中国医学物理学科的建设与探索专家共识

本共识围绕医学物理学科的教育现状、专业方向建设、课程设计、实习要求及研究生毕业标准等方面探讨了中国医学物理学科的建设与发展,以应对社会对健康与医疗服务需求的增长及医疗设备国产化的挑战。目前,中国医学物理教育面临教育途径多样性、课程设计差异性、师资短缺等问题,在此,讨论了整合国际经验,构建全面、规范化的医学物理学科体系的策略,体系涵盖放射治疗物理、医学影像物理、核医学物理、放射防护物理、放射生物物理及放射工程物理等方向,并强调人工智能技术的融合,以提高诊疗的准确性和效率。此外,还探讨了医学物理研究生教育的改进,包括师资和教学环境建设、专业课程设置等;还需建立教学质量评估机构,确保教育内容与国际标准一致,反馈学生和雇主的需求。本共识提倡全面提升医学物理学科的规模和影响力,提升教育质量和专业水平,实现教育的精细化和精英化,并加强国内外合作,以期达到国际先进水平,支撑“健康中国2030”政策目标。

构建混合多尺度神经网络自动分割Graves眼病的放疗临床靶区

目的:构建混合多尺度神经网络(HMnet)实现放疗临床靶区的自动勾画,提供一个高精度的CT影像自动分割模型。方法:HMnet是一种端到端的卷积神经网络,使用深度残差网络提取特征,由4个不同内核的卷积层组成的多尺度特征融合模块进行处理,以适应不同尺度大小的临床靶区;再引入注意力残差模块对多尺度特征融合模块输出的有效特征进行强化。共采用117例Graves眼病病例的CT影像数据和临床靶区轮廓训练和评估HMnet,选择骰子相似系数(DSC)、95%豪斯多夫距离(95HD)作为评估指标。结果:采用HMnet进行Graves眼病放疗临床靶区自动勾画的DSC为0.8749,95HD为2.5254 mm,均优于Unet、Vnet、ResAttUnet3D网络,也优于同一位医生两次勾画结果的平均DSC。结论:HMnet能准确实现Graves眼病放疗临床靶区的自动勾画,可提高放疗医生的工作效率及勾画的一致性。

应用锥形束CT分析肿瘤放疗中分次间及分次内摆位误差

背景与目的:放射治疗中肿瘤患者每次的治疗摆位受很多因素影响,存在分次间及分次内摆位误差,本研究目的是采用锥形束CT(cone-beam computed tomography,CBCT)影像技术研究肿瘤患者放射治疗中摆位误差及纠正方法。方法:对51例放疗肿瘤患者,其中头颈部肿瘤19例,胸部肿瘤25例,腹、盆部肿瘤7例,在每次照射前首次摆位后、摆位误差调整后及治疗结束时获取CBCT,通过系统的匹配功能,将获取的CBCT图像和计划CT图像匹配,获得左右(X)、头脚(Y)、前后(Z)3个方向的摆位误差。分析摆位误差及纠正方法。结果:51例患者共进行CBCT扫描1934次。每次治疗开始前首次摆位CBCT955次,调整治疗床后再次CBCT扫描525次,治疗后CBCT扫描454次。X、Y、Z三维方向分次间摆位误差在头颈部分别为(1.2±0.9)mm、(1.2±1.1)mm和(1.0±0.8)mm;在胸部分别为(2.3±1.9)mm、(4.2±3.7)mm和(2.4±2.1)mm;在腹、盆部分别为(1.7±1.5)mm、(4.7±3.6)mm和(2.1±1.6)mm。和调整后比较,头颈部肿瘤治疗后摆位误差在三维方向均有增加,并且差异均有显著性(P<0.05);而体部肿瘤这种差异在X、Y、Z3个方向均无显著性(P>0.05)。结论:每次治疗前通过CBCT获得分次间摆位误差并对其进行纠正对提高放射治疗精度有积极意义。分次内误差在头颈部肿瘤治疗过程中变化明显,这在设计治疗计划时应予以考虑。胸部及腹、盆部分次内误差还有待于进一步研究。

