基于治疗室CT分析前列腺癌碳离子治疗前剂量分布的鲁棒性

目的分析前列腺癌碳离子放射治疗前,原计划套用治疗室CT后临床靶区(CTV)的剂量和正常组织耐受剂量的鲁棒性。方法回顾性收集2020年1月—2021年6月在上海市质子重离子医院进行碳离子治疗的前列腺癌患者30例,用简单随机法选取每位患者治疗前的5次治疗室CT图像,将最初治疗计划套用治疗室CT重新计算剂量分布,获取剂量体积直方图(DVH)参数,计算CTV的95%、90%剂量对应的体积百分数V95%、V90%及直肠的80%剂量对应的体积V80%,与最初计划的剂量学参数进行比较,采用配对或两个独立样本t检验进行统计分析。结果套用治疗室CT重新计算剂量分布,CTV的V95%、V90%和直肠的V80%的平均值分别是98.1%±1.2%、99.9%±0.2%、(5.8±1.6)ml,与最初治疗计划相比差异有统计学意义(P<0.001,P=0.001,P<0.001)。符合计划实施标准V95%≥95%、V90%≥98%、直肠V80%<10 ml的次数分别为148次(98.7%)、150次(100.0%)、147次(98.0%)。结论基于治疗室CT分析,在采用本研究中心的患者管理方式和定位方式的情况下,前列腺癌碳离子治疗的全过程靶区剂量和正常组织剂量不确定性小、鲁棒性好。

前列腺癌重碳离子放疗计划与调强放疗计划的比较

目的比较前列腺癌重碳离子放疗(C-ion RT)与调强放疗(IMRT)在剂量学方面的差异。方法随机选取5例前列腺癌患者,分别设计4野共面的C-ion RT计划和7野共面的IMRT计划。剂量均采用百分剂量,95%的等剂量面必须包括100%的计划靶体积(PTV)。比较靶区剂量分布的适形度指数(CI)和异质性指数(IC),根据剂量体积直方图(DVH),比较相同剂量水平下C-ion RT计划与IMRT计划中周围器官及非靶区正常组织的照射体积。结果在C-ion RT计划中,CI_(50%)、CI_(95%)、IC分别为3．36、1．20和0．03,与IMRT计划比较差异有统计学意义(P均＜0．01),靶区剂量分布的CI和IC均优于IMRT计划。除了95%的剂量水平外,在10%、30%、50%、70%和90%剂量水平,采用C-ion RT均可明显减少直肠的受照射体积(P均＜0．05),同时完全保护直肠的后壁；在任何剂量水平,C-ion RT可明显减少膀胱和非靶区正常组织的受照射体积(P均＜0．05)；在10%、20%、30%和40%剂量水平,C-ion RT可明显减少双侧股骨头的受照射体积(P均＜0．05)。结论在前列腺癌的放射治疗中,与IMRT计划相比,C-ion RT计划在剂量学方面有明显优势,C-ion RT的这些优势将能够进一步提高前列腺癌的局部控制率,减少放疗引起的并发症。

前列腺癌质子碳离子治疗设备成像系统应用研究

目的评价质子碳离子治疗设备千伏级x线成像系统对前列腺癌放疗摆位精度。方法选择2014年6—8月接受碳离子治疗的14例前列腺癌患者入组。每次治疗前通过成像系统采集两组正交野图像，与计划DRR图像融合并进行手动＋自动匹配。获得侧向（治疗床面短轴方向）、纵向（治疗床面长轴方向）、垂直（垂直于治疗床面的方向）、等中心旋转（治疗床面沿等中心水平旋转）、横滚（以治疗床面长轴为中心的旋转）、俯仰（以治疗床面短轴为中心的旋转）方向摆位误差数据。分析数据探讨成像系统在碳离子治疗前列腺癌中的使用情况。结果14例患者共获得644组图像。6个方向误差均值分别为0．34cm、0．30cm、0．79cm、0．3°、0．5°、1．1°。误差随着分次无明显变化，两组拍片获得的误差也无差异，但俯仰和垂直方向上的误差值较大。结论正交野图像的骨性标志清晰，拍片时间短，DRR参考图像为三维的，可获得6个方向上位置误差。但软组织成像差，获得的数值不能完全等同于前列腺癌患者治疗时的真实误差。

不同固定方式在前列腺癌质子重离子放疗六维治疗床中的使用价值及误差分析

目的 总结腹板热塑膜加真空垫与个体化定位泡沫垫在前列腺癌西门子质子重离子放疗六维治疗床中的使用价值及摆位误差,分析2种固定装置使用六维治疗床放疗的适用性。方法 采用腹板热塑膜加真空垫固定的患者（19例）作为真空垫组,采用个体化定位泡沫垫固定的患者（19例）作为泡沫垫组。2组患者每次治疗前均通过西门子放疗设备的千伏级X线成像系统采集正、侧位正交野图像,与计划的数字重建图像手动配准。通过六维治疗床的移动获得侧向（治疗床面短轴方向）、头脚（治疗床面长轴方向）、前后（垂直与治疗床面方向）、等中心旋转（治疗床面沿等中心水平旋转）、横滚（以治疗床面长轴为中心的旋转）及俯仰（以治疗床面短轴为中心的旋转）6个方向的误差数据,并对6个方向上的误差数据进行双独立样本t检验。结果 真空垫组和泡沫垫组得到的误差数据分别为452和436组。真空垫组和泡沫垫组在侧向、头脚、前后、等中心旋转、俯仰以及横滚6个方向的误差均值和标准差分别为（0.63±0.48） cm∶（0.33±0.24） cm （P=0.000）、（0.40±0.3） cm∶（0.31±0.25） cm （P=0.0001）、（0.69±0.61） cm∶（0.82±0.69） cm （P=0.006）、0.65°±0.47°∶0.32°±0.25°（P=0.000）、1.05°±0.95°∶1.16°±0.94°（P=0.100）以及0.67°±0.56°∶0.40°±0.36°（P=0.000）。2个组误差均值和标准差的最大值均是俯仰方向。结论 使用六维治疗床放疗时建议根据患者的实际情况将腹板热塑膜加真空垫与个体化定位泡沫垫2种固定方式优势互补,互相结合,并使用个性化足部固定器固定足部以进一步减小股骨头区域的不确定性。

前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图预测模型

目的基于日本经验建立局部效应模型(LEM)下前列腺癌碳离子治疗直肠剂量体积直方图(DVH)预测模型,为临床降低直肠不良反应发生率提供参考。方法收集局限期前列腺癌患者计划CT图像76例,采用微剂量动力模型(MKM)进行治疗计划;然后,基于与MKM计划相同的射野,采用LEM重新计算生物剂量获得LEM计划,并在LEM计划中提取直肠几何特征及DVH参数。采用线性回归法对其中61例计划信息进行建模,余15例计划用于验证。结果61例患者计划靶体积沿左右方向外扩1 cm后与直肠交叠部分体积同直肠体积比值可作为预测直肠DVH的特征参数。15例患者预测DVH同LEM计划DVH的拟合度优(R^(2)=0.964),基于预测DVH进一步预测直肠不良反应与基于LEM计划DVH预测直肠不良反应的结果一致。结论线性回归方法可建立较为准确的前列腺癌碳离子治疗直肠DVH预测模型,可能为临床降低直肠不良反应发生率提供一定参考,还有待于临床大样本数据进一步验证。

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。