容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划时控制点数量设定对计划的影响。方法:对10例鼻咽癌患者分别采用100和120的控制点进行单弧优化,比较两者所得计划的靶区和危及器官的剂量分布、机器跳数、控制点数量、治疗时间、靶区的适形指数和均匀指数等指标。结果:两者所得计划均能满足临床剂量要求,靶区和危及器官的剂量分布无统计学意义(P>0.05),100控制点所得计划的平均机器跳数、控制点数量和治疗时间分别是120控制点和所得计划的93.5%、85.2%和92.4%。结论:Monaco5.11计划系统制定鼻咽癌单弧VMAT计划时,100控制点所得计划能在满足临床剂量要求的前提下减少机器跳数、控制点数量和治疗时间。

Monaco计划系统不同通量平滑方式对直肠癌术后容积旋转调强放射治疗计划影响的分析

目的:探讨直肠癌术后患者在Monaco计划系统中采用3种不同通量平滑方式设计容积旋转调强放射治疗(VMAT)计划的剂量学差异。方法:采用医科达Monaco5.11计划系统对随机选取的16例直肠癌患者影像学资料,使用3种通量平滑方式在相同优化条件下设计3组VMAT计划(即FSH组、FSM组和FSL组),并用Matrixx二维平板探测器行剂量验证。评估靶区和危及器官(OAR)剂量-体积参数,以及CI、HI、GI、MU、CP、出束时间(T)和γ通过率(GRP)的差异。结果:FSL的CI明显优于FSM和FSH,HI略优于FSM和FSH,GI与FSM两者相近,均好于FSH组。FSL和FSM两者在提高PTV的Dmin和D98%方面均有明显优势,相比FSH可最大提高2.84%,差异有统计学意义(P<0.05)。在OAR方面,膀胱的Dmean、V30和V40,FSL较FSM和FSH均降低,最大为3.76%和7.01%,差异有统计学意义(P<0.05);右侧股骨头的Dmean和V20,FSL较FSM与FSH可最大降低为9.10%,差异有统计学意义(P<0.05);FSL和FSM在左侧股骨头保护方面,均略优于FSH;在肠道保护方面,三者结果相近。FSH和FSM的平均值较FSL对CP降低15.93%和8.68%,对MU降低14.30%和8.33%,对T可减少13.39%和6.91%,差异有统计学意义(P<0.05)。3组计划的GRP在3%/3mm标准下均大于99%,均满足临床要求,但在1%/1mm和2%/2mm较高标准下,FSH和FSM的GRP相近,均明显高于FSL,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:在直肠癌术后VMAT计划中,FSH、FSM和FSL 3组计划的剂量学参数和GRP均能满足临床要求。在提高计划质量,降低膀胱和股骨头受照射剂量及毒副反应方面,FSL依次优于FSM和FSH;在提高计划执行效率方面,FSH和FSM好于FSL。因此,在计划设计时,要根据临床要求和患者个体差异综合考虑,可优先选择FSM,既能满足较好的计划质量也能提高计划执行效率。