非常规分割放疗治疗头颈部肿瘤的系统评价

目的系统评价非常规分割放疗治疗头颈部肿瘤的疗效和副反应,为临床实践提供证据。方法计算机检索CENTRAL、MEDLINE、EMbase、CBMdisc和VIP数据库,并手工检索10种中文医学期刊,纳入非常规分割放疗与常规分割放疗比较,或非常规分割放疗+同步化疗与单纯非常规分割放疗比较治疗头颈部肿瘤的随机对照试验(RCT)。由两位研究者进行资料提取和质量评价,并采用RevMan4.2.8软件进行Meta分析。结果共检索到551篇文献,最终纳入23个RCT,包含8411例患者。其中13个是高质量研究,其余为低质量研究。Meta分析结果显示:①非常规分割放疗与常规分割放疗比较,仅分段加速超分割放疗(S-HART)与连续加速放疗(CAIR)组的完全缓解率较高,其RR分别为1.21[95%CI(1.02,1.44)]和3.31[95%CI(1.03,1.57)];随访2年时,仅超分割放疗(HRT)可提高2年总生存率[RR=1.32,95%CI(1.13,1.54)];随访5年时,总生存率差异无统计学意义;大多数非常规分割放疗会增加急性放射性副反应的发生率,但均不会增加晚期放射性副反应的发生率;②非常规分割放疗+同步化疗与单纯非常规分割放疗比较,仅连续超分割放疗(C-HRT)组的完全缓解率较高[RR=1.58,95%CI(1.18,2.11)];随访2年时,非常规分割放疗+同步化疗组提高了2年总生存率[RR=1.35,95%C(I1.18,1.54)];随访5年时,仅C-HRT组提高5年总生存率[RR=1.57,95%CI(1.19,2.07)];两组急性和晚期放射性副反应的发生率差异均无统计学意义。结论本系统评价由于例数偏少,尚不能证明非常规分割放疗可以提高头颈部肿瘤患者的完全缓解率和总生存率;但与同步化疗联合时,可以在不增加急性和晚期放疗并发症的同时取得更好的疗效,其中HRT和C-HRT的作用尤其值得关注。

伊立替康联合顺铂加同期适形放疗治疗12例非小细胞肺癌

目的探讨伊立替康／顺铂联合影像引导放疗对非小细胞肺癌（non—small cell lung cancer，NSCLC）的疗效和可行性。方法晚期NSCLC患者，行为状态评分为0～1，化疗方案为顺铂75mg／m^2（分3次于第1～3天给药），伊立替康设3个剂量组（50、60、70mg／m^2），分别于第1、8、15天给药，28d重复，共给予2—3个周期，同期采用kV—CBCT引导3D适形胸部放疗[2．0Gy／（次·d），总剂量66Gy]。结果伊立替康最大耐受剂量为60mg／m^2，剂量限制毒性为中性白细胞减少和食管炎。肿瘤缓解率75％，中位生存期11．5个月，随访未观察到症状性肺炎或食管炎发生。结论Ⅲ期NSCLC患者采用胸腔图像引导3D适形放疗66Gy联合同步伊立替康加顺铂化疗（伊立替康60mg／m^2，顺铂75mg／m^2），能为患者耐受。

乳腺癌容积调强放疗皮肤通量外扩的方法及其有效性评估

目的:通过对虚拟靶区法(VT方法)和鲁棒优化法(RO方法)生成的乳腺癌容积调强放疗(VMAT)计划剂量和扰动剂量的综合比较,评估皮肤通量外扩方法的有效性。方法:选取20例改良根治术后接受辅助放疗的乳腺癌患者作为研究对象,其中左乳患者和右乳患者各10例。以经过放疗医生审核并实施治疗的临床计划作为基准,分别使用VT方法和RO方法实现皮肤通量外扩,在计划系统RayStation v4.7(瑞典RaySearch公司)中重新设计各患者的VMAT计划。比较两种计划的剂量参数;扰动剂量的计算通过模拟射野等中心的移动实现,具体值为0.5 cm、1.0 cm和1.5 cm三种情况。采用Wilcoxon符号秩检验对计划剂量和扰动剂量的结果进行统计学分析。结果:VT计划中PTV均匀指数和适形指数及CTV均匀指数均与RO计划相近,差异具有统计学差异(分别为0.110±0.013 vs.0.122±0.012,P<0.05;0.789±0.021 vs.0.758±0.024,P<0.05;0.085±0.009 vs.0.076±0.007,P<0.05);VT计划的皮肤通量外扩区域(即虚拟靶区VT)20 Gy的体积百分比低于RO计划(74.80±6.88%vs.91.67±3.13%,P<0.05)。当等中心点存在误差时,VT计划与RO计划的扰动剂量中最大差异如下:CTV的D95为35.31±2.98 Gy vs.45.60±1.88 Gy,均匀指数为0.448±0.082 vs.0.352±0.054;PTV适形指数为0.049±0.033 vs.0.408±0.058。结论:VMAT技术中,VT方法和RO方法均可较好地实现皮肤通量外扩。与VT方法相比,使用RO方法得到的VMAT计划虽然均匀性相对较低,但是皮肤通量的打开效果较好,而且在等中心点存在误差时,仍能保证相对较好的靶区覆盖度、均匀度与适形度。

非常规分割放疗治疗鼻咽癌的系统评价

目的评价非常规分割放疗治疗鼻咽癌的疗效和副反应,为临床实践提供证据。方法制定严格的纳入和排除标准。全面检索CENTRAL、MEDLINE、EMBASE、CBMdisc和VIP等数据库。手工检索10种中文医学期刊。资料的提取由两位研究者完成,最后对纳入的研究进行资料合成。采用完全缓解率、总生存率、急性和晚期放射性副反应等指标评价非常规分割放疗的疗效和副反应。统计学处理采用Cochrane协作网提供的RevMan4.2.8软件计算相对危险度及其95%可信区间。结果共检索到113篇文献,经评价后24个随机对照研究包含2343例患者符合本系统评价的纳入标准,其中只有1个是高质量的研究,其余均为低质量的研究。Meta分析结果显示:(1)部分非常规分割放疗方法可提高鼻咽癌患者的完全缓解率和总生存率。(2)非常规分割放疗加化疗与常规分割放疗加化疗相比较,前者可以提高鼻咽癌患者的完全缓解率(缓解率=1.29,95%可信区间1.14～1.45)。(3)非常规分割放疗会增加急性放射性副反应的发生率,但不会增加晚期放射性副反应的发生率。结论由于例数偏少,且多数研究的质量偏低,尚不能证明非常规分割放疗可以提高鼻咽癌患者的完全缓解率和总生存率,但与同步化疗联合时,能取得更好的疗效,且并不增加急性毒性反应和晚期并发症。

肝癌多学科联合门诊在研究生临床教学中的应用

肝癌是世界范围内常见的恶性肿瘤之一,严重危害我国居民生命健康。肝癌的治疗方式具有多种方法、多个学科共存的特点,而目前以治疗方式的分科诊疗体系与实现有序规范的肝癌综合治疗目标之间存在一定的矛盾。多学科联合门诊(multidisciplinary team,MDT)是肝癌综合治疗的推荐模式,其一站式诊疗、多学科专家参与、真实复杂的病例和患者全程管理的优点同时也是医学研究生教学的宝贵资源。在资料收集完善、病情总结汇报、诊疗讨论记录、参与治疗方案、随访结果追踪、试验研究入组等各个环节都涉及丰富的知识点。从肝癌MDT诊疗实践出发,阐述MDT模式在研究生教学中延伸应用的具体方式、意义和展望。以期为进一步深化教学改革,提高教学质量提供参考。

放疗中下肢的固定

目的：比较分析放疗中几种不同的下肢固定方法的优缺点。材料与方法：对要进行进行下肢放疗的患者分为A，B，C，共3组，采用3种不同的固定方法进行放疗。A组8人采用体模固定；B组8人采用“T”形脚掌固定架固定；C组8人未采用外固定装置，由患者自我控制。A组与B组采用CT模拟定位，做3D放疗计划。C组患者在模拟定位机下确定放疗等中心点，并拍定位片，医生在定位片上确定放疗靶区，计划系统对确定好靶区的定位片进行点扫描，制定其MLC形状。3组计划制定好后利用DICOM图象传送系统传到加速器。放疗前对准标记好的激光定位线，拍验证片（每周一次），每次放疗完后立即进行加速器射野十字中心与激光定位线的复核。所拍验证片与定位片或TPS三维重建射野图进行测量比较。放疗过程中观察3组的皮肤反应。结果：A组患者放疗后的加速器射野十字中心与激光定位线的复核大部分患者未出现移位，B组与C组患者均出现不同程度的移位，C组最大移位可达2CM。A组所拍验证片与定位片的比较等中心点平均位移2．8MM；B组平均为2．5MM；C组平均为6MM。B组与C组患者未出现明显皮肤反应，A组出现1例放射性皮炎2级。结论：体膜与“T”形脚掌固定架能很好的固定患者的下肢，确保放疗的精确度。

调强放疗射束方向最优化计算中解空间和体元尺寸的影响

调强放射治疗中射束方向最优化是个比较困难的问题,主要是计算时间长.为提高计算效率,可预设一些候选射束射束,然后进行组合优化.解空间的大小由候选射束的数目确定.用遗传算法实现组合优化用,对于每个射束组合,用模拟动力学进行强度分布优化,考察了候选射束数时最优化结果的影响,发现候选射束较多的情况下,用较少的遗传叠代数就可最优解.同时还考察了优化计算中体元尺寸对优化结果的影响,发现采用较粗的体元尺寸(0.4×0.4×0.4 cm3),也不会对最优化结果产生明显影响.这些结论可以用于提高射束方向最优化的计算效率.

放疗中下肢的固定

目的:比较分析放疗中几种不同的下肢固定方法的优缺点,材料与方法:对要进行进行下肢放疗的患者分为A,B,C,共3组,采用3种不同的固定方法进行放疗。A组8人采用体模固定;B组8人采用"T"形脚掌固定架固定;C组8人未采用外固定装置,由患者自我控制。A组与B组采用CT模拟定位,做3D放疗计划。C组患者在模拟定位机下确定放疗等中心点.并拍定位片,医生在定位片上确定放疗靶区,计划系统对确定好靶区的定位片进行点扫描,制定其MLC形状。3组计划制定好后利用DICOM图象传送系统传到加速器,放疗前对准标记好的激光定位线,拍验证片(每周一次),每次放疗完后立即进行加速器射野十字中心与激光定位线的复核。所拍验证片与定位片或TPS三维重建射野图进行测量比较。放疗过程中观察3组的皮肤反应。结果:A组患者放疗后的加速器射野十字中心与激光定位线的复核大部分患者未出现移位,B组与C组患者均出现不同程度的移位,C组最大移位可达2CM.A组所拍验证片与定位片的比较等中心点平均位移2.8MM;B组平均为2.5MM;C组平均为6MM。B组与C组患者未出现明显皮肤反应。A组出现1例放射性皮炎2级。结论:体膜与"T"形脚掌固定架能很好的固定患者的下肢,确保放疗的精确度。

基于食管癌放疗的剂量学参数研究几何指标评价自动勾画轮廓准确度的可行性

目的:探讨几何指标HD、HDmean、HD95%、DSC、Jaccard间的差异,并结合食管癌放疗的剂量学参数研究几何指标评估自动勾画轮廓准确度的临床可行性。方法:选取在四川大学华西医院放疗科接受放射治疗的15例食管癌患者作为研究对象,采用ABAS软件勾画双肺、脊髓、心脏等结构,将高年资医生修改、审核后的轮廓视为参考轮廓。在参考轮廓产生的原剂量分布图上获取相应的自动勾画结构的剂量学参数,利用线性回归R^2来量化几何指标与剂量学参数间的相关性。结果:距离类几何指标(0~44.7 mm)波动范围较体积类指标(0.7~1.0)大;几何指标与剂量学参数间的相关性,强弱各异且不一致(45%存在相关性,P<0.05)。结论:剂量学参数深受轮廓所在位置、轮廓差异的影响,凸显了它在临床评估过程中的重要性,也表明仅用几何指标是不可靠的,建议与剂量学参数相结合。

可兼容磁共振头颈线圈的新型固定装置应用于放疗的可行性研究

磁共振模拟定位使用头颈线圈扫描的图像质量优于放疗表面线圈,但目前头颈线圈无法与放疗摆位装置兼容。该文基于计算机逆向工程技术设计了一款可结合头颈线圈使用的新型固定装置,着重探讨其应用于放疗的可行性。利用所得ACR模体和Catphantom504模体图像对MR和CT各项图像质量保证指标分析;使用电离室测量其对6 MV光子剂量衰减的影响。结果显示各项指标满足颅内肿瘤放疗的临床应用要求,可用于颅内肿瘤放疗。

可兼容磁共振模拟定位的新型体位固定装置在头颈部放疗中的应用

目的探究研发的可兼容头颈联合线圈的新型放疗辅助固定装置进行磁共振模拟定位是否可以改善放疗中磁共振图像质量,并验证是否能应用于临床治疗。方法临床试验选取脑转移患者和鼻咽癌患者,使用热塑膜和头肩模具进行体位固定,在Elekta Versa加速器上进行治疗。采用SPSS 20.0统计学软件对数据进行分析,计量资料采用X±S表示,采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。结果在考虑装置外轮廓的影响下,靶区剂量满足临床要求。摆位误差在三个平移方向小于2 mm,旋转误差在三个旋转方向上小于2o。结论使用新型固定装置的患者于治疗结果与常规方式无统计学差异,靶区危及器官剂量,摆位误差满足治疗要求。

超声引导技术在外照射放疗中的应用进展

图像引导放疗技术是目前实现精准放疗的先进技术,目前常用的图像引导技术有锥形束CT、光学表面成像、超声等。锥形束CT因额外辐射、软组织分辨率低、缺乏实时监测等缺点而受到限制。光学表面成像只能获取体表信息,缺乏内部器官信息。超声无创、无辐射、软组织分辨率高,从二维超声发展至四维超声引导技术,其在测量靶区体积,实时监测靶区分次间和分次内运动等方面有独特的优势。本文就此技术发展及其在外照射放疗中的应用作简要综述。

放疗影像自动分割效果评估中几何参数与剂量学参数之间的关联性

目的:通过分析感兴趣区域(ROI)的几何参数与剂量学参数之间的关联性,探讨放疗影像自动分割效果评估时联合使用几何参数与剂量学参数的必要性。方法:利用卷积神经网络构建的分割模型对18例宫颈癌术后患者的危及器官与靶区进行自动分割,把自动分割结果与医生手动勾画结果进行比较,用于评估的几何参数包括基于体积/面积的Dice相似性系数、相对体积差与基于距离的几何参数:最大Hausdorff距离、95%Hausdorff距离、质心差,剂量学参数包括针对危及器官的平均剂量差、针对靶区的ΔD95和ΔD98。采用线性回归方法研究不同分割方式下ROI几何学参数与剂量学参数间的关系,并使用Spearman相关性分析获得几何参数间的相关性及医生勾画与自动分割间剂量学的相关性。结果:所有ROI的几何参数与剂量学参数间的关系均较弱(63.3%的R2<0.4)且不稳定;同时几何参数间的相关系数|r|不超过0.625,互为弱相关或不相关。结论:在对放疗领域的图像分割结果进行评估时,应该同时考虑到几何参数与剂量学参数。选择几何参数时,应联合基于面积/体积的评估方式与基于距离的评估方式。

Cox-2抑制剂联合放疗对小鼠Lewis肺癌作用的实验研究

目的了解选择性环氧化酶-2(Cox-2)抑制剂罗非昔布(Rofecoxib)联合放疗对负载Lewis肺癌荷瘤小鼠的抗肿瘤效应.方法建立负载Lewis肺癌肿瘤细胞的C57BL/6小鼠的动物模型,肿瘤接种后12天直径增至0.5～0.7 cm时应用医用直线加速器6MV-X线对荷瘤小鼠行局部肿瘤分次放疗,5 Gy/次,第12、14、16、18天;将浓度为4%的Rofecoxib灌胃200 μl/只,1次/日,第12～16天.游标卡尺测量肿瘤大小;电子天平称肿瘤湿重;免疫组化法测肿瘤组织微血管密度;HE染色测肺转移灶数目;肺称重;观察小鼠的生存期.结果治疗后15天,放疗联合Cox-2抑制剂组小鼠肿瘤体积分别比生理盐水组、单纯放疗组和Cox-2抑制剂组减小了4倍、1倍和2倍;肺重量分别减轻了约1.6倍、1倍及1倍;肺转移灶数减少了约2.7倍、1.4倍及1.3倍.联合治疗组小鼠生存期明显延长.免疫组化法显示联合治疗组小鼠的肿瘤组织中微血管密度明显减少.结论对荷瘤小鼠,放疗联合Cox-2抑制剂治疗能够抑制负载LLC肿瘤细胞的小鼠肿瘤生长和转移,延长小鼠生存期,起到协同增效作用.两者的联合应用可能是一种独特的抗肿瘤治疗途径.

立体定向放疗治疗肺癌的临床有效性及安全性研究

目的分析立体定向放疗(SBRT)对肺癌患者的临床效果及安全性。方法选取2011年2月至2013年9月成都市第三人民医院收治的肺癌患者84例,按照抽签法分为研究组和对照组,各42例。其中研究组给予SBRT治疗,对照组采用手术切除病灶治疗。所有病例在治疗后3个月、6个月时再次复查,进行基本生理指标(白细胞计数、空腹血糖、平均动脉压、心率、丙氨酸转氨酶)检查和影像学检查;此后每6个月随访1次,直至24个月,记录肿瘤进展状况及预后结果。结果两组白细胞计数、空腹血糖、平均动脉压、心率及丙氨酸转氨酶在组间、不同时点间、组间·不同时点间比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。与手术后3个月比较,手术后6个月研究组和对照组的缓解率比较差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者复发、远处转移、病死率比较差异无统计学意义(P>0.05)。治疗后3、6、12、24个月的两组患者卡氏功能状态评分法均呈上升趋势[研究组:(71.1±7.9)分、(75.2±10.3)分、(79.7±11.1)分、(82.2±9.8)分;对照组:(68.1±8.7)分、(73.1±9.5)分、(78.9±10.4)分、(81.8±10.5)分](P<0.05)。研究组无放射性气管炎、切口感染和肺不张,发生率均为0%,均低于对照组[9.5%(4/42)、19.0%(8/42)、11.9%(5/42)](P<0.05)。结论对于早期肺癌患者,SBRT能达到与手术相当的治疗效果,同时避免了手术带来的并发症,其本身引起的放射性不良反应较轻,可能在未来替代手术用于早期肺癌的治疗。

千伏级锥形束CT在摆位误差对鼻咽癌放疗剂量分布影响中的应用探讨

目的:探讨千伏级锥形束CT在鼻咽癌调强放射治疗中摆位误差的监测及分析鼻咽癌(NPC)调强放射治疗(IMRT)中误差对靶区和危及器官物理剂量学的影响。方法:随机抽取鼻咽癌患者5例。应用医科达Synergy肿瘤治疗系统IGRT-CBCT(Conebeam CT,CBCT),每次照射钱获取X线容积图像(XVI),将CBCT图像与计划CT图像靶中心匹配。获得x(左右)、y(头脚)、z(腹背)方向误差,并通过Pinnacle治疗计划系统研究误差在鼻咽癌放疗中对剂量分布的影响。结果:系统误差(均数)±随机误差(标准差)在x、y、z方向分别为(-0.55±1.14)mm、(-0.20±2.52)mm、(-0.56±1.18)mm,GTVnd总剂量变化范围0.29～11.34%,GTVnx为-0.27～0.34%,左晶体为-11.95～0.10%,右晶体为-18.27～-0.04%,脊髓为-0.15～8.35%,脑干为-5.50～6.15%。结论:鼻咽癌IMRT具有一定程度的摆位误差。在KV-CBCT系统下进行实时摆位误差纠正,可进一步降低摆位系统误差和随机误差,提高摆位精度。并提高靶区及周围器官所受计量的准确性。